ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структурная организация ЭВМ из "Экономическая информатика и вычислительная техника Издание 2 " Обрабо пса экономической информации и представление результатов обработки в удобном для человека виде производится с помощью вычислительных средств. Научно-технический прогресс привел к созданию разнообразных вычислительных средств электронных вычислительных машин (ЭВМ), вычислительных систем (ВС), вычислительных сетей (ВСт). Они различаются структурной организацией и функциональными возможностями. [c.40] Электронная вычислительная машина (компьютер) - предназначенный для автоматизации процесса обработки информации комплекс технических средств, построенный на электронных элементах. Обобщенная структурная схема ЭВМ включает пять основных функциональных блоков устройство ввода (УВв), запоминающее устройство (ЗУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления (УУ) и устройство вывода информации (УВыв) (рис. 2.1). [c.40] Чтобы понять назначение и взаимосвязь основных устройств ЭВМ, необходимо рассмотреть последовательность прохождения информации при ее обработке. [c.40] Программа кодируется в цифровой форме, как и любая другая информация. Записанная на бланках программа, а также исходная числовая и алфавитная информация переносятся на промежуточный машинный носитель (например, на магнитную ленту) либо вводятся вручную с клавиатуры. Машинный носитель может быть получен на устройстве подготовки данных (УПД), которое не связано непосредственно с ЭВМ. [c.41] Основной функцией запоминающих устройств (памяти ЭВМ) является хранение программ и данных, необходимых для решения задачи, а также промежуточных и окончательных результатов вычислений. Пользователя ЭВМ интересуют прежде всего такие характеристики, как емкость памяти и ее быстродействие. Емкость памяти определяется максимально возможным количеством кодов чисел и команд определенной разрядности, которые могут одновременно храниться в ЗУ. Быстродействие памяти характеризуется временем, которое необходимо для поиска (выборки), записи или считывания информации. Эти две характеристики взаимопротиворечивы, поэтому для удовлетворения требований высокого быстродействия и большой емкости памяти в ЭВМ включается набор ЗУ, построенных на различном оборудовании. В ЭВМ всегда имеется не менее двух типов ЗУ оперативное (ОЗУ) и внешнее (ВЗУ). [c.42] ОЗУ используется непосредственно при выполнении операций вычислительного процесса, имеет сравнительно небольшую емкость и высокое быстродействие. ВЗУ предназначено для хранения промежуточных результатов, участков программ и массивов, исходных данных, не уместившихся в ОЗУ. ВЗУ обладает сравнительно невысокой скоростью работы при практически неограниченной емкости памяти. Обмен информацией между внешней и оперативной памятью осуществляется группами (массивами) данных. [c.42] Преобразование информации происходит в арифметико-логическом устройстве. АЛУ выполняет арифметические операции (например, сложение или умножение) и логические операции (обработка кодов чисел с помощью булевой алгебры И , ИЛИ ). [c.42] Устройства вывода представляют результаты вычислений в удобной для визуального восприятия человеком форме на машинном носителе либо печатают на бумаге, либо отображают на дисплее. Результаты решения задачи передаются в УВыв из оперативной памяти. [c.42] Согласование работы описанных устройств осуществляет устройство управления. Оно реализует программный принцип управления на основе хранимой в памяти машины программы. УУ контролирует взаимодействие между различными устройствами и блоками вычислительной машины, определяет последовательность операций в соответствии с заданным преобразованием информации в процессе решения задачи. Важной частью этого устройства является пульт управления (индикаторная панель, консоль), который используется для систематического контроля за работой машины, оперативного вмешательства оператора-программиста в процесс решения задачи, а также для наладки и проверки работоспособности машины. При нарушениях вычислительного процесса оператор, работающий в режиме диалога с машиной, может использовать пульт управления для выявления причин этих нарушений и их устранения. [c.43] Совокупность устройств ЭВМ, включающая устройство управления, арифметико-логическое устройство, внутреннюю регистровую память, принято называть центрапьным процессором. В компьютере его функции выполняет микропроцессор. [c.43] Упрощенная схема вычислительного процесса может быть описана следующим образом. По указанию УУ управляющая информация (команда) считывается из запоминающего устройства, передается в У У и расшифровывается. Она определяет, какая операция и над какими данными должна выполняться в АЛУ. Получив соответствующие указания и адреса, ЗУ выдает требуемые числа в АЛУ, где они преобразуются. Результаты обработки пересылаются в ОЗУ на хранение. Окончательная результатная информация из ОЗУ с помощью устройств вывода поступает на дисплей, печатающее устройство или на машинный носитель. [c.43] Вычиспителъная система (вычислительный комплекс) -взаимоувязанная совокупность средств вычислительной техники, в которую входят не менее двух основных процессоров либо вычислительных машин и развитая система периферийных устройств. Вычислительные системы имеют многоуровневую информационную организацию (рис. 2.2). [c.44] На 1 уровне системы располагаются центральные процессоры (ЦП), в состав которых входят арифметико-логические устройства, центральные устройства управления и внутренняя память процессоров (иногда сверхоперативная память - СОП). Процессоров может быть несколько. Они могут быть универсальными и специализированными и отличаться своими функциональными возможностями. На этом же уровне находятся модули оперативных запоминающих устройств. [c.44] Каналы ввода-вывода универсальных ВС в зависимости от пропускной способности канала, режима его работы и характеристик подключаемых периферийных устройств делятся на быстрые (селекторные - КС) и медленные (мультиплексные -КМ). [c.44] Селекторный канал обладает высокой пропускной способностью и управляет обменом информации с внешними запоминающими устройствами. Этот кан л позволяет только одному из присоединенных к нему устройств ввода-вывода осуществлять в данный момент операцию ввода-вывода. [c.46] Мультиплексный канал обеспечивает связь медленнодействующих устройств ввода-вывода с центральным процессором и допускает параллельное подключение нескольких устройств. Этот канал включает в свой состав несколько подканалов и может одновременно выполнять по одной операции в каждом подканале. Подканалом являются средства канала, необходимые для осуществления операции ввода-вывода и связи с одним периферийным устройством. Информационные магистрали канала, по которым происходит обмен информацией, попеременно обслуживаются параллельно работающими устройствами ввода-вывода. Устройства ввода-вывода подключаются к каналу на короткое время, необходимое для передачи или приема информации. [c.46] Адаптер канал - канал предназначен для обмена информацией между процессорами и различными модулями оперативной памяти и обеспечивает создание многопроцессорного или многомашинного вычислительного комплекса. [c.46] На III у р о в н е находятся интерфейс ввода-вывода (устройства сопряжения) и устройства управления внешними (периферийными) устройствами (УУВУ). Связь центрального процессора с внешними устройствами как через селекторный, так и через мультиплексный каналы выполняется по универсальному стандартному принципу, заключающемуся в наличии определенного набора сигналов и одной и той же временной диаграммы взаимодействия для всех внешних устройств независимо от их типа. Благодаря наличию стандартного сопряжения последовательность управляющих сигналов одинакова для всех устройств, связанных с одним каналом. [c.46] Возможность изменения конфигурации системы ввода-вывода достигается использованием различных типов УУВУ одиночных,, группового и разделенного. [c.46] Вернуться к основной статье