Архітектура та програмне забезпечення комп'ютера, Детальна інформація

Архітектура та програмне забезпечення комп'ютера
Тип документу: Реферат
Сторінок: 11
Предмет: Комп`ютерні науки
Автор: Владислав Желєзний (для Свериди Наталії)
Розмір: 89.1
Скачувань: 4453
5. Програмне забезпечення. PAGEREF _Toc535057263 \h 16

Висновки PAGEREF _Toc535057264 \h 17

Системи числення PAGEREF _Toc535057265 \h 18

Список скорочень PAGEREF _Toc535057266 \h 19

Література. PAGEREF _Toc535057267 \h 20



1. Вступ.

Електронні схеми комп’ютера будуються на цифрових (дискретних) логічних елементах, які можуть перебувати в двох стійких станах. Носієм інформації в комп’ютері є напруга, яка може мати високий (high) або низький (low) рівні. Високий рівень напруги називається логічною одиницею, а низький – логічним нулем.

Числові величини комп’ютері (в тому числі коди символів) представлені в двійковій позиційній системі числення (системі числення з основою 2) Це означає, що для запису будь-якого числа можуть використовуватися лише дві цифри 0 та 1. Двійкова цифра має назву біт. Кожен біт може приймати значення 0 або 1, які в роботі електронних схем представляються відповідно низьким (low) та високим (high) рівнями напруги. Використання двійкової позиційної системи числення зумовлене простотою реалізації логічних елементів, здатних працювати з двійковою інформацією.

Одиницею інформації в комп’ютері є один біт. Один біт може приймати лише одне з двох можливих значень, а тому не може бути використаний для представлення великої кількості інформації. Для представлення чисел довільної величини використовується комбінація з 8 біт – байт (Byte). Один байт може зберігати числове значення в межах від 0 до 255. При необхідності представлення чисел більшої величини використовується комбінація двох (машинне слово – Word), чотирьох (подвійне машинне слово – Double Word) байт.

Комп’ютер може маніпулювати інформацією на рівні байтів, тобто одиницею інформації, з якою працюють підсистеми комп’ютера є комбінація з восьми біт.

Будь-яка інформація в комп’ютері представлена числовими величинами. Кожному текстовому або псевдографічному символу ставиться у відповідність числовий код ASCII в межах від 0 до 255, тобто текстові значення трансформуються в послідовність числових кодів, розмірністю 1 байт, кожен з яких представляє один з символів.

2. Структурна схема та принципи роботи сучасного комп’ютера.

2.1. Принцип програмного керування.

В основу функціонування комп’ютера покладено принцип програмного керування Чарлза Беббіджа. Цей принцип передбачає наявність обчислювача та програми. Обчислювач – пристрій, який здатний здійснювати над даними елементарні операції, виконання яких в необхідній послідовності приводить до потрібного результату. Такі елементарні операції називаються командами або інструкціями обчислювача. Послідовність команд (інструкцій) називається алгоритмом, а представлення цієї послідовності в формалізованому вигляді, придатному для виконання обчислювачем (т.з. машинне представлення) – програмою обробки. В процесі обробки дані, які підлягають перетворенню, та програма керування процесом перетворення, повинні знаходитись в пам’яті комп’ютера. Для занесення програми і даних до пам’яті призначені пристрої вводу-виводу.

Враховуючи вищенаведене, спрощена структурна схема комп’ютера набуває вигляду:

На даній схемі (мал.2.1.1.) зображено основні компоненти комп’ютера:

CPU (Central Processing Unit) – центральний процесор;

MM (Memory Module) – модуль пам’яті;

IOD (Input\Output Devices) – пристрої вводу-виводу.

Широкими стрілками зазначені інформаційні зв’язки між структурними елементами, тобто можливі шляхи транспортування інформації. Тонкі стрілки відображають зв’язки керування та підзвітності пристроїв.

Модуль пам’яті реалізує функції тимчасового збереження даних та кодів команд програми в процесі виконання останньої. Взаємодія центрального процесора з пам’яттю забезпечується можливістю виконання двох операцій: читання з пам’яті -- дані, що зберігаються в пам’яті стають відомими центральному процесору, та запису до пам’яті – результати роботи центрального процесора можуть бути занесенні до пам’яті з метою тимчасового їх зберігання.

Взаємодія користувача з комп’ютером здійснюється через пристрої вводу-виводу. Пристрої вводу-виводу надають можливість останньому здійснювати керівництво процесом виконання програми, а також забезпечують вивід (відображення) результатів роботи в зручному для користувача форматі (оскільки двійкова форма представлення результатів роботи не є найзручнішою для сприйняття людиною).

Центральний процесор відіграє в системі роль обчислювача і реалізує виконання програми обробки даних, що знаходяться в пам’яті; програма перед запуском також розміщується в пам’яті. Процес обробки даних полягає в послідовному читанні центральним процесором з пам’яті команд програми із наступним їх виконанням над даними і формуванням проміжних (тимчасових) результатів. Виконання у необхідному порядку сукупності операцій, описаних програмою приводить до правильного результату, який є метою здійснення обчислень.

Кожна команда програми, представлена в пам’яті в двійковому форматі, є однією із набору команд, які можуть бути виконані центральним процесором. Множина команд центрального процесора називається його операційним ресурсом. Команди, що не входять до операційного ресурсу процесора, останнім не виконуються; при цьому робота програми аварійно завершується.

Принцип програмного керування Беббіджа реалізується апаратно-програмною моделлю обчислювача, яка використовує цикл керування Дж.Фон-Неймана. (Мал.2.1.2). Даний цикл розбиває процес виконання команди на чотири етапи (фази):

1. вибірка команди з пам’яті;

2. декодування команди;

3. інкримент лічильника команд;

4. збереження результату;

The online video editor trusted by teams to make professional video in minutes