第1课 計算機システムの基本構成

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/16 12:15:03
ここでは、計算機システムの基本構成と、その基本動作について述べる。
1.1計算機アーキテクチャ
アーキテクチャ(architecture)という言葉は、元来は建築の分野の用語で、建築学、建築術、建築様式、建築ものなどの意味で用いられてきたが、転じて一般に、構造、組成、構成を意味する用語として用いられている。
計算機の分野では、広義には、計算機構成方式を意味する。この意味では、計算機アーキテクチャ葉、ノイマン型(コントロール駆動方式)と非ノイマン型(データ駆動方式)に大別される。
1.ノイマン型
ノイマン(john von neumann)が1946年に最小に停止した計算機の基本構成が、現在の大部分の計算機システムに引き継がれている。この構成方式の計算機をノイマン型計算機と呼ぶ。計算機アーキテクチャの観点からみたノイマン家計算機の特徴は、次の四つである。
<1>プロがラム内蔵方式
計算機の取り扱う情報は命令とデータからなる。計算機で仕事を十個するための一連の命令をプログラムという。プログラムは、処理されるデータが格納されている記憶装置と同一の計算機内部の記憶装置(主記憶装置)にあらかじめ格納され、必要に応じて取り出される。プログラムとデータを物理的に区別しないことは、ノイマン型アーキテクチャの最大の特徴で、計算機の柔軟性、汎用性を大いに高めた。
<2>コントロール駆動方式
命令プログラムの実行が日取るの制御装置に四手制御され、プログラムカウンタで指定された命令が逐次的に実行される。このような命令実効性漁法式をコントロール駆動方式という。
<3>固定構造ハードウェアによる決定論的動作
固定したハードウェア構造を持ち、毛定論的に動作する。ここで決定論的(deterministic)とは、与えられた入力に対して、出力すなわちプログラムの実行結果が一意的であることを意味する。したがって,初期条件が同じなら、何回繰り返しても同じ解蛾得られる。
<4>線形アドレス空間
主記憶は0から1ずつ増加していく整数からなる線形名アドレスを持ち、このアドレスによってのみ記憶されたデータにアクセスできる。
2.非の意万系
以上の特徴のうちいくつかを持たないものを非の意万系計算機と呼ぶ。本書では、ノイマン型計算機の構成と制御の基本について述べる。ノイマン型計算機についての狭義の計算機アーキテクチャについては、次節で述べる。
1.2計算機システム
計算機システムは図1.1に示すように、入出力装置、演算装置、制御装置、および主記憶装置からなる。一般に、演算装置と制御装置は1体として設計され,両者をあわせて中央処理装置と呼ぶ。図中で実践はデータの流れ、破線は制御信号の流れを表す。