3. Опишите архитектуру ЭВМ, разработанную Джоном фон Нейманом. Перечислите её основополагающие принципы и раскройте содержание машинного цикла процессора.

Архитектура фон Неймана

Архитектура фон Неймана — это модель построения вычислительных машин, которая предусматривает наличие центрального процессора, памяти и устройств ввода/вывода.

Основополагающие принципы:

• Принцип программного управления: Все команды программы хранятся в памяти компьютера и выполняются последовательно.
• Принцип однородности памяти: Команды и данные хранятся в одной и той же памяти.
• Принцип системной организации: Все компоненты компьютера (процессор, память, ввод/вывод) работают как единая система.
• Принцип двоичного кодирования: Информация (как команды, так и данные) представляется в двоичном коде (0 и 1).

Машинный цикл процессора (цикл выполнения команды):

Машинный цикл состоит из следующих этапов:

1. Выборка команды (Fetch): Процессор извлекает из оперативной памяти очередную команду, адрес которой содержится в счётчике команд (PC).
2. Декодирование команды (Decode): Процессор анализирует (декодирует) команду, определяя её тип и операнды.
3. Выборка операндов (Fetch Operands): Если команда требует данных из памяти, процессор извлекает эти данные.
4. Исполнение команды (Execute): Процессор выполняет операцию, указанную в команде (например, арифметическую, логическую, передачу данных).
5. Запись результата (Writeback): Результат выполнения команды записывается в оперативную память или в регистр процессора.

После завершения машинного цикла счётчик команд (PC) обновляется, указывая на адрес следующей команды, и цикл повторяется.