Upload
prievoznikm
View
86
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Časti počítača
von Neumanovského typu,
ich klasifikácia
Marcel Prievozník
2013
1. ročník RŠI
Časti počítača von
Neumanovského typu, ich
klasifikácia
Ing. Marcel Prievozník
OBSAH Kto je John von Neumann?
von Neumannov počítač - úvod
operačná pamäť
aritmeticko-logická jednotka
radič
vstupno-výstupné zariadenie
predpis pre riešenie úloh
von Neumanov počítač – schéma
The greatest computer programmer (video)
použitá literatúra
CPU
operačná pamäť
John von Neumann
* 1903 (Budapešt) †1957
(Washington)
jeden z najväčších matematikov 20.
st.
otec teórie hier
podieľal sa na vytvorení základných
predpokladov termonukleárnych
reakcií a vodíkovej bomby.
je spoluautorom Koncepcie alebo
architektúry počítača
von Neumanov počítač - úvod
V roku 1946 on a jeho kolegovia z PrincetonInstitute for Advanced Studies naprojektovali nový počítač postavený na týchto pravidlách:
Počítač obsahuje operačnú pamäť, ALJ, radič, V/V zariadenia (vstupno - výstupné).
Predpis pre riešenie úlohy je prevedený do postupnosti inštrukcií.
Údaje a inštrukcie sú vyjadrené binárne. Údaje a inštrukcie sa uchovávajú v
pamäti na miestach označovaných adresami.
Programom riadené spracovávanie dát prebieha v počítači samočinne.
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ,
RADIČ, V/V ZARIADENIA
počítač obsahuje operačnú
pamäť, v ktorej sa operácie vykonávajú.
V operačnej pamäti sa nachádzajú všetky
dáta potrebné na vykonanie danej
úlohy, program, medzivýsledky a konečné
výsledky.
ALU
operačná
pamäť
VV zariadenia
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ
PAMÄŤ, ALJ, RADIČ, V/V
ZARIADENIApočítač má procesor, ktorý sa skladá z
riadiacej jednotky, ktorá riadi činnosť
počítača a z aritmeticko-logickej jednotky,
ktorá realizuje výpočty ...
(+,-,*,/, and, or, not , > , < ,…).
Procesor vykonáva činnosť podľa
programu, ktorý ho riadi.
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ,
RADIČ, V/V ZARIADENIA• zabezpečuje styk (interfacing) s
počítačovou perifériou
• funguje ako tlmočník, údaje z periférie
prekladá do formátu, ktorému rozumie
zbernica počítača a naopak.
• riadenie sa uskutočňuje pomocou
riadiacich signálov, ktoré predáva
každému konkrétnemu zariadeniu v
periférii.
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ
PAMÄŤ, ALJ, RADIČ, V/V
ZARIADENIA
• vstupné zariadenia pre
zadávanie programov a dát
• výstupné zariadenia, ktoré
umožnia vidieť výsledok výpočtu
von Neumanov počítač
V/V ZARIADENIA
von Neumanov počítač
PREDPIS PRE RIEŠENIE
ÚLOHY JE PREVEDENÝ DO
POSTUPNOSTI INŠTRUKCIÍ.
• do pamäte sa cez ALJ zapíše program (postupnosťinštrukcií, ktoré sú postupne vykonávané ALJ) zo
vstupných zariadení.
• vstupné dáta, ktoré program
požaduje sa zapíšu do pamäte aj
• prebehne vlastný výpočet, ktorý postupne vykonáva ALJ.
Táto jednotka je riadená radičom, pričom si medzivýsledky
ukladá do pamäte.
• výsledky sú kontrolovaneposlané na výstupné zariadenie.
4
1
23
von Neumanov počítač
ÚDAJE A INŠTRUKCIE SÚ
VYJADRENÉ BINÁRNE.
počítač využíva dvojkovú sústavu, t.j. je
digitálny.
• desiatková číselná sústava je
nepohodlná, lebo by bolo nutné presne
rozlíšiť od seba 10 rôznych stavov, čo
z fyzikálneho hľadiska je
komplikovanejšie a menej spoľahlivejšie
ako rozlíšenie len 2 stavov
von Neumanov počítač
ÚDAJE A INŠTRUKCIE SA UCHOVÁVAJÚ V PAMÄTI NA MIESTACH OZNAČOVANÝCH ADRESAMI.
Pre správnu funkciu pamäti treba riešiť
okrem vlastného princípu uchovanie
informácie aj lokalizáciu uložených dát.
Hovoríme o adrese pamäťového
miesta, kde adresa je zvyčajne opäť
vyjadrená číselne.
von Neumanov počítač
PROGRAMOM RIADENÉ
SPRACOVÁVANIE DÁT
PREBIEHA V POČÍTAČI
SAMOČINNE.Poradie operácií a krokov v počítači
prebieha nezávisle od užívateľa. Počítač
si sám riadi postupnosť a proces
výpočtov, inštrukcií.
von Neumanov počítač -
schéma
YOUTUBE VIDEOThe greatest computer programmer
Ako sa líši von Neumannov
počítač od súčasnej
schémy?von Neumannov počítač
pracuje nad jedným
programom (žiadny
multitasking)
počítač môže disponovať len
jedným procesorom
CPU – central processing unit
hlavný procesor počítača
Interpretuje, vykonáva
alebo spracúva inštrukcie
alebo dáta programu vo
forme strojového kódu.
v súčasnosti takmer
vždy realizované
vo forme
mikroprocesora.
Ako pracuje procesor?
Procesor je synchrónne zariadenie,
ktoré pracuje podľa hodinových kmitov
generovaných kryštálom umiestneným
na základnej doske.
Behom jedného kmitu vykoná
procesor jednu operáciu
Ak je schopný pracovať s vyššou
frekvenciou kmitov, vykoná viac
operácií, teda vykazuje vyšší výkon.
Ako pracuje procesor?
Moderné procesory pracujú na dvoch
samostatných rýchlostiach –
◦ rýchlosť jadra:
rýchlosť, na ktorej beží väčšina
vnútorných obvodov procesoru. Toto číslo
je často spájané s označením procesora
◦ rýchlosť zbernice procesora:
rýchlosť rozhrania medzi procesorom a
základnou doskou.
Operačná pamäť
označovaná aj ako hlavná pamäť
počítača
ukladajú sa do nej dáta, ktoré
procesor počítača momentálne
nespracováva, ale budú potrebné
neskôr
veľkou prednosťou
je jej rýchlosť v
porovnaní s pevným
diskom
Operačná pamäť
je energeticky závislá, teda po
prerušení dodávky elektrického
prúdu alebo po vypnutí počítača, sa
všetky údaje, ktoré
obsahovala, vymažú.
v počítači najčastejšie v podobe
pamäťového modulu
Použitá literatúra
http://gdusecovce.edupage.org/files/
von_neumannova_koncepcia_pocita
ca.doc
http://sk.wikipedia.org/wiki/Koncepcia
_Johna_von_Neumanna
Gajdoš, Š.: Technické vybavenie
počítača (www.zborovna.sk)