Вход
Войти

Галерея диаграмм связей Глава 1. Обзор компьютерной системы

Глава 1. Обзор компьютерной системы

Это интеллектуальная карта главы 1 «Обзор компьютерной системы», в которой обобщается иерархия компьютерной системы, показатели производительности компьютера и т. д.

Отредактировано в 2024-01-16 15:53:51

ArteVeloce

Недавние работы Смотреть другие работы>>

Глава 1. Обзор компьютерной системы

ArteVeloce

Недавние работы Смотреть другие работы>>

Рекомендовано вам
Структура

Интеллект-карта принципов компьютерной композиции
- 2
WSrx009v
Принципы компьютерной композиции
- 2
ArteVeloce
«Как работает программа»
- 1
ArteVeloce
Глава 6. Автобус
- 1
ArteVeloce
Глава 2. Представление данных и работа с ними
- 1
ArteVeloce
Глава 7 Система ввода и вывода
- 1
ArteVeloce
Глава 3 Система хранения
- 1
ArteVeloce
Глава 4. Система команд.
- 1
ArteVeloce
Глава 5 Центральный процессор
- 1
ArteVeloce

Глава 1. Обзор компьютерной системы

Обзор компьютерной системы

иерархия компьютерной системы

компоненты компьютерной системы

Аппаратная система и система программного обеспечения вместе составляют законченную компьютерную систему.

Для определенной функции, если она может быть реализована как программно, так и аппаратно, говорят, что программное и аппаратное обеспечение эквивалентны по логическим функциям.

Если функция используется чаще и стоимость аппаратной реализации идеальна, использование аппаратного обеспечения для ее решения может повысить эффективность.

Компьютерное железо

Основная идея машины фон Неймана

"хранимая процедура"

Примите метод работы «хранимой программы».

Аппаратная система компьютера состоит из пяти основных компонентов: арифметического блока, памяти, контроллера, устройства ввода и устройства вывода.

Инструкции и данные хранятся в памяти с одинаковым статусом, разницы в форме нет, но компьютер должен уметь их различать.

И инструкции, и данные представлены в двоичном коде. Инструкция состоит из кода операции и кода адреса. Код операции указывает тип операции, а код адреса указывает адрес операнда.

Основным рабочим режимом является режим управления потоком управления.

Основная идея «хранимой программы» заключается в следующем: предварительно запрограммированная программа и исходные данные могут быть выполнены только после отправки в основную память. После запуска программы для выполнения вмешательство оператора не требуется. Компьютер будет автоматически выполнять инструкции одну за другой, пока выполнение программы не завершится.

функциональные части компьютера

Устройство ввода

устройство вывода

Память

Основная память (также называемая внутренней памятью)

Память, к которой процессор имеет прямой доступ, называется основной памятью.

Вспомогательная память (также называемая внешней памятью)

Информация из вспомогательной памяти должна быть перенесена в основную память, прежде чем ЦП сможет получить к ней доступ.

оператор

Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

серия регистров

Несколько регистров общего назначения используются для временного хранения операндов и промежуточных результатов.

Регистр состояния программы (PSW), также называемый регистром флагов, используется для хранения некоторой информации о флагах, полученной в результате операции АЛУ, или информации о состоянии процессора.

контроллер

Счетчик программ (ПК)

Регистр инструкций (IR)

Блок управления (БУ)

компьютерное программное обеспечение

Системное и прикладное программное обеспечение

программное обеспечение

приложение

три уровня языка

машинный язык

Единственный язык, который компьютеры могут выполнять напрямую.

язык ассемблера

язык высокого уровня

переводчик

Ассемблер (Ассемблер)

переводчик (переводчик)

Компилятор (компилятор)

Логическая функциональная эквивалентность программного и аппаратного обеспечения

Определенная функция может быть реализована как аппаратно, так и программно. С точки зрения пользователя они функционально эквивалентны. Эта эквивалентность называется эквивалентностью программных и аппаратных логических функций.

Иерархия компьютерной системы

Уровень 3 — это уровень архитектуры набора команд. Этот уровень может управлять компьютерным оборудованием путем написания программ на машинном языке. Его также называют традиционным машинным уровнем или уровнем ISA (архитектура набора команд). Это интерфейс и связь между системой программного обеспечения и аппаратной системой компьютера.

С одной стороны, пользователи могут использовать двоичное представление программирования на машинном языке для управления аппаратной системой компьютера на этом уровне.

С другой стороны, различные программы программной системы над этим уровнем должны быть преобразованы в форму машинного языка этого уровня, прежде чем они смогут быть выполнены базовым оборудованием.

Как работают компьютерные системы

Как работают «хранимые процедуры»

От исходной программы к исполняемому файлу

Описание процесса выполнения программы

Описание процесса выполнения инструкции

Получить инструкции: ПК→МАР→М→МЛУ→ИК

Инструкции по анализу: ОП(ИК)→ЦУ

Инструкции по выполнению: Ad(IR)→MAR→M→MDR→ACC

Показатели производительности компьютера

Основные показатели производительности компьютеров

длина слова

Обычно количество двоичных цифр, которые арифметическое устройство может обработать за одну операцию, называется длиной машинного слова.

Количество цифр должно совпадать с длиной машинного слова.

АЛУ

регистр общего назначения

пропускная способность пути передачи данных

Относится к ширине внешней шины данных.

Путь передачи данных, образуемый путем соединения каждой подсистемы через шину данных, называется трактом данных.

Объем основной памяти

количество слов х длина слова

расчет скорости

Пропускная способность и время отклика

Основная частота и тактовая частота процессора

CPI (цикл на инструкцию)

Время выполнения процессора

MIPS (миллион инструкций в секунду)

MFLOPS, GFLOPS, TFLOPS, PFLOPS, EFLOPS и ZFLOPS

эталонная программа

Вы можете оценить производительность одной и той же программы тестирования, запустив ее на разных машинах, чтобы сравнить время работы на разных машинах.

Несколько профессиональных терминов

прошивка. Компонент, состоящий из программы, закрепленной в ПЗУ, называется прошивкой. Прошивка — это своего рода аппаратное обеспечение с характеристиками программного обеспечения. Оно сочетает в себе соответствующие преимущества программного и аппаратного обеспечения. Скорость его выполнения выше, чем у программного обеспечения, а гибкость выше, чем у аппаратного обеспечения. Это продукт сочетания программного и аппаратного обеспечения.

Прозрачность

В CPU IR, MAR и MDR прозрачны для всех программистов.

Программист ассемблера может установить значение ПК с помощью инструкции JMP.

Регистры состояния и регистры общего назначения можно программировать только в том случае, если они видны программисту ассемблера.