MindMap Gallery Capítulo 1 Descripción general del sistema informático

Capítulo 1 Descripción general del sistema informático

Este es un mapa mental sobre el Capítulo 1 Descripción general del sistema informático, que resume la jerarquía del sistema informático, los indicadores de rendimiento de la computadora, etc.

Edited at 2024-01-16 15:53:51

e7qw4qya@bccto.cc

Capítulo 1 Descripción general del sistema informático

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Capítulo 1 Descripción general del sistema informático

Descripción general del sistema informático

jerarquía del sistema informático

componentes del sistema informático

El sistema de hardware y el sistema de software juntos constituyen un sistema informático completo.

Para una determinada función, si puede implementarse mediante software y hardware, se dice que el software y el hardware son equivalentes en funciones lógicas.

Si una función se usa con más frecuencia y el costo de implementación del hardware es ideal, usar hardware para resolverla puede mejorar la eficiencia.

Hardware de la computadora

Idea básica de la máquina de von Neumann

"procedimiento almacenado"

Adopte el método de trabajo del "programa almacenado".

El sistema de hardware de una computadora consta de cinco componentes principales: unidad aritmética, memoria, controlador, dispositivo de entrada y dispositivo de salida.

Las instrucciones y los datos se almacenan en la memoria con el mismo estado y no hay diferencia en la forma, pero la computadora debería poder distinguirlos.

Tanto las instrucciones como los datos se representan en código binario. La instrucción consta de un código de operación y un código de dirección. El código de operación indica el tipo de operación y el código de dirección indica la dirección del operando.

El modo de trabajo básico es el modo impulsado por flujo de control.

La idea básica del "programa almacenado" es: el programa preprogramado y los datos originales solo se pueden ejecutar después de enviarlos a la memoria principal. Una vez que el programa se inicia para su ejecución, no hay necesidad de intervención del operador. La computadora ejecutará automáticamente las instrucciones una por una hasta que se complete la ejecución del programa.

partes funcionales de la computadora

dispositivo de entrada

dispositivo de salida

memoria

Memoria principal (también llamada memoria interna)

La memoria a la que la CPU puede acceder directamente es la memoria principal.

Memoria auxiliar (también llamada memoria externa)

La información de la memoria auxiliar debe transferirse a la memoria principal antes de que la CPU pueda acceder a ella.

operador

Unidad Aritmética Lógica (ALU)

una serie de registros

Se utilizan varios registros de uso general para almacenar temporalmente operandos y resultados intermedios.

El registro de estado del programa (PSW), también llamado registro de bandera, se utiliza para almacenar cierta información de bandera obtenida por la operación de ALU o la información de estado del procesador.

controlador

Contador de programas (PC)

Registro de instrucciones (IR)

Unidad de control (CU)

software de ordenador

Software del sistema y software de aplicación.

software del sistema

solicitud

tres niveles de lenguaje

Lenguaje de máquina

El único lenguaje que las computadoras pueden ejecutar directamente.

lenguaje ensamblador

lenguaje de alto nivel

traductor

Ensamblador (Ensamblador)

intérprete (intérprete)

Compilador (compilador)

Equivalencia funcional lógica de software y hardware.

Para una determinada función, se puede realizar mediante hardware o software. Desde el punto de vista del usuario, son funcionalmente equivalentes. Esta equivalencia se denomina equivalencia de funciones lógicas de software y hardware.

Jerarquía del sistema informático

La capa 3 es la capa de arquitectura del conjunto de instrucciones. Esta capa puede controlar el hardware de la computadora escribiendo programas en lenguaje de máquina. También se llama capa de máquina tradicional o capa ISA (Arquitectura de conjunto de instrucciones). Es la interfaz y el enlace entre el sistema de software y el sistema de hardware en la computadora.

Por un lado, los usuarios pueden utilizar la representación binaria de la programación en lenguaje de máquina para controlar el sistema de hardware de la computadora en esta capa.

Por otro lado, varios programas del sistema de software por encima de esta capa deben convertirse al lenguaje de máquina de esta capa antes de que puedan ser ejecutados por el hardware subyacente.

Cómo funcionan los sistemas informáticos

Cómo funcionan los "procedimientos almacenados"

Del programa fuente al archivo ejecutable

Descripción del proceso de ejecución del programa.

Descripción del proceso de ejecución de instrucciones.

Obtener instrucciones: PC→MAR→M→MDR→IR

Instrucciones de análisis: OP(IR)→CU

Instrucciones de ejecución: Ad(IR)→MAR→M→MDR→ACC

Indicadores de rendimiento de la computadora

Principales indicadores de rendimiento de las computadoras.

longitud de la palabra

Generalmente, la cantidad de dígitos binarios que una unidad aritmética puede procesar en una operación se denomina longitud de palabra de máquina.

El número de dígitos debe ser el mismo que la longitud de la palabra de la máquina.

ALU

registro de propósito general

ancho de banda de la ruta de datos

Se refiere al ancho del bus de datos externo.

La ruta de transmisión de datos formada al conectar cada subsistema a través del bus de datos se denomina ruta de datos.

Capacidad de la memoria principal

recuento de palabras x longitud de palabra

calculando la velocidad

Rendimiento y tiempo de respuesta

Frecuencia principal y ciclo de reloj de la CPU.

CPI (ciclo por instrucción)

tiempo de ejecución de la CPU

MIPS (millones de instrucciones por segundo)

MFLOPS, GFLOPS, TFLOPS, PFLOPS, EFLOPS y ZFLOPS

programa de referencia

Puede evaluar el rendimiento del mismo programa de referencia ejecutándolo en diferentes máquinas para comparar el tiempo de ejecución en diferentes máquinas.

Varios términos profesionales.

firmware. El componente compuesto por el programa solidificado en ROM se llama firmware. El firmware es un tipo de hardware con características de software. Absorbe las ventajas respectivas del software y el hardware. Su velocidad de ejecución es más rápida que la del software y su flexibilidad es mejor que la del hardware.

Transparencia

En CPU, IR, MAR y MDR son transparentes para todo tipo de programadores.

El programador ensamblador puede establecer el valor de la PC a través de la instrucción JMP.

Los registros de estado y los registros de propósito general sólo se pueden programar si son visibles para el programador del ensamblador.