Структура эвм по фон нейману, его принципы.

Первым теоретиком, сформулировавшим основы построения ЭВМ, был знаменитый математик Д. фон Нейман. По мнению фон Неймана ЭВМ состоит из:

1. арифметико - логического устройства (АЛУ), предназначенного для вы­полнения арифметических и логических операций;

2. устройства управления (УУ), организующего процесс выполнение про­граммы;

3. оперативно запоминающего устройства (ОЗУ) - для хранения исходных данных и программ;

4. внешнего устройства для ввода и вывода информации.

Стрелки указаны пути прохождения информации и управляющего сиг­нала. ОЗУ состоит из пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываться данные либо команды программы. Номер ячейки называется адресом ячейки. Ячейка состоит из разрядов. В современ­ных ЭВМ минимальной адресуемой единицей памяти служит 8 разрядная ячейка памяти - байт. Более крупные ячейки: 2-байтовые - полуслово, 4 - байтовые- слово, 8 - байтовые - двойное слово.

Первый принцип фон Неймана гласит, что все ячейки ОЗУ должны быть одинаково доступны для всех других устройств компьютера, т.е. время доступа для чтения или записи информации должно быть одинаково для всех ячеек памяти и не зависит от момента доступа. Этот принцип называют принципом произвольного доступа к основной памяти.

Второй принцип фон Неймана - принцип хранимой программы. Он гласит: программа, предназначенная для решения поставленной задачи, вво­дится в ОЗУ с внешнего устройства и хранится в ней наряду с обрабатывае­мыми данными. Программа выполняется автоматически по сигналу из уст­ройства управления. Этот принцип делает ЭВМ универсальным средством обработки информации, поскольку для решения новой задачи нужно ввести в память новую программу и соответствующие данные, а не перемонтировать электрические цепи, что делали в машине ENIAC.Программа, введенная в ОЗУ, выполняется следующим образом. По сигналу УУ считывается ячейка, где находится первая команда программы. Затем команда расшифровывается, т.е. определяется какая операция должна быть выполнена, и определяются адреса ячеек, содержащих данные участ­вующие в операции. Посылаются соответствующие сигналы в АЛУ и ОЗУ. По этим сигналам организуется выполнение команды АЛУ. После этого из памяти выбирается следующая команда программы. Организуется ее выпол­нение и так до тех пор, пока не встретится команда, предписывающая закон­чить вычисления. Конечно, в программе должна быть команда, предписы­вающая вывести из памяти полученные результаты. По сигналу из УУ ре­зультаты выводятся на устройство вывода информации.

 

Классификация ЭВМ. ПК.

По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ).

Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ) – вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения). Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5 %). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

Гибридные вычислительные машины (ГВМ) – вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

Классификация ЭВМ по этапам создания:

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные.

Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.

Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных.

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.

Персональный компьютер (ПК; англ. personal computer) — компьютер, предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросам большого количества людей. Созданный как вычислительная машина, компьютер, тем не менее, всё чаще используется как инструмент доступа в компьютерные сети и как платформа для компьютерных игр.

В употребление термин был введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC. Некоторое время персональным компьютером называли любую машину, использующую процессоры Intel и работающую под управлением операционных систем DOS, OS/2 и первых версий Microsoft Windows. С появлением других процессоров, поддерживающих работу перечисленных программ, таких, как AMD, Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh, долгое время использовавших альтернативную компьютерную архитектуру.

В Советском Союзе вычислительные машины, предназначенные для личного использования, носили официальное название персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ). В терминологии, принятой в российских стандартах, это словосочетание и сегодня указывается вместо используемого де-факто названия «персональный компьютер».