Типовые варианты архитектуры вычислителя
Современные вычислительные устройства как широкого применения, так и применяемые для управления бортовым или технологическим оборудованием, строятся в соответствии с одним из двух базовых принципов – архитектуры Фон Неймана и Гарвардской архитектуры. В основе каждой архитектуры использован процессор – устройство для обработки цифровых данных. Обмен информацией между процессором и другими устройствами в пределах вычислителя осуществляется по наборам параллельных проводников, называемых шинами (bus) или магистралями передачи информации.
Типовая структура вычислителя на основе архитектуры Фон Неймана представлена на рис. 2.1-а (показаны потоки передачи информации, а не шины).
Рис. 2.1. Структура вычислителя на основе архитектуры Фон Неймана (а)
и Гарвардской архитектуры (б):
1 – процессорный блок; 2 – постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
3 – оперативное запоминающее устройство (ОЗУ); 4 – контроллер внешних накопителей; 5 – порты ввода-вывода; 6 – внешние дисковые накопители;
7 – устройства сопряжения с объектом (УСО).
С извинениями уважаемому читателю вынужден прервать статью дабы выразить благодарность за финансовую помощь сайту battery.net.ua
На сайте есть не только ноутбук hp батарея к нему, но и множество другой электроники на любой вкус.
Процессор взаимодействует с тремя типами запоминающих устройств – постоянной памятью на микросхемах (ПЗУ), оперативной памятью на микросхемах (ОЗУ) и внешними запоминающими устройствами в виде дисковых накопителей (ВДЗУ). Объем ПЗУ составляет единицы или десятки килобайт. В этой области памяти хранятся программы начального пуска и тестирования системы. Основное программное обеспечение размещается на внешних дисковых накопителях. ОЗУ имеет большие объемы (до десятков/сотен мегабайт) и служит для размещения программ, выполняемых процессором в текущий момент, и для всех промежуточных данных. Таким образом, любая программа перед выполнением копируется в ОЗУ. Процессор считывает выполняемые команды из ОЗУ, которое характеризуется существенно меньшим временем доступа к данным по сравнению с ВДЗУ. Вычислители на основе архитектуры Фон Неймана имеют стандартизованный набор средств ввода-вывода (типовые шины, параллельные и последовательные порты). Все персональные ЭВМ построены на основе этой архитектуры.
Типовая структура вычислителя на основе Гарвардской архитектуры показана на рис. 2.1-б Отличительной особенностью является отсутствие ВДЗУ и иное соотношение объемов ПЗУ и ОЗУ. Объем постоянной памяти в несколько раз превосходит объем ОЗУ. Все исполняемое программное обеспечение размещается в микросхемах ПЗУ, и копирование в ОЗУ перед выполнением не производится. Процессор считывает команды программы непосредственно из ПЗУ. В этой архитектуре ПЗУ принято называть памятью программ. ОЗУ предназначено для размещения данных, полученных от датчиков или других бортовых подсистем, для промежуточных данных и результатов вычислений, выдаваемых на исполнительные устройства или в другие бортовые подсистемы. Эту область принято называть памятью данных. Для вычислителей на основе Гарвардской архитектуры характерно большое количество разнообразных устройств сопряжения с объектом (УСО) для преобразования информации и связи с датчиками, исполнительными устройствами и другими вычислителями. Бортовые и наземные специализированные (встраиваемые) вычислительные системы строятся на основе Гарвардской архитектуры. Кроме того, бортовые вычислители выполняют программы в многозадачном режиме и в масштабе реального времени.
|
