Kompyuter injiniringi

Kompyuter arxitekturasi asoslari

Kompyuterni tashkil etuvchi qismlarga modul deyiladi. Barcha modullar orasida asosiy modullar ajratiladi, ularsiz kompyuterning ishlashi mumkin emas, qolgan modullar esa turli vazifalarni hal qilish uchun ishlatiladi: grafik ma'lumotlarni kiritish va chiqarish, kompyuter tarmog'iga ulanish va hk.

Ko'pgina kompyuterlar 1945 yilda Jon von Neyman tomonidan ishlab chiqilgan printsiplarga asoslanadi:

1. Dasturlashtirilgan boshqaruv printsipi (dastur protsessor tomonidan berilgan ketma -ketlikda avtomatik ravishda ketma -ket bajariladigan buyruqlar to'plamidan iborat).

2. Xotiraning bir xilligi printsipi (dasturlar va ma'lumotlar bir xil xotirada saqlanadi; ko'rsatmalarni ma'lumotlar bilan bir xilda bajarish mumkin).

3. Manzil berish tamoyili (asosiy xotira tizimli ravishda raqamlangan katakchalardan iborat).

Bu tamoyillar asosida yaratilgan kompyuterlar klassik arxitekturaga ega (fon Neyman arxitekturasi).

Kompyuter arxitekturasi - bu uning mantiqiy tashkil etilishi, tuzilishi va resurslari. Arxitektura ishlash tamoyilini, axborot havolalarini va kompyuterning asosiy mantiqiy tugunlarining o'zaro bog'liqligini belgilaydi:

· Protsessor;

Operativ xotira (saqlash qurilmasi);

· Tashqi xotira;

· Periferik qurilmalar.

Xotira funktsiyalari:

· Boshqa qurilmalardan ma'lumot olish;

· Ma'lumotni yodlash;

· Ma'lumotni so'rov bo'yicha mashinaning boshqa qurilmalariga o'tkazish.

Xotira quyidagilarga bo'linadi.

Asosiy:

RAM (tasodifiy kirish xotirasi);

· ROM (faqat o'qish uchun xotira);

· Tashqi (tashqi xotira qurilmalari axborotni uzoq vaqt saqlashga imkon beradi).

Tashqi saqlash vositalari:

Qattiq va egiluvchan magnit disklar

Lazerli disklar (CD)

Ishlatishdan oldin disklar yo'llar va sektorlarga formatlanadi.

Periferik qurilmalarning vazifalariga axborotni kiritish va chiqarish kiradi.

Har bir qurilma o'ziga xos xususiyatlar to'plamiga ega, bu sizga kompyuter yordamida ma'lum vazifalarni hal qilish uchun eng mos keladigan qurilmalar konfiguratsiyasini tanlash imkonini beradi.

Protsessor vazifalari:

· Berilgan dastur bo'yicha ma'lumotlarni qayta ishlash (ular ustida arifmetik va mantiqiy amallarni bajarish) - ALU funktsiyasi (arifmetik -mantiqiy qurilma);

· Kompyuter qurilmalari ishlashining dasturiy nazorati - boshqaruv blokining vazifasi (boshqaruv moslamasi).

Protsessor shuningdek registrlarni ham o'z ichiga oladi (protsessor xotirasi) - bir qator maxsus saqlash xujayralari.

Registrlar ikkita maqsadga xizmat qiladi:

· Qisqa muddatli raqam yoki buyruqni saqlash;

· Ular ustida ba'zi operatsiyalarni bajarish.

Eng muhim registrlar:

· Buyruqlar hisoblagichi (ketma -ket xotira hujayralaridan dastur buyruqlarini avtomatik tanlash uchun ishlatiladi, u bajarilayotgan buyruq manzilini saqlaydi);

· Buyruqlar va holatlar reestri (buyruq kodini saqlash uchun xizmat qiladi).

· Buyruq - bu kompyuter bajarishi kerak bo'lgan elementar operatsiya.

Buyruq o'z ichiga oladi:

Amalga oshirilayotgan operatsiya kodi

Operand manzillari

Natija joylashuvi manzili

Buyruqning bajarilishi quyidagi bosqichlarga bo'linadi:

Buyruq hisoblagichda manzili saqlanadigan xotira katakchasidan tanlanadi (buyruq hisoblagichining tarkibi oshganda)

Buyruq boshqaruv qurilmasiga (buyruqlar registriga) o'tkaziladi.

Boshqarish moslamasi buyruqning manzil maydonini dekodlaydi

Boshqaruv moslamasining signallariga ko'ra, operandlar ALU xotirasidan tanlanadi (operandlar registrlarida).

UU operatsion kodini ochadi va ALUga operatsiyani bajarish uchun signal beradi

Operatsiya natijasi protsessorda qoladi yoki RAMga qaytariladi