ЭЕМ-ң архитектурасы

Жоспар
Кіріспе

1. ЭЕМ сәулеті.
2. ЭЕМ.нің даму сатылары. ЭЕМ.нің құрылымы.
3. ЭЕМ сипаттамалары. ЭЕТ әдістерінің жіктелуі.
4. ЭЕМ құрылымы. ЭЕМ құрылу принципі.

Микропроцессор (МП). Бұл ДК орталық блогы. Машинаның барлық блоктарының жұмысын басқару және ақпаратпен арифметикалық, логикалық операциялар орындауға арналған.
Микропроцессор құрамына мыналар кіреді:
• Басқару құрылғысы (БҚ) қажет уақыт моментінде машинаның барлық блоктарына басқарудың қандайда бір басқару (басқармалы импульстар) сигналдарын береді; орындалатын операциямен пайдаланылатын жады ұяшықтарының адресін құрайды және осы адрестерді ЭЕМ-нің сәйкес блоктарына жібереді; импульстар тізімін басқару құрылғысы тактілік импульстар генераторынан алады.
• Арифметико-логикалық құрылғы (АЛҚ) сандық және символдық ақпаратпен барлық арифметикалық және логикалық операциялар орындау үшін арналған (ДК кейбір модельдерінде операцияны орындауды жылдамдату үшін АЛҚ-ға қосымша математикалық сопроцессор орнатылады).
• Микропроцессорлық жады (МПЖ) ақпаратты аз уақытқа сақтау, жазу және беру үшін қызмет етеді. МПЖ регистрлерде құрылады және машинаның жоғары жылдамдығын қамтамасыз ету үшін пайдаланылады, немесе негізгі жады жоғары жылдамдықты микропроцессорлардың тиімді жұмысы үшін қажет ақпаратты жазу, іздеу және оқуды әрдайым қамтамасыз ете алмайды. Регистрлер – әртүрлі ұзындықты жадының тез жұмыс істейтін ұяшығы.
• Микропроцессордың интерфейстік жүйесі ДК басқа құрылғыларымен тартылысты (сопряжения) және байланысты жүзеге асырады; өзіне МП ішкі интерфейсін, буферлік сақтау регистрлері мен енгізу-шығару порттарымен басқару схемасы және жүйелік шинаны қосады. Интерфейс (interface) – компьютер құрылғыларының тартылыс және байланыс әдістерінің жиынтығы. Енгізу-шығару порты (I/O – Input/Output port) – микропроцессорға ДК-дің басқа құрылғыларын қосуға мүмкіндік беретін тартылыс аппаратурасы
Жүйелік шина – бұл компьютердің негізгі интерфейстік жүйесі, оның барлық құрылғылары арасында тартылыс пен байланысты қамтамасыз етеді. Жүйелік шина өзіне мыналарды қосады:
• Мәліметтердің кодтық шинасы (МКШ), операндтың сандық кодының (машиналық сөз) барлық разрядына параллель тасымалдау үшін тартылыс схемасы мен проводтардан тұрады;
• Адрестің кодтық шинасы (АКШ), негізгі жады немесе сыртқы құрылғының енгізу-шығару порттарының ұяшықтар адресінің барлық разрядтарын параллель тасымалдау үшін тартылыс схемасы мен проводтарды қосады;
• Инструкцияның кодтық шинасы (ИКШ), құрамына машинаның барлық блоктарына инструкция (басқарушы сигналдар, импульстар) беруге арналған тартылыс схемасы мен проводтар кіреді;
• Қоректендіру шинасы, электр жүйесіне ДК блоктарын қосуға арналған тартылысы схемасы мен проводтардан тұрады.

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ
МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

ОӨЖ
Тақырып: 1. ЭЕМ сәулеті. 2. ЭЕМ-нің даму сатылары. ЭЕМ-нің құрылымы. 3. ЭЕМ сипаттамалары. ЭЕТ әдістерінің жіктелуі. 4. ЭЕМ құрылымы. ЭЕМ құрылу принципі.

Орындаған: Зияданова Айдана Тексерген:Жаксыгулова Д.

Семей 2015
ЭЕМ-ның микропроцесстердегі жұмысының сәулетін, құрылымын және принциптерін қарастыруды қамтамасыз етеді.
Микропроцессор (МП). Бұл ДК орталық блогы. Машинаның барлық блоктарының жұмысын басқару және ақпаратпен арифметикалық, логикалық операциялар орындауға арналған.
Микропроцессор құрамына мыналар кіреді:
* Басқару құрылғысы (БҚ) қажет уақыт моментінде машинаның барлық блоктарына басқарудың қандайда бір басқару (басқармалы импульстар) сигналдарын береді; орындалатын операциямен пайдаланылатын жады ұяшықтарының адресін құрайды және осы адрестерді ЭЕМ-нің сәйкес блоктарына жібереді; импульстар тізімін басқару құрылғысы тактілік импульстар генераторынан алады.
* Арифметико-логикалық құрылғы (АЛҚ) сандық және символдық ақпаратпен барлық арифметикалық және логикалық операциялар орындау үшін арналған (ДК кейбір модельдерінде операцияны орындауды жылдамдату үшін АЛҚ-ға қосымша математикалық сопроцессор орнатылады).
* Микропроцессорлық жады (МПЖ) ақпаратты аз уақытқа сақтау, жазу және беру үшін қызмет етеді. МПЖ регистрлерде құрылады және машинаның жоғары жылдамдығын қамтамасыз ету үшін пайдаланылады, немесе негізгі жады жоғары жылдамдықты микропроцессорлардың тиімді жұмысы үшін қажет ақпаратты жазу, іздеу және оқуды әрдайым қамтамасыз ете алмайды. Регистрлер - әртүрлі ұзындықты жадының тез жұмыс істейтін ұяшығы.
* Микропроцессордың интерфейстік жүйесі ДК басқа құрылғыларымен тартылысты (сопряжения) және байланысты жүзеге асырады; өзіне МП ішкі интерфейсін, буферлік сақтау регистрлері мен енгізу-шығару порттарымен басқару схемасы және жүйелік шинаны қосады. Интерфейс (interface) - компьютер құрылғыларының тартылыс және байланыс әдістерінің жиынтығы. Енгізу-шығару порты (IO - InputOutput port) - микропроцессорға ДК-дің басқа құрылғыларын қосуға мүмкіндік беретін тартылыс аппаратурасы
Жүйелік шина - бұл компьютердің негізгі интерфейстік жүйесі, оның барлық құрылғылары арасында тартылыс пен байланысты қамтамасыз етеді. Жүйелік шина өзіне мыналарды қосады:
* Мәліметтердің кодтық шинасы (МКШ), операндтың сандық кодының (машиналық сөз) барлық разрядына параллель тасымалдау үшін тартылыс схемасы мен проводтардан тұрады;
* Адрестің кодтық шинасы (АКШ), негізгі жады немесе сыртқы құрылғының енгізу-шығару порттарының ұяшықтар адресінің барлық разрядтарын параллель тасымалдау үшін тартылыс схемасы мен проводтарды қосады;
* Инструкцияның кодтық шинасы (ИКШ), құрамына машинаның барлық блоктарына инструкция (басқарушы сигналдар, импульстар) беруге арналған тартылыс схемасы мен проводтар кіреді;
* Қоректендіру шинасы, электр жүйесіне ДК блоктарын қосуға арналған тартылысы схемасы мен проводтардан тұрады.
Жүйелік шина ақпаратты берудің үш бағытын қамтамасыз етеді:
1. микропроцессор мен негізгі жады арасында;
2. микропроцессор мен сыртқы құрылғылардың енгізу-шығару порттары арасында;
3. негізгі жады мен сыртқы құрылғылардың енгізу-шығару порттары арасында (жадыға тікелей кіру режимінде).
Барлық блоктар, нақтырақ айтсақ, олардың енгізу-шығару порттары сәйкес алмалы-салмалылар (разъемы) (стык) арқылы шинаға біркелкі немесе контроллерлер (адаптерлер) арқылы қосылады. Жүйелік шинамен басқару микропроцессормен немесе қосымша микросхема - басқарудың негізгі сигналын құратын шина контроллері арқылы жүзеге асады. Сыртқы құрылғылар мен жүйелік шина арасында ақпарат алмасу ASCII-кодтарын пайдаланумен орындалады.
Негізгі жады (НЖ) машинаның басқа блоктарымен ақпаратты сақтау және жедел алмастыру үшін арналған. НЖ екі есте сақтау құрылғыларынан тұрады: тұрақты есте сақтау құрылғысы (ПЗУ) және жедел есте сақтау құрылғысы (ОЗУ).
Сыртқы құрылғы ретінде кассеталық магнитті ленталарда (стример) есте сақтау құрылғылары, CD-R және CD-RW оптикалық дисктерде жинақтағыштар пайдаланылады.
Қоректендіру көзі - бұл ДК автономды және желілік электр қуатын пайдалану жүйесі кіретін блок.
Таймер - бұл машина ішіндегі электронды сағат, қажет кезде ағымды уақыт моментін (жыл, ай, сағат, минут, секунд) автоматты түрде жылжытуға мүмкіндік береді. Таймер автономды қоректендіру көзіне - аккумуляторға қосылады және машина желіден өшкеннен кейін де жұмыс істей береді.
ДК СҚ машинаны қоршаған ортамен қарым-қатынасын қамтамасыз етеді: пайдаланушылармен, басқару объектілері мен басқа ЭЕМ-мен. СҚ әр қилы болып келеді және белгілер қатары бойынша жіктелуі мүмкін. Міндеті бойынша келесі СҚ түрлерін бөліп қарастыруға болады:
* сыртқы есте сақтау құрылғылары (СЕСҚ) немесе ДК сыртқы жады
* пайдаланушының сұхбаттасу құралы
* ақпаратты енгізу құрылғылары
* ақпаратты шығару құрылғылары
* байланыс және телекоммуникация құралдары
Пайдаланушының сұхбаттасу құралына видеомонитор, пультті баспалы машиналар (пернетақтамен клавиатуралар) мен ақпаратты сөздік (речевой) енгізу-шығару құрылғылары.
Видеомонитор (дисплей) - ДК-ден көрінетін және көрінбейтін ақпаратты көрсету үшін арналған құрылғы.
Сөздік енгізу-шығару құрылғысына тез дамымалы құрал мультимедиа жатады. Сөздік енгізу құрылғысы - бұл әртүрлі микрофондық акустикалық жүйелер, дыбыстық тышқандар, мысалы, адаммен айтылатын әріптер мен сөздерді тануға, оларды идентификациялауға және кодтауға мүмкіндік беретін қиын программалық қамтама.
Сөздік шығару құрылғысы - бұл цифрлік кодтарды әріптер мен сөздерге түрлендіруді орындайтын әртүрлі дыбыс синтезаторы.
Ақпаратты енгізу құрығысына мыналар жатады:
* пернетақта - ДК-ге сандық, мәтіндік және басқарушы ақпаратты қолмен енгізуге арналған құрылғы.
* графикалық планшеттер (диджитайзерлер) арнайы көрсеткіш (перо) планшеті бойынша тасымалдау жолымен графикалық ақпаратты, бейнені қолмен енгізу үшін; пероны тасымалдау кезінде автоматты түрде оның орналасу координатын есептеу және ДК-де осы кординаттарды енгізу орындалады.
* сканерлер (оқитын автоматтар) қағаздық тасымалдағыштармен автоматты түрде оқу үшін және ДК-ге машиналық мәтіндерді, графиктерді, суреттерді, сызбаларды енгізу; мәтіндік режимде сканерді кодтау құрылғысында оқылатын символдар арнайы программалар контурымен салыстырылғаннан кейін ASCII кодында түрлендіріледі, ал графиктік режимде оқылатын графиктер мен сызбалар екіөлшемді реттілікпен түрлендіріледі.
* манипуляторлар (көрсету құрылғысы): джойстик, тышқан, трекбол (қобдишадағы шар) және т.с.с., экран бойынша курсордың жылжуын басқару жолымен дисплей экранында графикалық ақпаратты енгізу үшін;
* сенсорлық экрандар ДК-де дисплей полиэкранынан бейнелер, программалар немесе командалардың жеке элементтерін енгізу үшін.
Ақпаратты шығару құрылғыларына мыналар жатады:
* принтерлер - қағаздық тасымалдағыштарда ақпаратты тіркеуге арналған баспа құрылғысы.
* графтүзеткіштер (плоттер) ДК-ден қағаздық тасымалдағыштарға графикалық ақпаратты (графиктер, сызбалар, суреттер) шығаруға арналған.
Плоттерлер перо көмегімен бейне салатын векторлық және нүктелік: термографиялық, электростатикалық, су бүріккіш (струйный) және лазерлік болып бөлінеді. Конструкциясы бойынша плоттерлер планшеттік және барабандық болып бөлінеді. Барлық плоттерлердің негізгі сипаттамасы көбінесе бірдей: салу жылдамдығы - 100 - 1000 ммс, жақсы модельдерде түсті бейнелер болуы мүмкін; лазерлік плоттерлердегі бейне нақтылығы; бірақ олар өте қымбат. Байланыс және коммуникация құрылғылары ДК байланыс арналарына , басқа ЭЕМ-ге және есептеу желілеріне (желілік интерфейстік платалар, модемдер) қосу үшін пайдаланылады.
ЭЕМ және ЭЕМ-ді ұйымдастыру деңгейлеріне түсінік
ЭЕМ функциясын өндіру әдістері ЭЕМ-нің құрылымдық ұйымдастырылуын құрайды. Сонда элементтік база, ЭЕМ-нің функционалды тораптары мен құрылғылары, әртүрлі программалық модульдер (үзу өңдегіштері, драйверлер, com, exe, tsr, bat, программалар мен подфайлдар және т.б.) ЭЕМ-нің құрылымдық компоненттері болып табылады.
ЭЕМ бірге болуы мүмкін, яғни бір программамен (программалық сыйысушылық жұмыс істеуге бейімделген және біртипті көрсетілген ақпаратты (ақпараттық сыйысушылық) алу кезінде бірдей нәтиже алу. Егер ЭЕМ-нің аппаратуралық бөлігі бірге жұмыс жасау үшін олардың электрлік қосылуына рұқсат берсе, онда ЭЕМ-нің техникалық сыйысушылық да орын алады.
Бірге қосылатын ЭЕМ-дер бірдей функционалды ұйымдастырылуы керек: ақпараттық элементтер (символдар) ЭЕМ-нен енгізу және шығару кезінде бірдей көрсетілуі керек, командалар жүйесі осы ЭЕМ-де ақпаратты бірдей түрлендіру кезінде бірдей нәтиже алуды қамтамасыз ету керек. Мұндай машиналардың жұмысын функционалды - бірге қосылатын операциялық жүйелер басқару керек, ол үшін аппаратуралық-программалық есептеу кешенінің жұмысын жобалау және басқару әдістері мен алгоритмдері бірдей болуы керек. ЭЕМ-нің толық емес сыйысушылығы кезінде (олардың функционалды өндірілуінде сәйкессіздік болған кезде) эмулятор, яғни функционалды элементтерді программалық түрлендіргіш қолданылады.
ЭЕМ-ді ұйымдастыру деңгейлері
Кез келген ЭЕМ-нің функционалдау негізі оның берілген іс-әрекетті орындау мүмкіндігі болып табылады. Кез келген ЭЕМ-нің аппараттық құралдары салыстырмалы қарапайым командалардың тек шектелген жиынын орындауы мүмкін. Бұл командалар машинаның машиналық тілін құрайды. Компьютер аппаратурасының қиындығы туралы айтатын болсақ, машиналық командаларды әлдеқайда оңай етіп жасау керек, бірақ көптеген машиналық командалардың жабайылығы оларды пайдалануды ыңғайсыз және қиын етеді. Сондықтан құрастырушылар адам қатынасы (жоғары деңгейлі тілдер) үшін өте ыңғайлы басқа командалар жиынын енгізеді.
Қазіргі ЭЕМ-де машиналық командалар микропрограммалар көмегімен жіктеледі. ОЖ жеңгейі аралас деңгей болып табылады, яғни көптеген супервизорлық командалар машиналық деңгейдің командалары болып табылады. ОЖ деңгейі құрамына қосымша машиналық деңгейдің қандайда бір типтік программасы болып табылатын командалар кіреді (енгізу-шығару командасы, программалар арасында ауыстырып қосу. Қарапайым пайдаланушылар машиналықтан бастап оқумен шектеледі. Төменгі деңгейлер құрастырушылар үшін қажет.
ЭЕМ сипаттамалары
ЭЕМ-нің негізгі сипаттамалары:
1. ЭЕМ-нің операциялық ресурстары - бұл ЭЕМ мүмкіндіктерінің тізімі. Мұндай мыналар жатады:
* ЭЕМ-де ақпаратты көрсету әдістері
* ЭЕМ командалар жүйесі
* Адресациялау әдістері
ЭЕМ-нің операциялық ресурстары аппаратты құралдармен тікелей байланысты. Олар қандайда бір есептерді шешу үшін ЭЕМ-нің сәйкестілік дәрежесін сипаттайды.
Электронды компоненттерде құрастырылған бірінші ЭЕМ-дер 1942 жылы ("Эниак") шықты. Сериялы шығару 1945-1946 жж. болды. Маушли мен Энкер басшылығымен Пенсельван университетінде құрастырылды. 1943 жылы Тьюринг басшылығымен "Колос" ЭЕМ-сы құрастырылды. 70-ші жылдары архивті ашқаннан кейін бірінші ЭЕМ 1939 жылы Германиядан шыққан "АВС" деген атауға ие болған ЭЕМ Антоносовпен құрастырылғаны анықталды. болды.
ЭЕМ-нің бірінші буыны.
ЭЕМ шамдары, өнеркәсіптік шығару 50-ші жылдың басында басталды. Біздің елімізде шығару бастамасы "МЭСМ" 50-ші жылдың басы деп есептеуге болады. Лебедев басшылығымен құрастырылған. 1952-1953 жж. осы негізде Мельников пен Бурцев басшылығымен "БЭСМ-1" (Үлкен электронды есептеу машинасы) құрастырылды. Ал оның негізінде "БЭСМ-2" машинасының сериялы шығарылуы жүргізілді. Осы кезде АҚШ-та "Эдвак" машинасын шығарады. "БЭСМ-2" машинасының техникалық сипаттамасы әлдеқайда жоғары болды. Бұл "БЭСМ-2" машинасында екі жаңа принцип: конвейеризация мен стек пайдалануымен байланысты. "БЭСМ-2" үшін аппараттық-логикалық құрылғылардың жылдам жұмыс істеуі секундына 10000 операцияны құрады.
1953 жылы Василевский басшылығымен "Стрела" машинасы құрастырылды. Сонымен қатар академик Брук басшылығымен Мәскеу Энергетикалық институтында "М" деген атау алған ЭЕМ құрастырылды. Минскте ЭЕМ өндіру бойынша завод құрылды, машиналардың сериялы шығаруы "Минск". Пензе қаласында академик Рамеев басшылығымен конструкторлы бюро бөлімшесі құрылды. Мұнда ЭЕМ құрастырып, сериялы шығаруы "Урал" деп аталды.
Бірінші буынның ЭЕМ-ның құрылымы түгелдей фон Нейман машинасына сәйкес келді.
тез жылдамдықты және аз электр қуатын тұтынуын қамтамасыз етуге мүмкіндік берді.
Математикалық және программалық қамтаманың дамуы осы кезде басталады. Жоғарғы нүкте: алгоритмдік тілдерді (Fortran, ALGOL) құру. Қарапайым компиляторлар мен интерпретаторлар құрылады. Көппрограммалы ЭЕМ-дер пайда болады. Пакеттік режимде жұмыс істеу үшін бірінші мониторлар мен supervisor'лер шығады. Соның нәтижесінде ЭЕМ-нің екінші буынын пайдалану жылдам ұлғая түседі.
ЭЕМ-нің үшінші буыны.
60-шы жылдардың соңында үшінші буынның бірінші машиналары шыға бастайды. ЭЕМ-нің үшінші буынына көшу күшті сәулеттік өзгерістермен байланысты болады.Бірақ интеграция деңгейі аз болды. Үшінші буынның машиналарында арна концепциясы құрылады, микропрограммалық басқару пайда болады, жады иерархияланады, бірінші рет агрегаттау түсінігі енгізіледі.

Сурет -2
ЭЕМ-нің үшінші буыны.
МК - ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.