Выдержка из текста работы
Архитектура – множество ресурсов ЭВМ, доступных пользователю на логическом уровне без детализации способов взаимодействия процессора, устройств памяти, внешних устройств и программных средств (взгляд на машину с точки зрения пользователя).
Здесь рассматривается:
- представление и формат данных
- уровни памяти и их взаимодействие
- состав и формат машинных команд
- система прерываний
- способы обмена данными
Организация ЭВМ – способы распределения функций установленных связей и взаимодействие памяти, процессора и внешних устройств, используемых для реализации возможностей, установленных в архитектуре
При изучении организации рассматривается представление и форма данных, уровни памяти и их взаимодействия, состав и формат машинных команд, система прерываний и способа обмена данных.
Реализация ЭВМ – способы технического исполнения конкретных устройств: линий или шин связей и протоколов взаимодействия между ними (это технологический уровень, отвечающий на вопрос: «Каким образом компоненты машины реализуются в виде интегральных схем (ИС, БИС, СБИС)»).
Многоуровневая организация ЭВМ.
Пользователь |
Уровень |
Содержание |
Пользователь задач Системный аналитик |
Концептуальный |
|
Специалист в данной программной области (медик, физик, химик) Пользоват. функц. МО |
Программно – ориентированные программные средства |
Решение задач предн. готовыми программными средствами |
Разработчик ПК Системный архитектор |
Промежуточное ПО |
Технологии CORBA |
Разработчик функц. программ |
Уровень интегр. средств и языков высшего уровня |
Pascal, C++ |
Системные и прикладные программисты |
Уровень Assembler |
Программирование фрагментов программ высокой эффективности |
Системные программисты |
Уровень ОС |
Обеспечение и выполнение привилегированных команд |
Программист — электронщик |
Уровень машинных команд |
Цифровое представление команд |
Программист – электронщик Системный архитектор |
Уровень микрокоманд |
Описание набора элементарных операций, реализ. машинными кодами |
Системный программист — электронщик |
Уровень межрегистровых передач |
Описываются отдельные микропрограммы RISC – процессора |
Электронщики Технологи |
Уровень вентилей (ИС, БИС, СБИС) |
Разработчики ИС как компонентов ЭВМ |
На 7 уровне происходит разделение между архитектурой и реализацией, вместе взятых, и реализацией организации.
Достоинства:
- Возможность относительно независимого проектирования любого уровня.
- Каждый уровень транслируется средствами нижних уровней, изменение в реализации которых не сказывается на верхних уровнях (тем не менее в Assembler пользуемся прерывание ОС).
- Чем ниже уровень представления программы, тем более высокий уровень производительности.
Понятие семантического (логического) разрыва между уровнями.
Необходимость интерпретации более высоких уровней нижними, приводит к большой трудоемкости разработки средств, реализующие эти интерпретации. Например, транслятор писать лучше в машинном коде, но это трудоемко и средствами человека более низких команд практически невозможно.
Необходимость шагов преобразования с уровня на уровень понижает производительность обработки программ. В настоящее время пока придуман путь преодоления проблемы в специализации вычислительных машин, позволяющий за счет строгого ограничения предметной области осуществить аппаратную реализацию обработки данных в этой области (графические образы (сдвиг, поворот, масштабирование), на аппаратном уровне – матричные и векторные сопроцессоры). Эти проблемы и составляют семантический разрыв.
Изменение представлений машины на уровне реализации или организации, позволяют создать на уровне одной архитектуры машины разной производительности и емкости.