Компьютер.

Компьютер – это машина, которая может решать задачи, выполняя данные ей команды. Начать изучение следует с истории развития вычислительной техники, а точнее с архитектуры фон Неймана. Из-за исторического недоразумения Джона фон Неймана называют “отцом вычислительной техники”. Однако основные идеи, сформулированные в статье Неймана, были разработаны группой ученых и инженеров из Муровской школы, в состав которой был приглашен фон Нейман.

Так что же такое машина фон Неймана?

Принципы неймановской архитектуры:

1) Так как машина является в первую очередь средством для осуществления вычислений, она должна уметь их выполнять, органы, за это отвечающие, образуют центральную арифметическую часть машины.

2)  Логическое управление машиной, т.е. управление последовательностью ее операций, должна осуществлять центральная управляющая часть.

3)  Машина должна обладать внутренней памятью большой емкости, которая могла бы хранить не только исходные данные, таблицы, промежуточные результаты вычислений и т.д., но и команды, определяющие тип операций, выполняемых машиной. Команды должны быть представлены числовым кодом, что позволяло бы осуществлять над ними различные операции.

Принципы Фон Неймана

1.       Принцип программного управления

2.       Принцип однородности памяти.

3.       Принцип адресности

Это Базовые принципы работы вычислительных машин, но из каких частей, физически она состоят?

1)      Центральный процессор

2)      Память

3)      Устройства ввода-вывода

4)      Шина

Давайте посмотрим этапы развития электронно-вычислительных машин.

1)      Первый период (1945 – 1955) – ламповые машины

2)      Второй период (1955 – 1965) – транзисторные машины

3)      Третий период (1965 – 1980) – машины на интегральных схемах

4)      Четвертый период (1980 – почти наши дни) – машины на больших интегральных схемах

5)      Пятый период (наши дни) – невидимые машины.

Более подробно о центральном процессоре.

Регистры – ячейки памяти, находящиеся непосредственно на микросхеме процессора.

Как работает центральный процессор?

Выполнение каждой команды осуществляется за несколько шагов:

1) Содержимое ячейки памяти, на которую указывает регистр PC, копируется в регистр команды.

2) Значение регистра PC увеличивается на 1.

3) Определяется тип вызванной из памяти команды.

4) Если команда использует данные из памяти, то определяется место в памяти, где эти данные хранятся. Затем эти данные загружаются в регистр(ы) процессора.

5) Выполняется загруженная команда.

6) Переходим к шагу 1 и начинаем выполнять следующую команду.

На таком принципе работы основан язык Ассемблер.

Полезные ссылки:

Макурина Т.А. "Курс лекций по программированию на языке Ассемблера". 

Булатов В.Н. "Архитектура микропроцессорной системы. Состав машинных команд и основы программирования микропроцессорной системы на ассемблере: Учебное пособие"

Садовой Н.Н., Жмайлов Б.Б. "Программирование на Ассемблере для персональных компьютеров: Учебно-методическое пособие"

Коршунов А.Д. "Изучение архитектуры и системы команд INTEL-совместимых микропроцессоров: Методические указания к лабораторным работам по курсу "ЭВУ и системы"

Рощин А.В. "Системное программное обеспечение: Учебное пособие"

Рощин А.В. "Системное программное обеспечение. Особенности программирования 32-разрядных процессоров: Учебное пособие"