поняття команди
Як виконується команда
Виконання команди можна простежити за схемою, зображеної на рис. 4.1.
Як пpаво, цей процес розбивається на наступні етапи:
обрана команда передається в пристрій управління на регістр команд;
за сигналами УУ операнди зчитуються з пам'яті і записуються в АЛУ на спеціальні регістри операндів;
УУ розшифровує код операції і видає в АЛУ сигнал виконати відповідну операцію над даними;
всі попередні етапи повторюються до досягнення команди "стоп".
Архітектура і структура комп'ютера
При розгляді комп'ютерних пристроїв прийнято розрізняти їх архітектуру і структуру.
Структура комп'ютера - це сукупність його функціональних елементів і зв'язків між ними. Елементами можуть бути самі різні пристрої - від основних логічних вузлів комп'ютера до найпростіших схем. Структура комп'ютера графічно представляється у вигляді структурних схем, за допомогою яких можна дати опис комп'ютера на будь-якому рівні деталізації.
Найбільш поширені такі архітектурні рішення.
Класична архітектура (архітектура фон Неймана) - одне арифметико-логічний пристрій (АЛП), через яке проходить потік даних. і один пристрій управління (УУ), через яке проходить потік команд - програма (рис. 4.1). Етооднопроцессорний комп'ютер.
До цього типу архітектури відноситься і архітектура персонального комп'ютера із загальною шиною, докладно розглянута в розділі 5 (рис. 5.1). Всі функціональні блоки тут пов'язані між собою загальною шиною, званої також системної магістраллю.
Периферійні пристрої (принтер і ін.) Підключаються до апаратурі комп'ютера через спеціальні контролери - устрою управління периферійними пристроями.
Контролер - пристрій, який пов'язує периферійне устаткування або канали зв'язку з центральним процесором, звільняючи процесор від безпосереднього управління функціонуванням даного обладнання.
Многопроцессорная архітектура. Наявність в комп'ютері декількох процесорів означає, чтопараллельно може бути організовано багато потоків даних і багато потоків команд. Таким чином, паралельно можуть виконуватися кілька фрагментів однієї задачі. Структура такої машини, що має загальну оперативну пам'ять і кілька процесорів, представлена на рис. 4.2.
Мал. 4.2. Архітектура многопроцессорного комп'ютера
Багатомашинна обчислювальна система. Тут кілька процесорів, що входять в обчислювальну систему, не мають загальної оперативної пам'яті, а мають кожен свою (локальну). Кожен комп'ютер в многомашинной системі має класичну архітектуру, і така система застосовується досить широко.
Однак ефект від застосування такої обчислювальної системи може бути отриманий тільки при вирішенні завдань, що мають дуже спеціальну структуру. вона повинна розбиватися на стільки слабо пов'язаних підзадач. скільки комп'ютерів в системі.
Перевага в швидкодії багатопроцесорних і багатомашинних обчислювальних систем перед однопроцесорними очевидно.
Архітектура з паралельними процесорами. Тут кілька АЛУ працюють під управлінням одного УУ. Це означає, що безліч даних може оброблятися за однією програмою - тобто по одному потоку команд.
Висока швидкодія такої архітектури можна отримати тільки на завданнях, в яких однакові обчислювальні операції виконуються одночасно на різних однотипних наборах даних. Структура таких комп'ютерів представлена на рис. 4.3.
Мал. 4.3. Архітектура з паралельним процесором
У сучасних машинах часто присутні елементи різних типів архітектурних рішень. Існують і такі архітектурні рішення, які радикально відрізняються від розглянутих вище.