Časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia

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)