Принципы работы ЭВМ
В основу построения подавляющего
большинства компьютеров положены следующие общие принципы,сформулированные в
1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом:
1. Принцип
двоичного кодирования.
Для
представления данных и команд используется двоичная система счисления.
2.
Принцип однородности памяти.
Как
программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти
(и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и
над данными. Это открывает целый ряд возможностей.
Например, программа в процессе своего выполнения также может
подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила
получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов
и подпрограмм). Более того, команды одной
программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На
этом принципе основаны методы трансляции —
перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык
конкретной машины.
3.
Принцип адресуемости памяти.
Структурно
основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный
момент времени доступна любая ячейка; память внутренняя.
4.
Принцип последовательного программного
управления.
Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором
автоматически в определенной последовательности. Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика
команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает
хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды
программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется
выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же
нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой,
используются команды условного или безусловного
перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти,
содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после
достижения и выполнения команды «стоп».Таким образом, процессор
исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
5.
Принцип жесткости архитектуры
Неизменяемость
в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.