На каких принципах построены компьютеры?

В основу построения компьютеров положены следующие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.

1. Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Обычно выборка команд программы из памяти осуществляется последовательно друг за другом. Если же нужно перейти не к следующей, а к какой-то другой команде, используются команды условного или безусловного переходов. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “стоп”. Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

2. Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Компьютер не различает, что хранится в ячейке памяти — число, текст или команда и выполняет действия, как над данными, так и над командами.

3. Принцип адресности памяти: основная память состоит из пронумерованных ячеек, каждая из которых доступна процессору.

Что такое команда?

В общем случае, команда содержит следующую информацию:

код операции, адреса для исходных операндов и для результата.

В зависимости от количества операндов, команды бывают:

одноадресные, двухадресные, трехадресные и переменноадресные.

Команды хранятся в ячейках памяти в двоичном коде.

В современных компьютерах длина команд переменная (от двух до четырех байтов).

В адресной части команды может быть указан сам операнд (число или символ) или адрес операнда, или адрес адреса операнда.

Как выполняется команда?

Процесс выполнения команд разбивается на следующие этапы:

· из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, выбирается очередная команда; содержимое счетчика команд при этом увеличивается на длину команды;

· выбранная команда передается в устройство управления на регистр команд;

· устройство управления расшифровывает адресное поле команды;

· по сигналам УУ операнды считываются из памяти и записываются в АЛУ на специальные регистры операндов;

· УУ расшифровывает код операции и выдает в АЛУ сигнал выполнить соответствующую операцию над данными операндами;

· результат операции либо остается в процессоре, либо отправляется в память, если в команде был указан адрес результата;

· все предыдущие этапы повторяются до достижения команды “ стоп ”.