Универсальные ЭВМ должны выполнять и сложные научные расчеты с широким диапазоном чисел с плав. (,) и фиксир. (,). Для планово-экономических и учетно-статических работ больше подходит режим работы с целостным данным.

Чтобы удовлетворить этим требованиям, АУ центрального процессора содержит блоки дополнительного оборудования обеспечивающего вычисления с соответствующими структурами данных. На рисунке это показано несколькими типами АУ.

Соответственно расширяется и состав машинных команд, т.е. функции УУ.

ЦП снабжается сверхоперативной памятью, состоящей из нескольких быстрых регистров. Они обеспечивают:

1)     Быстрое запоминание и использование вновь промежуточных результатов

2)     Индексацию адресов в командах

3)     Быстрое запоминание текущего состояния ВС

4)     Возможность временного переключения на программу и возвращения затем к прерванной программы ЦП.

ЦП приобретает некоторую автономность и короткие программы (в основном управляющего плана) может выполнять не обращаясь к ОЗУ.

Важность частью ВС, обеспечивающей многопрограмность ее работы, является система прерывания программы.

Она состоит из  аппаратных и программных блоков. Программные блоки в основном входят в ОС.

Если возникает сигнал прерывания, то выполнение основной программы приостанавливается, включается п/п-а требуемой работы и после ее выполнения вновь восстанавливается работа прерванной программы. Для этого при прерывании основной программы состояния всех регистров УУ и использовавшихся регистров АУ запоминается. В специальном регистре АУ заносится команда  передачи управления с адресом следующей по порядку команды основной программы. После этого управление передается п/п- е ОС, обрабатывающей прерывание. В конце п/п-ы ОС помещены команды, восстанавливающие состояния ВС перед прерыванием и управление вновь передается основной программе.

Откуда поступают сигналы прерывания?

Они делятся на внутренние и внешние.

Внутренние – от ОС, УУ при окончании программы, при нехватке данных и необходимости подкачки их из ВЗУ, при сбое и т.п.

Внешние – от периферических процессоров, от ПУ, закончивших свою работу или готовых к работе, от часов таймера.

Сигналы прерывания поступают на регистры прерывания, которые через короткий интервал периодически опрашиваются.

По приоритетности: жесткие и мягкие прерывания

При жестком прерывании соответствующий сигнал производит прерывание или в момент его поступления, или в первый же подходящий момент, когда прерывание не вызовет сбоя в программе.

Сигнал мягкого прерывания запоминается в ячейке регистра, которая опрашивается ОС и выполняется в последнюю очередь.

Жесткие сигналы тоже имеют различную приоритетность, так что система прерываний бывает почти всегда многоуровневой.

Рассмотрим блок схему ВС

ТРЕХМЕРНЫЙ ГРАФИК

В верхней части показано ОЗУ. Разрешенное на отдельные блоки. Каждый блок имеет свое местное УУ, позволяющее ему принимать и выдавать данные Нумерация страниц в ОЗУ и быстрое внешней памяти делается сквозная. Обмен между ОЗУ и НМД проходит сравнительно большими объемами достаточно быстро и оперативно.

 Программирование упрощается, т.к. пользователю дают весь объем памяти (ОЗУ+НМД) для прямсой поячеечной адресации. Такие адреса носят названия виртуальных. Физическими адресами данных является только адреса ОЗУ.

Система коммутации информации между блоками ОЗУ и процессорами условно изображена в виде автоматической коммутации панели (потом – об иерархических организации ЗУ)

В 1-м блоке ОЗУ размещена часть блоков операционной системы ОС, которые требуются наиболее часто. Это так называемая резидентная часть ОС. Другая часть ОС (с более редко используемыми программами) хранится на одном из машинных дисков и переписывается в ОЗУ только в случае необходимости.

Под системой коммутации располагаются процессоры: ЦП (которые для рассш) и периферические процессоры вв/выв ППВВ, они выполняют функции обмена информациями передачи информации по телефонным или специализированным каналам связи и ОЗУ.

Может быть еще другие процессоры – здесь не указаны.

(Для редактирования информации, управления БД)

Для Внешней памяти- МЛ и МД

Простейшие ППВВ для отечественных ЭВМ наз. Кналы.

К левому каналу подключены ВЗУ. Скорость обмена данными (ВЗУ 1-2 Мб/с)

К правому – более медленно ПУ.

ОЗУ – данные с V сотни тыс б/с

УВВ – данные с V тысячи б/с и медленнее

Чтобы полностью использовать пропускную способность канала, его снабжают своим б/д-щим ЗУ и системой переключения с одного УВВ на другой (со сторон ОЗУ). Такой канал работает в 2 такта.

1)     Накапливает данные из УВВ в ячейках памяти, закрепленными за этим УВВ. По мере готовности передать или принять данные, он переключается с одного УВВ на другое

2)     Обменивается более крупными порциями данных между своими ЗУ и ОЗУ.

3)     Т.е. канал может быстро переключаться мультиплексный

Для стандартизации подключения всех ВЗУ и УВВ к магистралям, идущим от каналов к устройствам, все электрические параметры этих магистралей стандартизованы. Этот стандарт называется главным интерфейсом ВС.

Интерфейс – это стандарт на сопряжение информационных блоков, определяющий число линий в этом сопряжении, назначение каждой линии, тип передаваемой по каждой линии информации и направление передачи, кодировку информации, передаваемой по линиям, все электрические и временные параметры сигналов и конструктивы соединения (разъемы).

Интерфейсом называется и самосопрежение, выполненное по стандарту.

Аналогичное устройство, уравнивающее интерфейсы устройств и гл. периферией с ЭВМ, носит название адаптера.
Устройство, совмещающее функции адаптера и мультиплексора, называются контроллером

ЛВС – локальные ВС

ЛСТ – линии связи телефонные

ГП – графический процессор