PODSTAWY

PODSTAWY

ARCHITEKTURY

ARCHITEKTURY

KOMPUTERA

KOMPUTERA



Specjalizowany układ cyfrowy a maszyna cyfrowa

Specjalizowany układ cyfrowy a maszyna cyfrowa



Struktura systemu mikroprocesorowego

Struktura systemu mikroprocesorowego



Bloki funkcjonalne - organizacja i architektura

Bloki funkcjonalne - organizacja i architektura

Wszelkie procesy zamierzonego przetwarzania

Wszelkie procesy zamierzonego przetwarzania

informacji

przebiegają

według

ustalonego

informacji

przebiegają

według

ustalonego

algorytmu

algorytmu

Przetwarzanie informacji można zrealizować

Przetwarzanie informacji można zrealizować

dwoma sposobami:

dwoma sposobami:

Specjalizowany układ cyfrowy

Specjalizowany układ cyfrowy

System mikroprocesorowy (maszyna cyfrowa)

System mikroprocesorowy (maszyna cyfrowa)

DANE

POCZĄTKOWE

WYNIKI

KOŃCOWE

PROCES

PRZETWARZANI

A

ALGORYTM

SPECJALIZOWANY

UKŁAD CYFROWY

MASZYNA

CYFROWA

WYNIKI

WYNIKI

PROGRAM

PROGRAM

DANE

DANE

DANE

DANE

WYNIKI

WYNIKI

PRZETWARZANIE INFORMACJI

PRZETWARZANIE INFORMACJI

PAMIĘĆ

PAMIĘĆ

ZEWNĘTRZNA

ZEWNĘTRZNA

UKŁADY WY

UKŁADY WY

URZĄDZENIA

URZĄDZENIA

ZEWNĘTRZNE

ZEWNĘTRZNE

PAMIĘĆ

PAMIĘĆ

OPERACYJNA

OPERACYJNA

BLOK

BLOK

PRZETWA-

PRZETWA-

RZANIA

RZANIA

STEROWANIE

STEROWANIE

UKŁADY WE

UKŁADY WE

URZĄDZENIA

URZĄDZENIA

ZEWNĘTRZNE

ZEWNĘTRZNE

MASZYNA CYFROWA

MASZYNA CYFROWA

PROCESOR

PROCESOR

JEDNOSTKA CENTRALNA

JEDNOSTKA CENTRALNA

W

Y

N

IK

I

W

Y

N

IK

I

P

R

O

G

R

A

M

P

R

O

G

R

A

M

D

A

N

E

D

A

N

E

ARCHITEKTURA MASZYNY CYFROWEJ

ARCHITEKTURA MASZYNY CYFROWEJ

...

...

URZ.

URZ.

ZEWN.

ZEWN.

PROCESOR

PROCESOR

PAMIĘC

PAMIĘC

UKŁADY

UKŁADY

WE/WY

WE/WY

ZEGAR

ZEGAR

SZYNA DANYCH

SZYNA DANYCH

SZYNA ADRESOWA

SZYNA ADRESOWA

SZYNA STEROWANIA

SZYNA STEROWANIA

UŻYTKOWNIK

UŻYTKOWNIK

DANE

DANE

PROGRAMY

PROGRAMY

WYNIKI

WYNIKI

MONITORY, DRUKARKI,

MONITORY, DRUKARKI,

CZYTNIKI,...

CZYTNIKI,...

Centralna jednostka

Centralna jednostka

przetwarzająca (CPU)

przetwarzająca (CPU)

Liczba linii wyznacza

Liczba linii wyznacza

możliwości adresowania np.

możliwości adresowania np.

liczba linii 20 to można

liczba linii 20 to można

zaadresować 2

zaadresować 2

20

20

komórek

komórek

Liczba linii określa długość

Liczba linii określa długość

słowa procesora (8, 16,

słowa procesora (8, 16,

32, .... (+biyt detekcji i

32, .... (+biyt detekcji i

korekcji błędów)

korekcji błędów)

Kilkanaście (kilkadziesiąt)

Kilkanaście (kilkadziesiąt)

linii

linii

Uniwersalny układ

Uniwersalny układ

przetwarzający

przetwarzający

informację i sterujący

informację i sterujący

pracą pozostałych

pracą pozostałych

elementów systemu

elementów systemu

SYSTEM MIKROPROCESOROWY

SYSTEM MIKROPROCESOROWY

John von Neumann

John von Neumann

John von Neumann urodził się 28 grudnia 1903 r.

John von Neumann urodził się 28 grudnia 1903 r.

w Budapeszcie. W czasie pobytu w Niemczech

w Budapeszcie. W czasie pobytu w Niemczech

nazywał się Johann von Neumann, dziś znany

nazywał się Johann von Neumann, dziś znany

jest jednak przede wszystkim pod swym

jest jednak przede wszystkim pod swym

amerykańskim imieniem: John.

amerykańskim imieniem: John.

Jako sześciolatek potrafił np. z dużą prędkością

Jako sześciolatek potrafił np. z dużą prędkością

dzielić w pamięci ośmiocyfrowe liczby. Posiadał

dzielić w pamięci ośmiocyfrowe liczby. Posiadał

fotograficzną pamięć, która pozwalała mu po

fotograficzną pamięć, która pozwalała mu po

krótkim spojrzeniu na stronę książki, cytować

krótkim spojrzeniu na stronę książki, cytować

dokładnie jej zawartość.

dokładnie jej zawartość.

Po uzyskaniu matury studiował na kilku

Po uzyskaniu matury studiował na kilku

europejskich uniwersytetach (ETH Zürich,

europejskich uniwersytetach (ETH Zürich,

Uniwesytety: Budapeszt, Göttingen, Hamburg,

Uniwesytety: Budapeszt, Göttingen, Hamburg,

Berlin). John von Neumann wniósł znaczący

Berlin). John von Neumann wniósł znaczący

wkład do wielu dziedzin matematyki m.in. logiki

wkład do wielu dziedzin matematyki m.in. logiki

matematycznej, teorii mnogości, teorii liczb,

matematycznej, teorii mnogości, teorii liczb,

udowodnił twierdzenie min-max. Oprócz tego był

udowodnił twierdzenie min-max. Oprócz tego był

jednym z pionierów informatyki.

jednym z pionierów informatyki.

Od 1943 r. uczestniczył również w projekcie

Od 1943 r. uczestniczył również w projekcie

Manhattan Z tego czasu pochodzi też rozwój

Manhattan Z tego czasu pochodzi też rozwój

architektury komputerowej zwanej architekturą

architektury komputerowej zwanej architekturą

Von Neumanna, która została opisana w 1945 r,

Von Neumanna, która została opisana w 1945 r,

w książce:

w książce:

"First Draft of a Report on the

"First Draft of a Report on the

EDVAC"

EDVAC"

).

).

ORGANIZACJA SYSTEMU

ORGANIZACJA SYSTEMU



Każde działanie wykonywane przez system jest wynikiem

Każde działanie wykonywane przez system jest wynikiem

realizacji określonego programu bądź jego fragmentu

realizacji określonego programu bądź jego fragmentu



Architektura klasycznego komputera (wg von Neumana) opiera

Architektura klasycznego komputera (wg von Neumana) opiera

się na założeniach:

się na założeniach:



program wykonywany przez procesor wraz z danymi jest

program wykonywany przez procesor wraz z danymi jest

umieszczony w pamięci (w postaci liczb - nierozróżnialne);

umieszczony w pamięci (w postaci liczb - nierozróżnialne);



pamięć jest uporządkowana w sposób jednowymiarowy

pamięć jest uporządkowana w sposób jednowymiarowy

(komórka pamięci ma adres wyrażony liczbą);

(komórka pamięci ma adres wyrażony liczbą);



procesor odczytuje kolejne rozkazy z pamięci wysyłając

procesor odczytuje kolejne rozkazy z pamięci wysyłając

odpowiednie adresy

odpowiednie adresy



kolejność

wykonywanych

rozkazów

zależy

od

ich

kolejność

wykonywanych

rozkazów

zależy

od

ich

umieszczenia w programie (w kolejnych komórkach pamięci),

umieszczenia w programie (w kolejnych komórkach pamięci),

a zmiana tej zasady może być wykonana tylko:

a zmiana tej zasady może być wykonana tylko:



przez program (rozkaz skoku);

przez program (rozkaz skoku);



przez system operacyjny np. wykrycie

przez system operacyjny np. wykrycie

błędu;

błędu;



przez operatora np.

przez operatora np.

reset

reset

PROCESOR

PROCESOR

PAMIĘĆ

PAMIĘĆ

Adres

Adres

Dane

Dane

Zapis

Zapis

1

1

2

2

3

3

3

3

4

4

PROCESOR

PROCESOR

PAMIĘĆ

PAMIĘĆ

Adres

Adres

Dane

Dane

Odczyt

Odczyt

1

1

2

2

3

3

4

4

PROCESOR

PROCESOR

UKŁAD

UKŁAD

WY-WE

WY-WE

Adres

Adres

Dane

Dane

Zapis

Zapis

1

1

2

2

3

3

4

4

PROCESOR

PROCESOR

UKŁAD

UKŁAD

WY-WE

WY-WE

Adres

Adres

Dane

Dane

Odczyt

Odczyt

1

1

2

2

3

3

4

4

Z

P

R

O

C

E

S

O

R

A

D

O

P

A

M

IĘ

C

I

Z

P

R

O

C

E

S

O

R

A

D

O

P

A

M

IĘ

C

I

Z

P

A

M

IĘ

C

I

D

O

P

R

O

C

E

S

O

R

A

Z

P

A

M

IĘ

C

I

D

O

P

R

O

C

E

S

O

R

A

Z

P

R

O

C

E

S

O

R

A

N

A

W

Y

JŚ

C

IE

Z

P

R

O

C

E

S

O

R

A

N

A

W

Y

JŚ

C

IE

Z

W

E

JŚ

C

IA

D

O

P

R

O

C

E

S

O

R

A

Z

W

E

JŚ

C

IA

D

O

P

R

O

C

E

S

O

R

A

PRZEPŁYW DANYCH W SYSTEMIE

PRZEPŁYW DANYCH W SYSTEMIE

MIKROPROCESOROWYM

MIKROPROCESOROWYM

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ !

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ !