Содержание архитектуры вычислительных систем. Тема №2

1.

Тема №2
Содержание архитектуры
вычислительных систем
Курс «Организация ЭВМ и систем»

2.

Принцип программного управления
электронные ВМ и
простейшие системы
модель
одного
вычислителя
вычислительные
системы
модель
коллектива
вычислителя
Курс «Организация ЭВМ и систем»

3.

Электронная вычислительная машина
Техническая
конструкция
Программное
обеспечение
Электронная вычислительная машина – это
аппаратно-программный комплекс (Hardware &
Software), предназначенный для автоматического
выполнения
логико-вычислительной
работы
и
получения результата в необходимой форме: для ввода
данных (сбора), обработки, хранения и вывода
(передачи вне) информации.
Курс «Организация ЭВМ и систем»

4.

Вычислительная система – это одна или несколько
ВМ (процессоров), периферийное оборудование и
программное
обеспечение,
предназначенное
для
подготовки и решения задач пользователя.
Система
обработки
данных
представляет
собой
совокупность
аппаратных и программных средств,
ориентированных на решение определенной
задачи или класса задач.
основа
СОД
ориентация на
класс задач
программное
ММВК
обеспечение
МПВК
спец
аппаратное
1 процессорные
ЭВМ
обеспечение
ЭВМ
Курс «Организация ЭВМ и систем»

5.

Широкие классы задач:
1) научно-технических расчетов;
2) информационно-справочного характера
(экономические);
3) управление реальными объектами.
Узкие классы:
1) класс задач математической физики;
2) обработка изображений;
3) спектральная обработка сигналов;
4) задачи логического вывода;
5) задачи поддержки БД.
Курс «Организация ЭВМ и систем»

6.

Организация ЭВМ и систем – это способы распределения
функций, установления связи и взаимодействия процессоров,
устройств памяти и внешних устройств, используемые для
реализации возможностей, заложенных в архитектуре.
При изучении организации рассматривают:
- представление и форматы данных;
- уровни памяти и их взаимодействие;
- состав и форматы машинных команд;
- систему прерываний;
- способы обмена данными.
взгляд разработчика
взгляд пользователя
Структурная
организация
Функциональная
организация
(архитектура)
Курс «Организация ЭВМ и систем»

7.

Структурная организация ВМ – это физическая модель,
которая устанавливает состав, порядок и принципы
взаимодействия основных функциональных частей машины.
Функциональная организация ВМ – это абстрактная
модель совокупности функциональных возможностей и услуг,
призванных удовлетворить потребности пользователей.
При изучении архитектуры рассматривают:
- состав и характеристики процессоров, включая системы команд;
- состав и характеристики устройств памяти и ВУ;
- состав программных средств разработки ПО;
- вид ОС и режимы обработки данных.
Курс «Организация ЭВМ и систем»

8.

Прикладной программист
Система команд
Способы
адресации
внутренних форматов
данных
Архитектура
Синхронизация
процессов
Диспетчеризация
Распределение
ресурсов
ВС
Структура
Конструктивнотехнологическая
база
Система команд
Вычислительная
мощность
элементарного
процессора
Система связи
Способы передачи
сообщений
Элементная база
Структура памяти
Инженер - системотехник
Системный программист
Языки (трансляторы)
Синхронизация
процессов
Алгоритмы
Отладчики
Языковая
среда
Элементная база
Конструкция плат
Монтаж
Система охлаждения
Конструктор
• Курс «Организация ЭВМ и систем»

9.

• Курс «Организация ЭВМ и систем»

10.

Прикладное программное
обеспечение
Аппаратные
средства
Языки программирования
Операционные системы
Принципы управления
Организация взаимодействия с
внешними устройствами
Вычислительные и
логические
возможности системы
Организация памяти
Базовая структура системы
Время выполнения операции
Форматы данных
Система команд
Архитектура ВС
Программное
обеспечение
Функциональные возможности ВС
• Курс «Организация ЭВМ и систем»

11.

Совокупность элементов архитектуры:
1) указывает на область применения конкретной ВС;
2) определяет особенности организации работы такой
системы,
подкрепляемые
соответствующим
системным
математическим обеспечением;
3) характеризует ресурсы ВС;
4) определяет особенности структуры.
Для описания архитектуры ВС необходимо определить:
- систему команд;
- задание последовательности выполнения операторов:
1) принудительный;
2) переход по готовности команд;
3) переход по запросам;
- механизмы передачи операндов:
1) использование литералов;
2) метод рассылки операндов;
3) использование ссылок.
• Курс «Организация ЭВМ и систем»

12.

Принципы фон-неймана
Двоичное
кодирование
Программное
управление
Условный переход
Адресуемость
памяти
Однородность
памяти
• Курс «Организация ЭВМ и систем»

13.

Структура фон-неймановской вычислительной машины
• Курс «Организация ЭВМ и систем»

14.

Блок регистровой
памяти
Устройство
управления
Блок
управляющих
регистров
запросы
прерываний
Блок связи с
оперативной памятью
Арифметикологическое
устройство
команды,
операнды
(из памяти)
результаты
операций
(в память)
Блок контроля и
диагностики
Обобщенная структура процессора общего
назначения
• Курс
«Организация ЭВМ и систем»

15.

• Курс «Организация ЭВМ и систем»