Быстрая помощь студентам
Основные характеристики ЭВМ
Быстрая помощь студентам
На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ , дипломов , лабораторных работ , контрольных работ , диссертаций , рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения. Главная Регистрация Готовые работы Получить бонусы Продать работу Заказать работу Контакты. Все Астрономия Базы данных Банкетное дело Банковское дело Биология Бухгалтерский учёт География Дизайн Другой Журналистика Ин. Все Курсовик Диплом Диссертация Реферат Лабораторка Контрольная Аттестационная работа Отчет по практике Статья Репетитор. Все Бесплатные до руб. Классификация средств электронной вычислительной техники. В качестве пользователя могут выступать, программисты работ, программисты, операторы. Структура — совокупность элементов и их связей. Различают структуры технических, программных и аппаратурно-программных средств. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Детализацией архитектурного и структурного построения ЭВМ занимаются различные категории специалистов вычислительной техники. Инженеры схемотехники проектируют отдельные технические устройства и разрабатывают методы их сопряжения друг с другом. Системные программисты создают программы управления технического средства информационного взаимодействия между уровнями или программой вычислительного процесса. Программисты прикладники разрабатывают пакеты программ более высокого уровня, которые обеспечивают взаимодействия пользователей с ЭВМ и необходимый сервис при решении ими своих задач. Характеристики ЭВМ определяющих её структуру. Технические и эксплутационные характеристики ЭВМ быстродействие и производительность, указатель надёжности достоверности точность, ёмкость оперативной памяти, габаритные размеры, стойкость технических и программных средств, особенности эксплуатации. Характеристики и состав функциональных модулей базовой конфигурации ЭВМ; возможность расширения состава технических и программных средств возможность изменения структуры. Состав программного обеспечения ЭВМ и сервисных услуг оперативная система или среда, пакеты прикладных программ и средства автоматизации программирования. К сравнению по быстродействию достоверных оценок, поэтому вместо характеристики быстродействия часто используют связанную с ней характеристику производительности — объём работ осуществляемых ЭВМ в единицу времени. Структурной наименьшей единицей информации является бит — одна двоичная цифра. Обычно ёмкость памяти оценивается в более крупных единицах измерения — байт. Надёжность — это способность ЭВМ при определённых условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени. Высокая надёжность закладывается в процессе её производства переход на новую элементную базу сверх большие интегральные схемы СБИС — сверх большие интегральные схемы резко сокращает число используемых интегральных схем, а значит использует число их соединений друг с другом. Представление информации байтом, словом, двойным словом. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается аппаратурно-программными средствами контроля самой ЭВМ. Традиционную ЭВТ разделяют на аналоговую и цифровую. В ЭВМ обрабатываемая информация представляет соответствующими знаниями аналоговых величин: Обеспечивает приемлемое быстродействие за не очень высокую точность вычисления 0,, Используются в основном в проектных и научно-исследовательских учреждениях в составе различных стендов для обработки сложных образцов техники. По своему назначению их можно рассматривать, как специализированные вычислительные машины. Машины RS — очень мощные по производительности, предназначенные для построения рабочих станций для работы с графикой, Unix с сервером кластерных комплексов. Они используются в качестве серверов локальных сетей и сетей корпорации, успешно конструируют с многопроцессорными серверами других фирм. Компьютеры на платформе микросхем фирмы Intel. Понятие программы для ЭВМ. В основе его лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычисления. Следует заметить, что строгого однозначного определения алгоритма равно, как однозначных методов преобразования алгоритмов в программу вычислений не существует. Суть его заключается в следующем: Каждая команда содержит указание на конкретную выполняемую операцию места нахождения адреса операндов и ряд служебных признаков. Операнды — это переменные значения, которых участвуют в операциях преобразования данных, списков массив всех переменных входных данных промежуточных значений и результатов вычислений является ещё одним неотъемлемым вычислением другой программы. Для доступа к программам, командам и операциям используют их адреса. В качестве адресов выступают номера ячеек памяти ЭВМ предназначенных для хранения объектов. Информация командная и данные: Последовательность битов в формате имеющая определённый смысл называется — полем. Последовательность, состоящая из определённого принятого для данной ЭВМ числа байтов называется словом. Процессор или микропроцессор является основным устройством ЭВМ он предназначен для выполнения вычислений по хранящейся в Запоминающем устройстве программы и обеспечения общего управления ЭВМ. Быстродействие ЭВМ в значительной мере определяется скорость работы процессора. Для её увеличения процессор использует собственную память небольшого объёма именуемую местной или сверхоперативной, что в некоторых случаях исключает необходимость обращения к запоминающему устройству ЭВМ. Вычислительный процесс должен быть предварительно представлен для ЭВМ в виде программы, последовательности инструкций команд записанных в порядке выполнения. ЭВМ выбирает определённую команду расшифровывает её, определяет какие действия и над какими операциями следует выполнить. Эту функцию осуществляет устройство управления, оно же помещает выбранные из ЗУ операнды в АЛУ, где они обрабатываются. Само АЛУ работает под управлением УУ. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объём определяемой системы адресации машин. В свою очередь делится на оперативную ОЗУ и постоянную ПЗУ память. Оперативная память по объёму составляющая большую часть внутренней памяти и служит для приёма хранения и выдачи информации. При включении питания ЭВМ содержимое оперативной памяти в большинстве случаев теряется. Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу информации в отличии от содержимого оперативной памяти содержимое постоянной памяти заполняется при изготовлении ЭВМ и не может быть изменено в обычных условиях эксплуатации. В постоянной памяти хранятся часто используемые универсальные программы. Ёмкость этой памяти практически не имеет ограничений, а для обращения к ней требуется больше времени, чем ко внутренней. В ЗУ конструктивно отделены от центральных устройств ЭВМ процессора и внутренней памяти имеют собственное управление и выполняет запросы процессора без его непосредственного вмешательства. В качестве ВЗУ используют накопители на магнитных и оптических дисках, а так же накопители на магнитных лентах. ВЗУ по принципам функционирования разделяются на устройство прямого доступа накопители на оптических и магнитных дисках и устройство последовательно доступа накопители на магнитных лентах. Устройство прямого доступа обладает большим быстродействием поэтому они являются основными внешними запоминающими устройствами постоянно используемыми в процессе функционирования ЭВМ. Устройство последовательного действия используется для резервирования информации. Для управления внешними устройствами в том числе и ВЗУ и согласование с их системным интерфейсом служат групповые устройства управления внешними устройствами, адаптеры или контролёры. Системный интерфейс — это конструктивная часть ЭВМ предназначенная для взаимодействия её устройств и обмена информации между ними. II-Во-втором случае все устройства ЭВМ объединяются с помощью одной группы шин в которую входят подмножества шин для передачи данных, адреса и управляющих сигналов, при такой организации системы шин обмен информации между процессором памятью и периферийными устройствами выполняется с по единому правилу, что упрощает взаимодействие устройств машин. Пульт управления конструктивно часто выполняется вместе с центральным процессором. Общие принципы построения функциональной и структурной организации ЭВМ. Функциональную организацию ЭВМ образуют коды, система команд, алгоритмы выполнения машинных операций технология выполнения различных процедур и взаимодействия аппаратного и программного обеспечения, способы использования устройств при организации их совместной работы. Функционирование ЭВМ может быть реализовано по-разному: Устройства или комплексы устройств, реализованными в виде автоположных систем программируемых или с жёстким управлением. Регистр — это устройство в составе ЭВМ для приёма и запоминания одного числа, так же для выполнения определённых операций над ними. Разрядность регистра определяется числом используемых в нём триггеров. По виду выполняемых операций над числами различают регистры для приёма, передачи и сдвига. Тогда элементная база, функциональные узлы и устройство ЭВМ программные модули различных видов обработчики прерываний, драйверы, com, exe, tsr, bat, программы и подфайлы и другие, являются структурными компонентами ЭВМ. При серьёзных конструктивных различиях, ЭВМ могут быть совместными, то есть приспособленными к работе с одними и теми же программами программная совместимость и получению одних и тех же результатов при одной и той же однотипно представленной информации информационная совместимость. Совместимые ЭВМ должны иметь одинаковую функциональную организацию: Работой таких машин должны управлять функционально-совместимые операционные системы а для этого должны быть совместимы методы и алгоритмы планирования и управления работой аппаратурно-программного вычислительного комплекса. При неполной совместимости ЭВМ при наличии различий в их функциональной реализации применяют эмулятор то есть программные преобразователи функциональных элементов. Комплект интегральных схем из которых состоит ЭВМ называется микропроцессорном комплектом. В состав микропроцессорных компонентов входят: Она состоит из 3 узлов: В состав системной магистрали входят регистры защёлки, в которых запоминается передаваемая информация, шинные формирователи, шинные арбитры определяющие поочерёдность системной магистрали. Логика работы системной магистрали — количество разрядов в шинах данных адреса и управления порядок разрешения конфликтных систуаций возникающих при одновременном обращении различных устройств ЭВМ системной магистрали образуют интерфейс системной шины. Состав центральных устройств ЭВМ входят: Периферийные устройства делятся на два вида: Взаимодействие микропроцессора с внешними устройствами предусматривает выполнение логической последовательности действий, связанных с поисками устройств, определения его технического состояния обмена командами и информацией. Организация процессов ввода, преобразования и вывода отображения результатов относится к сфере системного программного обеспечения. Написанное задание программы представляет собой исходный модуль сопровождаемый управляющими предложениями, указывающие ОС ЭВМ на каком языке написана программа, и что с неё надо делать. Если программа написана на алгоритмическом языке, то управляющие предложения на языке управления ОС. Исходный модуль пред исполнением должен быть переведён на внутренний язык машины. Трансляторы выполняются в виде 2 различных программ — интерпретаторы и компиляторы. Интерпретатор после перевода на язык машины каждого оператора алгоритмического языка немедленно исполняет поученную машинную программу представленную ему в виде исходного модуля ИМ на язык машины. Получаемая при этом машинная программа представляет собой объективный модуль ОМ результат работы компилятора может быть записан в библиотеку объёктных модулей БОМ или передан другим программам для дальнейшей обработке так как полученная машинная программа не готова к исполнению по двум причинам: Она содержит не разрешённые внешние ссылки то есть обращение к программам, которые не содержатся в исходном модуле, но необходимы для работы основной программы Например к стандартным программам алгоритмического языка таким как, вычисление корня квадратичного, вычисление тригонометрических функций и др. Объектный модуль представляет собой машинную программу в условных адресах. Недостающие программы должны быть взяты из библиотек компилятора, которые могут быть написаны в виде исходных, либо в виде объектных модулей и добавлены к основной программе. Эту операцию выполняют редактор связей в результате работы редактора связей образуется загрузочный модуль ЗМ , который помещает в соответствующую библиотеку ЗМ. После перемещения ЗМ в основную память программе выборки инициирует её выполнение. Представление машинной программы в виде исходных, объектных и загрузочных модулей позволяет реализовать наиболее эффективные программные комплексы. Можно имитировать работу с максимальной памятью. В этом случае программист работает так, как будто ему предоставляется реальная память максимального объёма для данной ЭВМ, хотя имеющаяся реальная память значительно меньше по объёму. Такой режим работы называется режимом виртуальной памяти. Теоретически доступная пользователь оперативная память, объём которой определяется только разрядностью адресной части команды и которая не существует в действительности — называется виртуальной памятью. Виртуальная память имеет сегментно-стороничную организацию и реализована в иерархической системе памяти ЭВМ. Внешняя страничная память является частью внешней памяти. Например на жёстком магнитном диске. Она того же размера, что и страница. Вычислительная система с х разрядным адресом может иметь адресеное пространство байт. С х разрядным адресом — 4 Гб. Все программные страницы физически располагаются в ячейках внешней страничной памяти. Виртуальная память существует только, как продукт деятельности ОС функционирующей на основе совместного использования внешней и страничной памяти. Загрузить программу в виртуальную память, значит переписать несколько программных страниц из внешней страничной памяти в основную память. Если в процессе выполнения программы система обнаружит, что требуемой странице нет в реальной памяти она должна переслать копию этой страницы из внешней страничной памяти в реальную память — этот метод называется принудительным страничным обменом. После начала работы устройства центральный процессор отключается от него и переходит к обслуживанию других устройств или к выполнению других функций. Для того, чтобы ЦП выполняя свою работу имел возможность реагировать на события происходящие вне его зоны, внимание, наступление, которых он не ожидает существует система прерываний ЭВМ. При отсутствии системы прерываний все заслуживающие внимания события должны находиться в поле зрения процессора. Что сильно усложняет программы и требует большой их избыточности. Кроме того поскольку момент наступления события заранее неизвестен, процессор в ожидании какого-либо события может находиться длительное время и чтобы не пропустить его появления ЦП не может откликаться на выполнение какой-либо другой работы. Для организации обращения к ОП и внешним устройствам и для управления ходом вычислительного процессора. В настоящее время существует большое кол-во разновидностей микропроцессоров различающихся назначением функциональными возможностями структурой и исполнением. Чаще всего наиболее существенным классификационным различием между ними является кол-во разрядов в обрабатываемой информационной единице — 8-битовые, битовые, битовые и др. АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными. Основной частью АЛУ является операционный автомат в состав которого входят: АЛУ каждый раз перенастраивается с выполнением очередной операции. Такой режим работы называется прерыванием. Каждое событие требующее прерывание сопровождается специальными сигналами, которые называются запросом прерывания, программы затребованная запросом прерывания называется обработчиком прерывания. Все прерывания делятся на 2 группы. Прерывания с номера 20h по номер FFh называется прерыванием DOS. Прерывания DOS имеет более высокий уровень организации, чем прерывания BIOS они строятся на использовании модулей BIOS в качестве элементов. Система команд микропроцессора 1. Классификация вычислительных систем 1. Основные принципы построения закладываемые при создании вычислительной системы. Рост производительности и быстродействия. Следователем этого явилось появление новых технических решений: Появились сложные работы ЭВМ многопользовательской и многопрограммной обработки. Под вычислительной системой ВС будем понимать совокупность взаимодействующих и взаимосвязывающих процессов или ЭВМ периферийного оборудования и программного обеспечения предназначенного для подготовки и решения задач пользователей. Отличительная особенность вычислительной системы по отношению к ЭВМ является наличие нескольких вычислителей реализующих параллельную обработку. Создание вычислительной системы преследует следующие основные цели: Параллелизм в вычислениях значительной степени усложняет управление вычислительным процессом. Использование технических и программных ресурсов. Эти функции выполняет ОС вычислительной системы. Мультипроцессор состоит из набора процессорных модулей узлов , объединенных в гиперкубовую структуру. В такой структуре процессоры размещаются в вершинах N- мерного куба гиперкуба , а коммуникационные каналы, соединяющие процессоры, расположены вдоль ребер гиперкуба. Общее число процессоров в гиперкубе размерности N равно 2 N. Гиперкубовая архитектура является одной из наиболее эффективных топологий соединения вычислительных узлов. Основным показателем эффективности топологии многопроцессорной системы является количество шагов, требуемое для пересылки данных между двумя наиболее удаленными друг от друга процессорами. В гиперкубовой архитектуре максимальное расстояние число шагов между узлами равно размерности гиперкуба. Например, в системе с 64 процессорами сообщение всегда достигнет адресата не более, чем за 6 шагов. Для сравнения заметим, что в системе с топологией двумерной сетки для передачи данных между наиболее удаленными процессорами требуется 14 шагов. Кроме того, при увеличении количества процессоров в два раза, максимальное расстояние между процессорами увеличивается всего на 1. Совершенно очевидно, что для образования такой архитектуры на вычислительных узлах необходимо иметь достаточное количество коммуникационных каналов. В процессорных модулях nCUBE2 имеется 13 таких каналов, что позволяет собирать системы, состоящие из процессоров. Физическая нумерация процессоров построена таким образом, что номера соседних узлов в двоичной записи отличаются только одним битом. Номер этого бита однозначно определяет номер коммуникационного канала, соединяющего эти процессоры. Это позволяет эффективно реализовать аппаратные коммутации между любой парой процессоров. Подкубом в гиперкубовой архитектуре называют подмножество узлов, которые, в свою очередь, образуют гиперкуб меньшей размерности. Каждый узел в массиве процессоров nCUBE2 состоит из битного центрального процессора, коммуникационного процессора и оперативной памяти. Коммуникационный процессор отвечает за пересылку данных между узлами, освобождая центральный процессор от выполнения рутинных операций по приему, отправке и маршрутизации потока данных. Ниже приведены технические характеристики вычислительного комплекса nCUBE2, установленного в РГУ: Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
В конце х годов развитие микроэлектроники привело к созданию возможности размещать на одном кристалле тысячи интегральных схем. Так появились большие интегральные схемы и 4-е поколение ЭВМ, для которого характерны создание серий недорогих микро-ЭВМ, разработка супер-ЭВМ для высокопроизводительных вычислений. Наиболее значительным стало появление персональных ЭВМ, что позволило приблизить ЭВМ к своему конечному пользователю. Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения. Возникают операционные системы, поддерживающие графический интерфейс, интеллектуальные пакеты прикладных программ. В связи с возросшим спросом на ПО совершенствуются технологии его разработки — появляются развитые системы программирования, инструментальные среды пользователя. В середине х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС. Каждая ЭВМ имеет свои технические и эксплуатационные характеристики: Быстродействие - одна из важнейших характеристик ЭВМ, которая характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Современные вычислительные машины имеют очень высокие характеристики по быстродействию, измеряемые миллиардами операций в секунду. Производительность - объем работ, осуществляемых ЭВМ в единицу времени. Реальное или эффективное быстродействие, обеспечиваемое ЭВМ, значительно ниже, и оно может сильно отличаться в зависимости от класса решаемых задач. Сравнение по быстродействию различных типов ЭВМ, резко отличающихся друг от друга своими характеристиками, не обеспечивает достоверных оценок. Поэтому очень часто вместо характеристики быстродействия используют связанную с ней характеристику производительности. Например, можно определять этот параметр числом задач, выполняемых за определенное время. Однако сравнение по данной характеристике ЭВМ различных типов может вызвать затруднения. Поскольку оценка производительности различных ЭВМ является важной практической задачей, были предложены к использованию относительные характеристики производительности, рассчитываемые на основе тестов: Результаты одного из таких тестов приведены на рис. Емкость запоминающих устройств - измеряется количеством структурных единиц информации, которое может одновременно находиться в памяти. Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно размещен в памяти. Наименьшей структурной единицей информации является бит - одна двоичная цифра. Как правило, емкость памяти оценивается в более крупных единицах измерения - байтах восемь бит. При этом отдельно характеризуют емкость собственной памяти процессора кэш-память , оперативной памяти и емкость внешней памяти. Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени. Высокая надежность ЭВМ закладывается в процессе ее производства. Переход на новую элементную базу - сверхбольшие интегральные схемы СБИС резко сокращает число используемых интегральных схем, а значит, и число их соединений друг с другом. В современных ЭВМ хорошо продуманы компоновка компьютера и обеспечение требуемых режимов работы охлаждение, защита от пыли , модульный принцип построения позволяет легко проверять и контролировать работу всех устройств, проводить диагностику и устранение неисправностей. Точность - возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, а также используемыми структурными единицами представления информации байтом, словом 2 байта , двойным словом и т. Во многих применениях ЭВМ не требуется большой точности, например, при обрабатывании текстов и документов, при управлении технологическими процессами. В этом случае достаточно использовать 8-и, разрядные двоичные коды. При выполнении сложных расчетов требуется использовать более высокую разрядность 32, 64 и даже более. Поэтому все современные ЭВМ имеют возможность работы с и разрядными машинными словами. С помощью средств программирования языков высокого уровня этот диапазон может быть увеличен в несколько раз, что позволяет достигать еще большей точности. В соответствии с Законом Мура основные характеристики компьютеров улучшаются приблизительно в 2 раза каждые 2 года. В этих условиях любая предложенная классификация ЭВМ очень быстро устаревает и нуждается в корректировке. Например, в классификациях десятилетней давности широко использовались названия мини-, миди- и микроЭВМ, которые почти исчезли из обихода. Существуют три глобальные сферы деятельности человека, которые требуют использования качественно различных типов ЭВМ:. Применение ЭВМ для автоматизации вычислений. Научно-техническая революция во всех областях науки и техники постоянно выдвигает новые научные, инженерные, экономические задачи, которые требуют проведения крупномасштабных вычислений задачи проектирования новых образцов техники, моделирования сложных процессов, атомная и космическая техника и др. Отличительной особенностью этого направления является наличие хорошей математической основы, заложенной развитием математических наук и их приложений. Первые, а затем и последующие вычислительные машины классической структуры в первую очередь и создавались для автоматизации вычислений. Одновременно со структурными изменениями ЭВМ происходило и качественное изменение характера вычислений. Машины все больше стали использоваться для новых видов обработки: Применение ЭВМ в системах управления. Это направление родилось примерно в е годы, когда ЭВМ стали интенсивно внедряться в контуры управления автоматических и автоматизированных систем. Новое применение вычислительных машин потребовало видоизменения их структуры. ЭВМ, используемые в управлении, должны были не только обеспечивать вычисления, но и автоматизировать сбор данных и распределение результатов обработки. Сопряжение с каналами связи потребовало усложнения режимов работы ЭВМ, сделало их многопрограммными и многопользовательскими. Применение ЭВМ для решения задач искусственного интеллекта. Напомним, что задачи искусственного интеллекта предполагают получение не точного результата, а чаще всего осредненного в статистическом, вероятностном смысле. Примеров подобных задач много: Это направление все больше набирает силу. Во многих областях науки и техники создаются и совершенствуются базы данных и базы знаний, экспертные системы. Для технического обеспечения этого направления нужны качественно новые структуры ЭВМ с большим количеством вычислителей ЭВМ или процессорных элементов , обеспечивающих параллелизм в вычислениях. По существу, ЭВМ уступают место сложнейшим вычислительным системам. Уже это небольшое перечисление областей применения ЭВМ показывает, что для решения различных задач нужна соответственно и различная вычислительная техника. Поэтому рынок компьютеров постоянно имеет широкую градацию классов и моделей ЭВМ. Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога - - или читать все I основные типы механистических структур I. Основные направления внешней политики I. Основные начала функционирования политической систем I. Основные положения Земской реформы г. Основные понятия и законы химии. Атомные и молекулярные массы. Основные права граждан I. Основные структурные элементы формирования личности как исходная позиция учебного плана I. Функции и основные направления деятельности ПРФ II. Возникновение и основные черты народничества II. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? ЭВМ 4-го поколения В конце х годов развитие микроэлектроники привело к созданию возможности размещать на одном кристалле тысячи интегральных схем.
Липовый цвет целебные свойства
Организация аттестации рабочих мест по условиям труда
Кухни на заказ в борисоглебске каталог
Как сделать очкииз картонасвоими руками
Стихи о московской битве