Представление информации в ЭВМ.

Содержание курса.

Основные факторы, влияющие на принципы построения ЭВМ.

Принципы построения ЭВМ определятся, с одной стороны, назначением ЭВМ и, с другой стороны, элементной базой - набором элементов, который может быть использован для создания ЭВМ. Назначение ЭВМ – выполнение вычислений на основе алгоритмов, и поэтому свойства алгоритмов предопределяют принципы построения ЭВМ – организацию ЭВМ.

К числу важнейших свойств алгоритмов, наиболее существенно влияющих на организацию ЭВМ, относятся:

1) дискретность информации, с которой оперируют алгоритмы; 2) конечность и элементарность операций, выполняемых при реализации алгоритмов; 3) детерминированность вычислительных процессов, порождаемых алгоритмами. Перечисление свойства алгоритмов обусловливают необходимость представления информации в дискретной (числовой, символьной) форме, реализации в ЭВМ ограниченного числа достаточно простых операций и использование алгоритмов как источника управления процессом вычислений.

Не только свойства алгоритмов оказывают существенное влияние на организацию ЭВМ, но и требования к надежности и производительности – времени выполнения алгоритмов.

Влияние элементной базы на принципы построения ЭВМ сводится, в основном, к следующему.

Оказывается, что конструкция ЭВМ предельно упрощается и ЭВМ работает наиболее надежно устойчиво, если сигналы, циркулирующие в электронных схемах ЭВМ, используются для представления только двух значений – 0 и 1. Таким образом, свойства электронных элементов заставляют представить информацию, с которой оперирует ЭВМ, исключительно в двоично-кодированной форме – в виде последовательностей из нулей и единиц. Столь же существенное влияние на принципы построения ЭВМ оказывает

специфика средств, используемых для организации машинной памяти, а так же для ввода в ЭВМ и вывода информации.

Технология СБИС привела к широкому внедрению ЭВМ во все отрасли техники, и, в частности, в радиотехнику и радиоэлектронику. Радиотехнические и радиоэлектронные устройства являются сложными цифровыми вычислительными системами, выполненные на базе СБИС и микропроцессорной техники.

Поэтому проектирование подобных устройств невозможно без знания основ вычислительных систем и микропроцессорной техники.

В предлагаемом курсе используется системный подход, в основе которого ЭВМ рассматривается как сложная система, для которой характерна иерархия функций и структур.

В нем используется иерархический подход к изучению организации вычислительных систем. Он включает следующие разделы:

1. Синтез комбинационных устройств ЭВМ

2. Синтез устройств автоматного типа

3. Построение операционных устройств ЭВМ

4. Организация микропроцессорных систем.