572_text

Obsah

Obsah 1

Princip činnosti počítače 2

Von Neumannova architektura počítače 2

Propojení základního procesoru 2

Základní principy činnosti počítače 2

Činnost procesoru při provádění programu 2

Rejstřík 3

Princip činnosti počítače

Von Neumannova architektura počítače

Von Neumannova koncepce je založena na představě, že program a data jsou ve své podstatě totéž – posloupnost bitů, která je uložena v základní (operační paměti). Program je složen ze zdrojových instrukcí, které znamenají povely pro dílčí činnosti počítače. Řídící jednotka výpočetního systému čte strojové instrukce z paměti a podle jejich významu zajišťuje provedení zadané činnosti v pořadí, jak jsou strojové instrukce umístěny za sebou (pokud není požadován například skok na jinou instrukci). Provádění aritmetických a logických operací zabezpečuje aritmeticko-logická jednotka. Tomu odpovídá obecná struktura počítače, která vychází z původního návrhu Von Neumanna ve 40. letech a která je nejjednodušší podobě znázorněna na obrázku.

Výpočetní systém se obecně skládá z těchto základních komponent:

Hlavní paměť (operační)

Základní procesor (Řadič, ALJ)

Propojení základního procesoru

Přídavná zařízení (vnější paměti, tiskárny,obrazovky, myš)

Základní principy činnosti počítače

Hlavní paměť (operační paměť)

je množina paměťových míst o základní velikosti 1 B, které jsou lineárně uspořádané a jsou přístupné prostřednictvím adresy. Adresa je vzdálenost paměťového místa od počátku paměti. V operační paměti je uloženo základní programové vybavení (operační systém), další používané programové vybavení a základní množina dat, se kterými se pracuje.

Základní procesor

(Cpu – Central Processing Unit) je tvořen řadičem (řídící jednotka) a aritmeticko-logickou jednotkou (ALOU – Arithmetic – Logic Unit).

Řadič

se skládá z řady komponent. Jádro řadiče zajišťuje řízení činnosti procesoru v návaznosti na povely programu. Provádí čtení instrukcí z paměti, obsahuje také dekodér instrukcí, který provede dekódování instrukce a zajistí provedení instrukce. Řadič obsahuje celou řadu rychlých pracovních pamětí malé kapacity, tzv. registrů, které slouží k činnosti.Registry se dělí na pracovní a řídící. Velikost pracovních registrů je jednou ze základních charakteristik procesoru.Řídící registry zabezpečují především řízení vlastního zpracování programu.

Aritmeticko-logická jednotka

provádí příslušné operace (sčítání, násobení, komparace,..) s daty, která byla předtím připravena. Základní princip činnosti procesoru při zpracování programu je uveden v následující části.

Činnost procesoru při provádění programu

Program se skládá z instrukcí jako základních povelů pro činnost procesoru. Počet a druh instrukcí tvoří instrukční řadu , která charakterizuje příslušný druh procesoru. Instrukce se skládá z operačního kódu a operandů. Operační kód určuje druh činnosti (sčítání), operandy potom specifikují vlastní předmět činnosti. Např. operandy pro sčítání budou určovat jednotlivé sčítance, případně místo uložení výsledku – součtu. Počet a druh operandů závisí na tipu instrukce v rámci instrukční sady procesoruProvádění instrukce se tedy obecně skládá ze dvou základních kroků (fází). Jsou to výběrová fáze a prováděcí fáze. Dnes většinou rozlišuje pět základních kroků provádění instrukce: