44
Бұл тармақталу мен циклдерге ие күрделі бағдарламаларды қолдануға
мүмкіндік береді.
ОЕСҚ-дан шақырылатын командалар басқару құрылғысымен кері
шифрланады.
Айтарлықтай бағдарламаның əр командасы бірмəнді нұсқаулықтар
тізімінен (микробағдарламалардан) тұрады – қай ұяшықтан өңдеуге
арналған мəліметтерді алу керек екендігін, АЛҚ-да олармен қандай
арифметикалық немесе логикалық операциялар орындау керек екендігін,
жадының қай аймағына нəтижені жіберу керек екенін, келесі команданы
таңдау үшін команда санағыштарының құрамын қалай өзгертуге болатыны
жəне т.б.
АЛҚ мəліметтерге арифметикалық жəне логикалық операцияларды
орындайды жəне əрбір такт кезекті оперцияны орындауға қайта
бағыттайды. АЛҚ құрамына сумматорлар, санағыштар, ортақ мақсатты
регистрлар, логикалық түрлендіргіштер жəне басқалары кіреді. Жеке
операцияларды орындау нəтижелері АЛҚ-ның регистрлерінің біреуінде
кезекті қолданылуына дейін сақталады, немесе оперативті жадыда
жазылады.
Бағдарлама орындалғаннан кейінгі алынған нəтижелер СЕСҚ-да
сақталады, жəне адам қабылдауына ыңғайлы түрде ЭЕМ шығыс
құрылғысына беріледі.
Технологиялардың дамуымен фон Нейман архитектурасы аздап өзгеріп
толықтырылып отырды, дегенмен екілік санау жəне жадыда сақталған
бағдарламалар көмегімен компьютер жұмысын басқарудың классикалық
принциптері фундаменталды болып қалды.
Фон-неймандық архитектураның альтернативасы гарвардтық архитек-
тура болып табылады. Оның моделі кейінірек бөлек үрдістердің парал-
лельді орындалуы есебінен ЭЕМ тезəрекеттігін көтеру мақсатында Гарвард
университетінің оқымыстыларымен ұсынылған.
Гарвард (екішиналы) архитектурасы мəліметтер мен командалар үшін
бөлек шиналарды жəне жады аумақтарын қолдану идеясы мен негізі
қаланған. Ол бір шинаны нұсқаулықты таңдау (командалар шинасы) үшін
бөлектеп, ал екіншісін операндаларды таңдау (мəліметтер шинасы) үшін
бөлектеп фон Нейман архитектурасын жетілдірген.
Командалар мен мəліметтерді бір мезетте жіберу іс жүзінде ЭЕМ
тезəрекеттігін көтеруге мүмкіндік береді, себебі процессордың жады
типтерінің əрқайсымен алмасуы бір мезетте барлық шина бойынша жүзеге
асады (2.2-сурет).
Ортақ шиналы архитектура (фон-неймандық) жеңілірек, себебі ол
процессордан бір мезетте екі магистральға қызмет етуді, бірден екі шина
бойынша алмасуды бақылауды талап етпейді.
45
2.2
-сурет. ЭЕМ-ның екішиналы архитектурасы
Мəліметтер мен командалардың ортақ жадының болуы оны мəліметтер
мен командалар кодтарының арасында оптималды үлестіруге мүмкіндік
береді.
Мəліметтер мен командалардың бөлек шиналарына ие классикалықар-
хитектураға қарағанда күрделірек, себебі процессор əртүрлі ақпараттар
ағынына ие екі шиналар бойынша бір мезетте жұмыс істеуі керек.
Бағдарлама тек командалар жадында орналастырыла алады, ал мəліметтер –
тек мəліметтер жадында, бұл жадының икемді үлестірілуіне мүмкіндік
береді. Мəліметтер жады мен командалар жады бұл жағдайда үлкен емес
көлемге ие, сол себепті берілген архитектура шектелген тактілі жиілікте
максималды ішкі тезəрекеттікке қол жеткізу керек болғанда микросұлбалар
процессорларының жүзеге асырылуы кезінде қолданылады.
Ішкі екішиналы ұйымдастыруға ие заманауи процессорлар конвейерлі
технологияларды жəне жылдам кэш-жадын қолдану есебінен командаларды
орындау мен ОЕСҚ-нан мəліметтерді алмасуды үйлестіруге қабілетті.
Осылайша, заманауи ЭЕМ фон-неймандық архитектурада базаланады,
ал локалды мəселелерді шешу үшін гарвард архитектурасын пайдаланады.
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
1. Заманауи ЭЕМ құрастырылуының негізі болған фон
Нейман принциптерін атаңыз.
2. Фон-неймандық архитектура қандай құрылғылар-
дан тұрады?
46
3. Фон Нейман машинасының функционалды түйін-
дерінің арналуын сипаттаңыз.
4. Неліктен фон Нейман архитектурасы классикалық
деп аталады?
5. Гарвардтық архитектураның артықшылығы неде?
2.2.
ЗАМАНАУИ ЭЕМ АРХИТЕКТУРАСЫ
Заманауи ЭЕМ архитектурасы — бұл оның мəселелерін шешу үшін
жəне мəліметтерді өңдеу үрдістерін ұйымдастыру принциптерін жүзеге
асыру үшін қолданушыға қолжетімді аппаратты-бағдарламалық құралдар-
дың өзара байланысқан функционалды жүйесі.
Аппаратты жасақтама өзіне ЭЕМ жұмыс істеуінің жұмыс конфигура-
циясын қамтатамсыз ететін негізгі құрылымдық компонеттерді қосады:
процессор, жүйелік плата, есте сақтаушы құрылғылар, монитор, пернетақта
жəне компьютерге енгізу мен қолданушыға шығару ыңғайлылығы үшін
ақпаратты дайындау мен түрлендіруді орындайтын шеткері құрылғылар.
Кейде «шеткері құрылғы» термині сыртқы құрылғылармен теңдестіріледі.
Барлық заманауи ЭЕМ құрастырудың базалық принциптері бағдарла-
малық басқару болып қалады.
Негізгі бағдарлама операционды жүйе болып табылады – бұл барлық
ЭЕМ ресурстарын басқаратын, қолданбалы бағдарламаларды жүзеге
асыратын жəне компьютердің жұмыс істеуі кезінде сервистік функция-
ларды орындайтын бағдарлама. Сервистік бағдарламалар əдетте əртүрлі
қосалқы функцияларды орындайды: қолданылатын ақпараттың резервті
көшірмелерін жасайды, компьютер құрылғысының жұмыс қабілеттілігін
тексереді.
Заманауи ЭЕМ-да бағдарламалық басқару принципі əртүрлі əдістермен
жүзеге асырылуы мүмкін.
Есептеу үрдісін ұйымдастыру əдісіне байланысты ЭЕМ праллельді жəне
тізбектей əрекетті болып бөлінеді.
Параллельді әрекетті ЭЕМ. Паралельді əрекетті (кейде оларды есептеу
жүйелеріне жатқызады) ЭЕМ бір немесе көп мəліметтер ағынын өңдеу
үшін бірнеше командалар ағынын бір мезетте қолдана алатын екі не одан
көп процессорлардан тұрады.
Параллель əрекетті ЭЕМ матрицалық (бір командалар ағынымен
Достарыңызбен бөлісу: |
