WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Багаторівнева організація комп’ютерів - Курсова робота

Багаторівнева організація комп’ютерів - Курсова робота

рівень рівнем операційної системи.
Між третім і четвертим рівнями є істотна різниця. Нижні три рівня конструюються не для того, щоб з ними працював звичайний програміст. Вони спочатку призначені для роботи інтерпретаторів і трансляторів, що підтримують вищі рівні. Ці транслятори і інтерпретатори складаються так званими системними програмістами, які спеціалізуються на розробці і побудові нових віртуальних машин. Рівні з четвертого і вищеописані для прикладних програмістів, вирішальних конкретні завдання. Ще одна зміна, що з'явилася на рівні 4, - спосіб, яким підтримуються вищі рівні. Рівні 2 і 3 зазвичай інтерпретуються, а рівні 4, 5 і вище зазвичай, хоч і не завжди, підтримуються транслятором. Інша відмінність між рівнями 1,2,3 і рівнями 4,5 і вище - особливість мови. Машинні мови рівнів 1,2 і З - цифрові. Програми, написані на цих мовах, складаються з довгих лав цифр, які зручні для комп'ютерів, але абсолютно незручні для людей. Починаючи з четвертого рівня, мови містять слова і скорочення, зрозумілі людині.
Четвертий рівень є символічною формою однієї з мов нижчого рівня. На цьому рівні можна писати програми в прийнятній для людини формі. Ці програми спочатку транслюються на мову рівня 1, 2 або 3, а потім інтерпретуються відповідною віртуальною або такою, що фактично існує машиною. Програма, яка виконує трансляцію, називається асемблером.
П'ятий рівень зазвичай складається з мов, розроблених для прикладних програмістів. Такі мови називаються мовами високого рівня. Існують сотні мов високого рівня. Найбільш відомі серед них - BASIC, З, C++, Java, LISP і Prolog. Програми, написані на цих мовах, зазвичай транслюються на рівень 3 або 4. Транслятори, які обробляють ці програми, називаються компіляторами. Відзначимо, що іноді також використовується метод інтерпретації. Наприклад, програми на мові Java зазвичай інтерпретуються. В деяких випадках п'ятий рівень складається з інтерпретатора для такої сфери додатку, як символічна математика. Він забезпечує дані і операції для вирішення завдань в цій сфері в термінах, зрозумілих людям, досвідченим в символічній математиці.
Вивід: комп'ютер проектується як ієрархічна структура рівнів, кожен з яких надбудовується над попереднім. Кожен рівень є певною абстракцією з різними об'єктами і операціями. Розглядаючи комп'ютер так само, ми можемо не приймати до уваги непотрібні нам деталі і звести складний предмет простішому для розуміння.
Набір типів даних, операцій і особливостей кожного рівня називається архітектурою. Архітектура пов'язана з аспектами, які видно програмістові. Наприклад, відомості про те, скільки пам'яті можна використовувати при написанні програми, - частина архітектури. А аспекти розробки (наприклад, яка технологія використовується при створенні пам'яті) не є частиною архітектури. Вивчення того, як розробляються ті частини комп'ютерної системи, які видно програмістам, називається вивченням комп'ютерної архітектури. Терміни "комп'ютерна архітектура" і "комп'ютерна організація" означають по суті одне і те ж.
Розвиток комп'ютерної архітектури
В період розвитку комп'ютерних технологій були розроблені сотні різних комп'ютерів. Багато хто з них давно забутий, але деякі сильно вплинули на сучасні ідеї. У цьому розділі ми дамо короткий огляд деяких ключових історичних моментів, щоб краще зрозуміти, яким чином розробники дійшли до створення сучасних комп'ютерів.
Комп'ютери, які ми розглядатимемо, представлені в табл. 1.
Нульове покоління - механічні комп'ютери (1642-1945)
Першою людиною, що створила рахункову машину, був французький учений Блез Паскаль (1623-1662), на честь якого названа одна з мов програмування. Паскаль сконструював цю машину в 1642 році, коли йому було всього 19 років, для свого отця, складальника податків. Вона була механічна: з шестерінками і ручним приводом. Рахункова машина Паскаля могла виконувати тільки операції складання і віднімання.
Тридцять років через великого німецького математика Готфрід Вільгельм Лейбніц (1646-1716) побудував іншу механічну машину, яка окрім складання і віднімання могла виконувати операції множення і ділення. По суті, Лейбніц три століття назад створив подібність кишенькового калькулятора з чотирма функціями. Ще через 150 років професор математики Кембріджського університету Чарльз Беббідж (1792-1871), винахідник спідометра, розробив і сконструював різницеву машину. Ця механічна машина, яка, як і машина Паскаля, могла тільки складати і віднімати, підраховувала таблиці чисел для морської навігації. У машину був закладений тільки один алгоритм - метод кінцевих різниць з використанням поліномів. У цієї машини був досить цікавий спосіб виведення інформації: результати видавлювалися сталевим штампом на мідній дощечці, що передбачило пізніші засоби введення-виводу - перфокарти і компакт-диски. Хоча цей пристрій працював досить непогано, Беббіджу незабаром наскучила машина, що виконувала тільки один алгоритм. Він витратив дуже багато часу, велику частину свого сімейного стану і ще 17000 фунтів, виділених урядом, па розробку аналітичної машини. У аналітичної машини були 4 компоненти: пристрій (пам'ять), що запам'ятовує, обчислювальний пристрій, пристрій введення (для прочитування перфокарт), пристрій виводу (перфоратор і друкуючий пристрій). Пам'ять складалася з 1000 слів але 50 десяткових розрядів, кожне з яких містило змінні і результати. Обчислювальний пристрій приймав операнди з пам'яті, потім виконувало операції складання, віднімання, множення або ділення і повертало отриманий результат назад в пам'ять. Як і різницева машина, цей пристрій був механічним.
Перевага аналітичної машини полягала в тому, що вона могла виконувати різні завдання. Вона прочитувала команди з перфокарт і виконувала їх.
Деякі команди наказували машині узяти 2 числа з пам'яті, перенести їх у обчислювальний пристрій, провести над ними операцію (наприклад, скласти) і відправити результат назад в пристрій, що запам'ятовує. Інші команди перевіряли число, а іноді здійснювали операцію переходу залежно від того, позитивне воно або негативне. Якщо в прочитуючий пристрій вводилися перфокарти з іншою програмою, то машина виконувала інший набір операцій. А різницева машина могла здійснювати тільки один алгоритм. Оскільки ця аналітична машина програмувалася на асемблері, їй було необхідне програмне забезпечення. Щоб створити це програмне забезпечення, Беббідж найняв молоду жінку - Аду Августу Ловлейс, дочку знаменитого британського поета Байрона. Ада Ловлейс була першим в світі програмістом. У це честь названа сучасна мова програмування Ada. До нещастя, Беббідж ніколи не відладжував комп'ютер. Йому потрібні були тисячі і тисячі шестерінок, зроблених з такою точністю, яка була неможлива в XIX столітті. Але ідеї Беббіджа випередили його епоху, і навіть сьогодні більшість сучасних комп'ютерів по будові схожі з аналітичною машиною. Тому справедливобуде сказати, що Беббідж був дідусем сучасного цифрового комп'ютера.
Таблиця 1. Основні етапи розвитку
Loading...

 
 

Цікаве