Основні елементи фон-нейманівського процесора

Основні риси фон-нейманівської архітектури

Звичайно виділяють такі характерні риси фон-нейманівської архітектури:

використовується двійкова система числення;
централізоване керування всіма процесами, які відбуваються в комп'ютері;
програма, яка визначає дії комп'ютера, являє собою послідовність елементарних команд.Елементарною командою називається команда, яка є зрозумілою для процесора, тобто яка, по-перше, записана машинною мовою, а по-друге, може бути безпосередньо сприйнята і виконана апаратними засобами, що входять до складу процесора. Після виконання однієї команди починає виконуватися наступна;
команди зберігаються в оперативній пам'яті разом з даними; типова команда має формат "назва операції - один або декілька операндів";
лінійний принцип організації пам'яті, тобто оперативна пам'ять фон-нейманівського комп'ютера являє собою послідовність однотипних комірок;
доступ до даних, які знаходяться в оперативній пам'яті, здійснюється за адресою; грубо кажучи, для того, щоб записати будь-яке дане до деякої комірки або зчитати дане з будь-якої комірки, програма повинна вказати номер цієї комірки;будь-яка програма має вільний доступ до будь-якої комірки пам'яті. Зокрема, програма може записати будь-які дані у будь-яку комірку, навіть якщо там уже записана важлива системна інформація. Програма може змінити не тільки дані, яка вона використовує, а й вміст ділянки, в якій записаний код операції. З одного боку, такий стан речей надає програмістові повний контроль над комп'ютером, а з іншого - може призвести до важкоконтрольованих помилок.

Типовий фон-нейманівський процесор містить у своєму складі такі основні елементи:

керуючий пристрій;
арифметико-логічний пристрій;
спеціальні регістри: програмний лічильник (завжди вказує на чергову команду, яка повинна виконуватися, тобто його вмістом є адреса поточної команди; інша назва - лічильник команд); регістр адреси пам’яті; регістр даних пам’яті; регістр команд; регістр стану процесора;
універсальні регістри (один або декілька); вони є доступними для програмування на рівні машинних команд. Як мінімум, повинен бути один універсальний регістр (акумулятор) для зберігання проміжних результатів обчислень. Сучасні процесори мають декілька універсальних регістрів.

Кількість бітів, які можна запам’ятати за допомогою одного регістра, називається розрядністю процесора.

Процесор обмінюється даними з оперативною пам’яттю по процесорній шині, яка має порівняно високу швидкодію. Типова процесорна шина має такі складові частини:

шина адреси. По цій шині передається адреса комірки пам’яті, з якої потрібно зчитати або до якої потрібно записати інформацію. Розрядність шини адреси визначає кількість комірок оперативної пам’яті, до яких може звертатися процесор. Кажуть, що процесор може адресувати таку кількість пам’яті. Так, якщо шина адреси має розрядність 20 біт, то процесор може адресувати 220 байтів (1 мегабайт) пам’яті;
шина даних, по якій передаються дані. Розрядність цієї шини визначає кількість байтів, які можуть бути одночасно передані по шині. Це, в свою чергу, істотно впливає на швидкість роботи процесора;
керуюча шина, призначена для передачі керуючих сигналів.

Можна виділяти ще як мінімум два етапи виконання команди: кодування результату та його запис до оперативної пам'яті.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лекція 1	\|	Поняття про позиційні системи числення

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.