Реферат: Классификация и тенденции развития ЭВМ - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Классификация и тенденции развития ЭВМ

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 59 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Нижегород ский Государственный Университет им. Н.И.Лобачевского ФнФ Кафедра «Компьютерных информационных систем финансовых расчетов» Курсовая работа По дисциплине: информатика На тему: классификация и тенденции развития ЭВМ Выполнил студент Очного отделения 1 курса г.Нижний Новгород 2004 Содержание: 1 Введение 2 Направления развития и поколения ЭВМ 2.1 Аналоговые вычислительные машины (АВМ) 2.2 Электронные вычислительные машины (ЭВМ) 2.3 Аналого-цифровые вычислительные машины (АЦВМ) 2.4 Поколения ЭВМ 3 Единые серии ЭВМ 3.1Отличия ЭВМ III поколения от прежних 3.2 Особенности машин ЕС ЭВМ 3.3 Агрегатный принцип построения ЭВМ 3.4 Интерфейс, селекторный и мультиплексный каналы 3.5 Структура машин ЕС ЭВМ 3.6 Машинные элементы информации 3.7 Система программного обеспечения 3.8 Программная совместимость 3.9 Защита памяти 3.10 Режимы работы ЕС ЭВМ 4 Микропроцессоры и их применение 4.1 Эффективность микропроцессоров 4.2 Структура 3-магистрального МП 4.3 Области применения МП 5 Многопроцессорные вычислительные системы, сети, ЭВМ V поколения 5.1 Магиспральная организация процессоров ЭВМ 5.2 Матричная параллельная организация процессоров 5.3 Мультипроцессорная организация 5.4 Сети связи ЭВМ 5.5 Особенности ЭВМ V поколения 6 Заключение 7 Список литературы 1 Введение С увеличением объёма вычислений появился первый счётны й переносной инструмент - “Счёты”. В начале 17 века возникла необходимость в сложных вычислениях. потребова лись счётные устройства, способные выполнять большой объём вычислений с высокой точностью. В 1642 г. французский математик Паскаль сконструировал первую механическую счётную машину - “Паскалину”. В 1830 г. английский учёный Бэбидж предложил идею первой программируемой вы числительной машины (“аналитическая машина”). Она должна была приводить ся в действие силой пара, а программы кодировались на перфокарты. Реализ овать эту идею не удалось, так как было не возможно сделать некоторые дет али машины. Первый реализовал идею перфокарт Холлерит. Он изобрёл машину для обрабо тки результатов переписи населения. В своей машине он впервые применил э лектричество для расчётов. В 1930 г. американский учёный Буш изобрел дифференциальный анализатор - первый в мире компьютер. Большой толчок в развитии вычислительной техники дала вторая мировая в ойна. Военным понадобился компьютер, которым стал “Марк-1” - первый в мире цифровой компьютер, изобретённый в 1944 г. профессором Айкнем. В нём использ овалось сочетание электрических сигналов и механических приводов. Раз меры: 15 X 2,5 м., 750000 деталей. Могла перемножить два 23-х разрядных числа за 4 с. В 1946 г. группой инженеров по заказу военного ведомства США был создан перв ый электронный компьютер - “Эниак”. Быстродействие: 5000 операций сложения и 300 операций умножения в секунду. Размеры: 30 м. в длину, объём - 85 м 3 ., вес - 30 тонн. Использовалось 18000 эл. ламп. Первая машина с хронимой программой - ”Эдсак” - была создана в 1949 г., а в 1951 г. с оздали машину “Юнивак” - первый серийный компьютер с хронимой программо й. В этой машине впервые была использована магнитная лента для записи и х ранения информации. 2 Направления развития и поколения ЭВМ. 2.1 Аналоговые вычислительные машины (АВМ). В АВМ все математические величины представляются как не прерывные значения каких-либо физических величин. Главным образом, в кач естве машинной переменной выступает напряжение электрической цепи. Их изменения происходят по тем же законам, что и изменения заданных функций . В этих машинах используется метод математического моделирования (созд аётся модель исследуемого объекта). Результаты решения выводятся в виде зависимостей электрических напряжений в функции времени на экран осци ллографа или фиксируются измерительными приборами. Основным назначени ем АВМ является решение линейных и дифференцированных уравнений. Достоинства АВМ: высокая скорость решения задач, соизмеримая со скоростью прохождения э лектрического сигнала; простота конструкции АВМ; лёгкость подготовки задачи к решению; наглядность протекания исследуемых процессов, возможность изменения п араметров исследуемых процессов во время самого исследования. Недостатки АВМ: малая точность получаемых результатов (до 10%); алгоритмическая ограниченность решаемых задач; ручной ввод решаемой задачи в машину; большой объём задействованного оборудования, растущий с увеличением с ложности задачи. 2.2 Электронные вычислительные машины (ЭВМ). В отличие от предыдущих машин в ЭВМ числа представляются в виде последовательности цифр. В современных ЭВМ числа представляются в виде кодов двоичных эквивалентов, то есть в виде комбинаций 1 и 0. В ЭВМ ос уществляется принцип программного управления. ЭВМ можно разделить на ц ифровые, электрифицированные и счётно-аналитические (перфорационные) в ычислительные машины. ЭВМ разделяются на большие ЭВМ, мини-ЭВМ и микроЭВМ. Они отличаются своей архитектурой, техническими, эксплуатационными и габаритно-весовыми ха рактеристиками, областями применения. Достоинства ЭВМ: высокая точность вычислений; универсальность; автоматический ввод информации, необходимый для решения задачи; разнообразие задач, решаемых ЭВМ; независимость количества оборудования от сложности задачи. Недостатки ЭВМ: сложность подготовки задачи к решению (необходимость специальных знан ий методов решения задач и программирования); недостаточная наглядность протекания процессов, сложность изменения п араметров этих процессов; сложность структуры ЭВМ, эксплуатация и техническое обслуживание; требование специальной аппаратуры при работе с элементами реальной ап паратуры. 2.3 Аналого-цифровые вычислительные машины (АЦВМ). АЦВМ - это такие машины, которые совмещают в себе достоинс тва АВМ и ЭВМ. Они имеют такие характеристики, как быстродействие, просто та программирования и универсальность. Основной операцией является ин тегрирование, которое выполняется с помощью цифровых интеграторов. В АЦВМ числа представляются как в ЭВМ (последовательностью цифр), а метод решения задач как в АВМ (метод математического моделирования). 2.4 Поколения ЭВМ 2.4.1 Поколение первое. Компьютеры на электронных лампах. (1948-1958) Компьютеры на основе электронных ламп появились в 40-х годах XX века. Первая электронная лампа -вакуумный диод - была построена Флемингом лишь в 1904 год у, хотя эффект прохождения электрического тока через вакуум был открыт Э дисоном в 1883 году. Вскоре Ли де Форрест изобретает вакуумный триод - лампу с тремя электродами, затем появляется газонаполненная электронная ламп а - тиратрон, пятиэлектродная лампа - пентод и т. д. До 30-х годов электронные в акуумные и газонаполненные лампы использовались главным образом в рад иотехнике. Но в 1931 году англичанин Винни-Вильямс построил (для нужд экспер иментальной физики) тиратронный счетчик электрических импульсов, откр ыв тем самым новую область применения электронных ламп. Электронный сче тчик состоит из ряда триггеров. Триггер , изобретенный М. А. Бонч-Бруевичем (1918) и - независимо - американцами У. Икклзом и Ф. Джорданом (1919), содержит 2 лампы и в каждый момент может находиться в одном из двух устойчивых состояний; он представляет собой электронное реле. Подобно электромеханическому, оно может быть использовано для хранения одной двоичной цифры. Использо вание электронной лампы в качестве основного элемента ЭВМ создавало мн ожество проблем. Из-за того, что высота стеклянной лампы - 7см, машины были о громных размеров. Каждые 7-8 мин. одна из ламп выходила из строя, а так как в к омпьютере их было 15 - 20 тысяч, то для поиска и замены поврежденной лампы тре бовалось очень много времени. Кроме того, они выделяли огромное количест во тепла, и для эксплуатации "современного" компьютера того времени треб овались специальные системы охлаждения. Чтобы разобраться в запутанных схемах огромного компьютера, нужны были целые бригады инженеров. Устройств ввода в этих компьютерах не было, поэ тому данные заносились в память при помощи соединения нужного штеккера с нужным гнездом. Примерами машин I-го поколения могут служить Mark 1, ENIAC, EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), - первая машина с хранимой программой. UNIVAC ( Universal Automatic Computer ). Первый экземпляр Юнивака был передан в Бюро переписи населения США. Позднее было создано много разных моделе й Юнивака, которые нашли применение в различных сферах деятельности. Так им образом, Юнивак стал первым серийным компьютером. Кроме того, это был п ервый компьютер, где вместо перфокарт использовалась магнитная лента. 2.4.2 Поколение второе. Транзисторные компьютеры. (1959-1967) 1 июля 1948 года на одной из страниц "Нью-Йорк Таймс", посвященной радио и телевидению, было помещено скромное сообщени е о том, что фирма "Белл телефон лабораториз" разработала электронный при бор, способный заменить электронную лампу. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор фирмы Уолтер Брайттен создали первый действую щий транзистор. Это был точечно-контактный прибор, в котором три металли ческих "усика" контактировали с бруском из поликристаллического герман ия. Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годо в, а к середине 60-х годов были созданы более компактные внешние устройства , что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размер ом с холодильник (!!) и стоимостью всего 20 тыс. долларов (!!) . Созданию транзис тора предшествовала упорная, почти 10-летняя работа, которую еще в 1938 году н ачал физик теоретик Уильям Шокли. Применение транзисторов в качестве ос новного элемента в ЭВМ привело к уменьшению размеров компьютеров в сотн и раз и к повышению их надежности. И все-таки самой удивительной способн остью транзистора является то, что он один способен трудиться за 40 электр онных ламп и при этом работать с большей скоростью, выделять очень мало т епла и почти не потреблять электроэнергию. Одновременно с процессом зам ены электронных ламп транзисторами совершенствовались методы хранени я информации. Увеличился объем памяти, а магнитную ленту, впервые примен енную в ЭВМ Юнивак, начали использовать как для ввода, так и для вывода инф ормации. А в середине 60-х годов получило распространение хранение информ ации на дисках. Большие достижения в архитектуре компьютеров позволило достичь быстродействия в миллион операций в секунду! Примерами транзис торных компьютеров могут послужить "Стретч" (Англия), "Атлас" (США). В то врем я СССР шел в ногу со временем и выпускал ЭВМ мирового уровня (например "БЭС М-6") 2.4.3 Поколение третье. Интегральные схемы. (1968-1973) Подобно тому, как появление транзисторов приве ло к созданию второго поколения компьютеров, появление интегральных сх ем ознаменовало собой новый этап в развитии вычислительной техники - рож дение машин третьего поколения. Интегральная схема, которую также назыв ают кристаллом, представляет собой миниатюрную электронную схему, вытр авленную на поверхности кремниевого кристалла площадью около 10 мм2. Пер вые интегральные схемы (ИС) появились в 1964 году. Сначала они использовалис ь только в космической и военной технике. Сейчас же их можно обнаружить г де угодно, включая автомобили и бытовые приборы. Что же касается компьют еров, то без интегральных схем они просто немыслимы! Появление ИС означало подлинную революцию в вычислительной техник е. Ведь она одна способна заменить тысячи транзисторов, каждый из которы х в свою очередь уже заменил 40 электронных ламп. Другими словами, один кро шечный кристалл обладает такими же вычислительными возможностями, как и 30-тонный Эниак! Быстродействие ЭВМ третьего поколения возросло в 100 раз, а габариты значительно уменьшились. Ко всем достоинствам ЭВМ третьего п околения добавилось еще и то, что их производство оказалось дешевле, чем производство машин второго поколения. Благодаря этому, многие организа ции смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привел о к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения самых различных задач. Большинство созданных до этого ЭВМ являлись специализ ированными машинами, на которых можно было решать задачи какого-то одног о типа. 2.4.4 Поколение четвертое. Большие интегральные схемы. (1974-1982) Вы уже знаете, что электромеханические детали счетных машин уступили место электронным лампам, которые в свою о чередь уступили место транзисторам, а последние - интегральным схемам. М огло создастся впечатление, что технические возможности ЭВМ исчерпаны. В самом деле, что же можно еще придумать? Чтобы получить ответ на этот вопрос, давайте вернемся к началу 70-х годов. И менно в это время была предпринята попытка выяснить, можно ли на одном кр исталле разместить больше одной интегральной схемы. Оказалось, можно! Ра звитие микроэлектроники привело к созданию возможности размещать на о дном-единственном кристалле тысячи интегральных схем. Так, уже в 1980 году, ц ентральный процессор небольшого компьютера оказался возможным размес тить на кристалле, площадью всего в четверть квадратного дюйма (1,61 см2). Нач алась эпоха микрокомпьютеров. Каково же быстродействие современной микроЭВМ? Оно в 10 раз превышает быс тродействие ЭВМ третьего поколения на интегральных схемах, в 1000 раз - быст родействие ЭВМ второго поколения на транзисторах и в 100000 раз - быстродейст вие ЭВМ первого поколения на электронных лампах. Далее, почти 40 лет назад компьютеры типа Юнивак стоили около 2,5 млн. долларо в. Сегодня же ЭВМ со значительно большим быстродействием, более широкими возможностями, более высокой надежностью, существенно меньшими габари тами и более простая в эксплуатации стоит примерно 2000 долларов. Каждые 2 го да стоимость ЭВМ снижается примерно в 2 раза. Очень большую роль в развитии компьютеров сыграли две ныне гигантские ф ирмы: Microsoft® и Intel®. Первая из них очень сильно повлияла на развитие программн ого обеспечения для компьютеров, вторая же стала известна благодаря вып ускаемым ей лучшим микропроцессорам. "Пятое поколение ЭВМ" Особого упо минания заслуживает так называемое пятое поколение, программа разрабо тки которого была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут со зданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение зада ч искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в констру кции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из осн овных задач этой ветви компьютерной науки - задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров "пятого поколения" не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" я зыке, что от них требуется. Развитие вычислительной техники Вычислите льная техника не сразу достигла современного уровня. В ее развитии отм ечают предысторию и четыре поколения ЭВМ. Поколе ние Элементная база Быстродействие Программное обеспечение При менение Примеры 1-е (1946 - 1959) Электронные л ампы 10 - 20 тыс. оп/c Машинные языки Расчетные задачи ЭНИАК (США), МЭСМ (ССС Р) 2-е (1960 - 1969) Полупроводник и 100 - 500 тыс. оп/с Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим Инженерные, научные, экономические задачи IВМ 701 (США), БЭСМ-6, БЭСМ-4 (С ССР) 3-е (1970 - 1979) Интегральные м икросхемы Порядка 1млн. оп/с Операционные системы, режим разделения вр емени АСУ, САПР, научно-техничес- кие задачи IBM 360 (США), ЕС 1030, 1060 (СССР) 4-е (1980 - настоящее время) БИС, микропроцессоры Десятки и сотни млн. оп/с Базы и банки данных Упр авление, коммуникации, АРМ, обработка текстов, графика ПЭВМ, серверы Примечание: БИС - большие интегральные схемы; АСУ - автоматизированная система управления; САП Р - система автоматического проектирования; АРМ - автоматизированное р абочее место, БЭСМ и МЭСМ - соответственно большая и малая электронные с четные машины; ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина. 3 Единые серии ЭВМ. 3.1 Отличия ЭВМ III поколения от прежних. В ЭВМ III поколения заметно значительное улучшение аппара туры, благодаря использованию интегральных схем (ИС), что способствовало уменьшению размеров, потребляемой энергии, увеличению быстродейсвия, н адежности и т.д. Главным отличием таких ЭВМ от ЭВМ I и II поколений является совершенно нова я организация вычислительного процесса. ЭВМ III поколения способны обрабатывать как цифровую, так и алфавитно-цифр овую информацию. Возможность оперировать над текстами открывает больш ие возможности для обмена информацией между человеком и компьютером. Так же создание различных средств ввода-вывода информации. Ярким пример ом этому является способ ввода информации по средствам обычной телефон ной связи, телетайпа, светового карандаша. А вывод осуществляется не тол ько на перфокарты, как это было раньше, но и непосредственно на экран мони тора, каналы телефонной связи, принтер (для получения твёрдых копий). В связи с использованием текста возможность приблизить вводной язык к ч еловеческому, сделать его более доступным широкому кругу пользователе й. Возможность параллельно решать на ЭВМ несколько задач. ЭВМ III поколения имеет внешнюю память на магнитных дисках. Широкий круг применения. Типичными представителями машин III поколения является ЕС ЭВМ, IBM-360. Они име ют следующие особенности: использование интегральных схем, агрегатнос ть, байтное представление информации, использование двоичной и десятич ной арифметики, представление чисел в форме с плавающей и фиксированной точкой, программная совместимость, надёжность, мультисистемность. 3.2 Особенности машин ЕС ЭВМ. ЕС ЭВМ - это целое семейство машин, которые построены на единой элеме нтной базе, единой конструктивной основе, с единой системой программног о обеспечения, одинаковым набором периферийного оборудования. Их разра ботка началась в 1970 г., а промышленный выпуск таких машин начался в 1972 г. Все машины ЕС ЭВМ программно-совместимы между собой и предназначены для решения наиболее сложных и объёмных задач. Эти машины можно отнести к ти пу машин универсальных, мультипрограммных, с возможностью параллельно обрабатывать несколько задач. Многие модели имеют единую логическую структуру и принцип работы. однак о различные модели отличаются друг от друга быстродействием, конфигура цией, размером памяти и т.д. Так как система ЕС ЭВМ постоянно развивается, постоянно улучшаются все х арактеристики, то эти машины можно подразделить на 2 семейства. К первому семейству моделей (Ряд-1) можно отнести такие машины, как ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1021, ЕС -1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060. К этому семейству относятся так же модифицированные обра зцы (Ряд-1М): ЕС-1012, ЕС-1022, ЕС-1033, ЕС-1052. Более совершенные машины: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035, ЕС-1045, Е С-1055, можно объединить в Ряд-2, а модернизированные (Ряд-2М): ЕС-1036, ЕС-1066 и др. Устройства ЕС ЭВМ так же разделяются на центральные и периферийные. Цент ральные - это устройства, которые определяют основные технические харак теристики машины, это центральный процессор, оперативная память, мульти плексный и селекторный каналы. К периферийным относятся внешние устрой ства (ВУ), устройства подготовки данных (УПД), сервисные устройства. Для хранения больших объёмов информации используются накопители на ма гнитных лентах и магнитных дисках. Устройства ввода предназначены для в осприятия вводимой извне информации, её преобразования в электрически е кодовые сигналы и передачи к мультиплексному каналу по средствам инте рфейса ввода-вывода. Устройства вывода переводят выводимый из машины си гнал обратно и выводят его на перфокарты (перфоленты), либо на другие внеш ние устройства. Дисплей - это устройство ввода-вывода алфавитно-цифровой и графической и нформации на электронно-лучевую трубку. Он очень удобен для оперативног о изменения данных непосредственно во время решения задачи. Выносимые пульты предназначены для общения пользователя с ЭВМ, когда их разделяют сотни метров. Существуют 3 группы устройств подготовки данных ЕС ЭВМ: перфокарточные, перфоленточные и использующие магнитные ленты. На контрольниках в ЭВМ п роизводится контроль за правильностью записи информации на перфокарты . Существует два режима работы УПД на магнитной ленте: запись данных и печ ать считываемых данных. Сервисные устройства нужны для контроля над техническими средствами, и х наладки, испытания и ремонта. Показатели технических средств ЕС ЭВМ постоянно улучшаются: увеличива ется быстродействие, объёмы памяти и т.д. Это происходит в частности за сч ёт перехода на микросхемы с более высоким уровнем интеграции (БИС). Но это уже относится к машинам IV поколения. 3.3 Агрегатный принцип построения ЭВМ. Этот принцип заключается в изготовлении отдельных функ циональных устройств с едиными унифицированными связями. Эти устройст ва легко могут быть соединены в вычислительную систему требуемой конфи гурации. Материальные затраты и время на разработку, сборку наладку и внедрение а грегатных ЭВМ намного меньше по сравнению с обычными ЭВМ. Возможность наращивания структуры ЭВМ и уменьшения уязвимости к отказ ам обеспечена конструированием ЭВМ из отдельных модулей. Это расширяет границы применения таких ЭВМ. Модуль - это конструктивная единица электронного оборудования, имеющее законченное оформление и стандартные средства сопряжения с другими по добными единицами. Это, например, оперативное запоминающее устройство, н акопители на дисках, процессор, канал и т.д. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - это внутренняя (оперативная) память компьютера. Накопители на магнитных дисках (МД), ленте (МЛ) и барабанах (МБ) - это внешняя память. Процессор представляет собой основу каждой машины. Он выполняет арифме тические и логические операции, управляет последовательностью выполне ния команд. Та же у процессора есть собственное сверхоперативное запоми нающее устройство. построенное на регистрах. Каналы ввода-вывода - это специализированные средства системы ввода-вы вода. Они организовывают процесс обмена между периферийными устройств ами и оперативной памятью. Все однотипные модули взаимозаменяемы. 3.4 Интерфейс, селекторный и мультиплексный каналы. Интерфейс - это совокупность электрических, механически х и программных средств, позволяющих соединить между собой элементы сис темы автоматической обработки данных. На практике интерфейс - это многоконтактное разъёмное кабельное соедин ение с чётким разграничением сигналов для каждого провода. Он позволяет присоединять и работать с различными периферийными устройствами, быст родействие которых не превосходит пропускной способности канала. Селекторный и мультиплексный каналы служат для обеспечения связи межд у ЭВМ и периферийными (внешними) устройствами. По средствам селекторного канала ЭВМ соединяется с быстродействующими внешними устройствами, такими как накопители на МД, МБ и МЛ. Работа идет т олько с одним внешним устройством. Такой режим работы называется монопо льным. Так же селекторный канал может быть оснащён адаптером “канал-канал”, кот орый устанавливает связь между каналами ЭВМ. Через мультиплексный канал идёт обмен информацией между оперативной п амятью и периферийным оборудованием с малым быстродействием, например, устройства ввода-вывода на перфоленты и перфокарты, алфавитно-цифровое печатающее устройство. Такие устройства могут работать независимо дру г от друга. 3.5Структура машин ЕС ЭВМ. Обобщённая структура маши н ЕС ЭВМ. Пунктиром показаны пути прохождения команд процессора. Сплошными лини ями - пути обмена информацией между основными оперативными запоминающи ми устройствами (ООЗУ) и внешними устройствами. Так же процессор постоянно соединён с двумя устройствами основной опер ативной памяти. 3.6 Машинные элементы информации (байт, полуслово, слово, двойное слово, пол е переменной длины). Любое слово, каждый символ увеличивает количество инфор мации. Чтобы измерить количество информации, нужно взять слово в качестве этал она. В качестве алфавита в ЭВМ используется двоичный алфавит, состоящий из 0 и 1. Эталонным считается слово, состоящее из одного символа такого алф авита. Оно принимается за 1 и называется “Бит”. Чтобы измерить количество информации в произвольном слове, его кодируют в этом алфавите, а затем на ходят его длину. Минимальный элемент информации - 8 бит равный 1 байту. 1 байт представляет в ЭВМ букву или символ. Для контроля информации используется 9-й бит проверки на чётность. Более крупными единицами измерения являются: 1 Кбайт = 2 10 байт, 1 Мбайт = 2 20 байт, 1 Гбайт = 2 30 байт. Байт состоит из 8-и разрядов (битов), которые нумируются слева направо от 0 д о 7. Каждый байт в памяти ЭВМ имеет свой порядковый номер, называемый абсол ютным адресом байта. Последовательность нескольких байт образуют поле данных. Количество байт поля называют длиной поля, а адрес самого левого байта - адресом поля. Байты нумируются слева направо. Различают поля фиксированной и переменной длины. Минимальным полем фиксированной длины является полуслово - группа из дв ух байт , занимающих в памяти ЭВМ соседние участки. Адрес полуслова - это а дрес крайнего левого байта, который всегда кратен двум. Например, байты 8, 9 образуют полуслово с адресом 8. Два полуслова образуют слово, состоящее из 4-х последовательно расположе нных байт. Адрес старшего (левого) байта кратен 4 и является адресом этого слова. Группа из двух слов составляет двойное слово. Поле переменной длины может быть любого размера в пределах от 0 до 255 бай т. 0 7 8 15 16 23 24 31 32 39 40 47 48 55 56 63 Байт Байт Байт Байт Байт Байт Байт Байт Полуслово Полуслово Полуслово Полуслово Слово Слово Двойное слово Так можно представить соотношение разрядности элементов информации. 3.7 Система программного обеспечения ЕС ЭВМ. Систему программного обеспечения ЭВМ (СПО) формируют про граммные средства. Это комплекс программных средств, предназначенных д ля увеличения эффективности использования машин, облегчения её эксплу атации. Эта система является посредником между ЭВМ и пользователем, обес печивает удобный способ общения. Можно выделить 4 основные части СПО: Операционные системы (ОС); Набор пакетов прикладных программ (ППП); Комплекс программ технического обслуживания (КПТО); Системы Эксплуатационной документации (СЭД) на СПО. Сейчас используются 4 типа ОС: ОС-10 - для моделей ЕС-1010; МОС (малая) - для моделей ЕС-1021; ДОС ЕС (дисковая) - для всех других моделей ЕС ЭВМ в малой конфигурации; ОС ЕС - для тех же моделей, что и для ДОС ЕС, но в средней и расширенной конфи гурации; Структуру ОС можно разделить на несколько групп: Программы начального запуска машины, первоначальный ввод информации в оперативную память, настройка ЭВМ. Программы управления данными. Программы управления задачами. Обслуживающие и обрабатывающие программы. Так же в состав ОС входят средства, которые снижают трудоёмкость подгото вительного процесса при решении задач. Это система автоматизации прогр аммирования (САП). Она включает в себя такие компоненты, как: Алгоритмические языки программирования (Ассемблер, Фортран и др.); трансляторы; интерпретирующие и компилирующие системы; пакеты стандартных программ; программы сервиса. Значительной частью СПО является пакет прикладных программ (ППП). ППП - э то комплекс программ, необходимых для решения определённой задачи. Они о бязаны удовлетворять требования ОС, под управлением которых они работа ют. Сейчас современные ППП разрабатывают как программные системы. Каждый п акет состоит из: набор обрабатывающих программных модулей (тело пакета), предназначенны х непосредственно для решения задачи пользователем; управляющая программа пакета (управление обработкой данных). При запрос е на решение задачи эта программа формирует из обрабатывающих модулей р абочую обрабатывающую программу; комплекс обслуживающих программ (вспомогательные функции); средства для обеспечения создания пакета. Ещё одной функцией ППП является расширение возможностей ОС при подключ ении новых устройств. Комплекс программ технического обслуживания (КПТО) служит для профилак тического контроля, исправления неисправностей, оперативной проверки работы периферийного оборудования. Комплекс состоит из двух групп тест овых программ. Первые работают под управлением ОС, вторые работают незав исимо от ОС. Основные функции СПО: Автоматическое управление вычислительным процессом. Обеспечение повышения эффективности функционирования ЭВМ. Обеспечение удобного общения между ЭВМ и пользователем. Сокращение времени, требуемого для подготовки задачи к решению на ЭВМ. Обеспечение контроля работы ЭВМ. 3.8 Программная совместимость ЕС ЭВМ. Для более эффективного использования программного обе спечения все модели ЕС ЭВМ программно совместимы. Это означает, что прог рамма, работающая на одной машине ЕС, будет работать и на другой, если втор ая машина обладает необходимой памятью. Пользователи могут обменивать ся программами, независимо от производительности их машин. Программная совместимость гарантирует, что различные потребности поль зователя удовлетворяются соответствующей моделью. Программная совместимость снижает стоимость применения ЭВМ, повышая п ри этом их производительность. 3.9 Защита памяти в ЕС ЭВМ. Для тог, чтобы программы не влияли друг на друга, предусмо трена защита информации в ОП. Используется постраничный метод защиты. ОП условно разделяется на блоки, называемые страницами, ёмкостью 2048 байт. У к аждой страницы есть свой ключ защиты. Образуется самостоятельная запом инающая среда, состоящая из ключей защиты - память ключей защиты (ПКЗ). Байт ключа состоит из: 0-3 биты - ключ, 4 - признак защиты по чтению, 5-7 - не использ уются, 8 - консоль по чётности. При каждом обращении к ОП из ПКЗ считывается ключ защиты данной физическ ой страницы. Нулевой ключ служит для защиты раздела, где располагается у правляющая программа. Она имеет привилегию обращения в любую область ОП. Ключи работающих программ должны совпадать с ключами программы защиты области памяти, к которой осуществляется обращение, иначе выполнение пр ограммы прекращается. 3.10Режимы работы ЕС ЭВМ. Все модели ЕС ЭВМ - это мультипрограммные машины. Это озна чает, что в них применяется совмещение программных и аппаратных средств управления. Программные средства составляют ОС, которая устанавливает порядок работы ЭВМ при различных режимах работы. Все режимы работы ЭВМ д елятся на однопрограммные и мультипрограммные. При работе в олнопрограммном режиме все ресурсы ЭВМ отданы одной програ мме. Выполнение следующей программы возможно только после полного выпо лнения предыдущей программы. Разновидности однопрограммного режима: Однопрограммный режим с непосредственным доступом пользователя к ЭВМ. Пользователь ведёт диалог с машиной, работая за пультом. В этом режиме ма шинное время используется нерационально. Такой режим используется тол ько при наладке ЭВМ. Однопрограммный режим с последовательным выполнением программ без уча стия пользователя. Все программы введены заранее и выполняются под упра влением ОС. Этот режим неэффективен, так как при таком режиме не полность ю используются возможности параллельной работы основных устройств маш ины. Разновидности мультипрограммного режима: Режим пакетной обработки. В таком режиме возможно решения нескольких за дач на ЭВМ одновременно. Все программы, исходные данные вводятся заранее , из них образуется пакт задач. Все задачи реализуются без вмешательства пользователя. При таком режиме значительно экономится время на выполне ние набора задач. Режим разделения времени. Этот режим похож на предыдущий, но во время вып олнения пакета возможно вмешательство пользователей. Режим разделения времени сочетает эффективное использование возможностей ЭВМ с даёт по льзователю возможность индивидуального пользования. Применение таког о режима возможно только, когда работа ЭВМ протекает в реальном масштабе времени. Режим запрос-ответ. Этот режим представляет собой вид телеобработки, при которой в соответствии с запросами от абонентов, ЭВМ посылает данные, со держащиеся в Файлах данных. Число ответов ограничено ёмкостью памяти, сл едовательно ограничено и число запросов. Диалоговый режим. это наиболее используемый режим работы ЭВМ. При таком режиме происходит двустороннее взаимодействие (диалог) пользователя и ЭВМ. Для осуществлении этого режима необходимо, чтобы технические и прог раммные средства могли работать в реальном масштабе времени; чтобы абон енты имели возможность формулировать свои сообщения на высоком уровне. В мультипрограммных режимах реализованы два варианта: мультипрограммн ый режим с фиксированным и произвольным числом совместно решаемых зада ч. 4 Микропроцессоры и их применение. 4.1 Эффективность микропроцессоров. В 1959 году фирма Intel (США) по заказу фирмы Datapoint (США) начала создавать микропроцессоры (МП). Первым микропроцессором на мировом рынк е стал МП Intel 8008. В последние годы появились такие МП, которые могут полностью автоматизи ровать производство и многие сферы обслуживания. Это может привести к ро сту безработицы. МП - это эффективный с технологической и экономической точки зрения инст румент для переработки возрастающих потоков информации. Новое поколение МП идёт на смену предыдущему каждые два года и морально устаревает за 3-4 года. МП вместе с другими устройствами микроэлектроники позволяют создать довольно экономичные информационные системы. Причина такой популярности МП состоит в том, что с их появлением отпала н еобходимость в специальных схемах обработки информации, достаточно за программировать её функцию и ввести в ПЗУ МП. Основные характеристики МП. Марка МП Сопроцессор Адресуемая память Тактовая частота (МГц) Виртуальн ая память Быстро-действие 8086/88 (1979 г.) 8087 20 20 = 1 Мб 4,77 (8; 10) - 0,33 80286 (1982 г.) 80287 16 Мб 8 (12; 16) 1 Гб 1,2 80386 DX 80386 SX (1985 г.) 80387 4 Гб 4 Гб 16 (20-40) 16 (20-25) 64 Гб 64 Гб 6 2,5 80486 DX 80486 SX 80486 DX2 (1989 г.) 80486 DX4 (1992 г.) Встроенный 4 Гб 4 Гб 4 Гб 4 Гб 25 (33; 50) 20 (25) 50 (66) 100 64 Гб 64 Гб 64 Гб 64 Гб 20 16,5 40 80 Pentium 60 (1994 г .) Встроенный 4 Гб 100 64 Гб 90/100 Суперпроцессор P6: Изготовляется на 0,6 мкм.-технологии. Достоинства: Частоты 133-150 Мгц Вдвое превзойдёт по производительности существующие модели, поскольку : Имеет 4 конвейера для параллельной обработки команд. Интегрированные в одном корпусе 2 модуля КЭШ-памяти первого уровня - 32 Кб, в торого - 256 или 512 Кб. Введена новая шина, которой до этого оснащались большие ЭВМ. В одном компьютере могут взаимодействовать до 4-х процессоров Р6. В Р6 установлены интегрированный и математический сопроцессоры. Производительность: 250-300 MFlops, 1000 MFlops - для компьютеров с 4-мя процессорами. Зелёные компьютеры: Эра экологически вредных настольных компьютеров заканчивается! Летом 1994 года администрация США запретила предприятиям покупать не зелёные ко мпьютеры. Зелёные компьютеры характеризуются: Охраной окружающей среды и здоровья пользователя. Пониженным уровнем электромагнитных и радиационных излучений. Полной утилизацией составных элементов компьютера. Пониженным потреблением электроэнергии, пониженным тепловыделением. Э то происходит за счет использование процессоров с различными режимами работы: нормальный, дремлющий и спящий. 4.2 Структура 3-магистрального МП. АЛУ - арифметико-логическое устройство; УУ - устройство уп равления; УВВ - устройство ввода-вывода; Т - таймер; Р - рабочие регистры; рег истры: 0 - операндов, К - команд, А - адресов, Ф - флаговые, С - состояний, СК - счётчи к команд, ОН - общего назначения, СТЕК - стековые. Сигналы трёх видов - информационные, адресные и управляющие 0 могут перед аваться по одной, двум или трём шинам (магистралям). Шины, как правило, двун аправлены, то есть могут передавать информацию в обоих направлениях. Структурная схема МП С тремя раздельными шинами информационных (И), адресных (а) и управляющих сигналов (У) 4.3 Области применения МП. Лет 30 назад было около 2000 различных сфер применения МП. Это управление производством (16%), научные исследования, транспорт и связь (17%), и нформационно-вычислительная техника (12%), военная техника (9%), бытовая техни ка (3%), обучение (2%), авиация и космос (15%), коммунальное и городское хозяйство, б анковский учёт, метрология, медицина (4%) и другие области. Сейчас развиваются следующие направления автоматизации с применением МП систем управления: - станки с ЧПУ плюс робот; - станки с ЧПУ плюс робот плюс устройство активного контроля размеров; - станки с ЧПУ плюс робот плюс система автоматической диагностики с само возвратом. 5 Многопроцессорные вычислительные системы, сети, ЭВМ V по коления. 5.1Магистральная организация процессоров ЭВМ. При магистральной организации процессоры связываются в систему так, что входные данные одного из них являются исходными для др угого. Получаемый ряд процессоров последовательно обрабатывают отдель ные части задачи. Быстродействие ЭВМ с такой организации процессоров по рядка 100 млн. операций в секунду. Иллюстрация принципа магистральной обработки информации. Вход (А,В) 5.2 Матричная параллельная организация процессоров. При параллельном процессе программа каждой задачи реал изуется на отдельном процессоре. Здесь появляется возможность как неск олько независимых задач, так одну сложную задачу. Быстродействие пример но 200 млн. операций в секунду (“Иллиак-4” (США) содержит 64 процессора). Для матричного процессора характерен режим совместного исполнения (вс е процессоры работают синхронно. Матричная организация процессоров. шина канал данных состояний Матричный процессор 5.3 Мультипроцессорная организация с общей оперативной п амятью. В центр е системы - мощные процессоры, имеющие собственную память и внутреннее у правление. процессоры работают с общей ОП (ЗУ). Одна из главных проблем так их вычислительных систем - коммутирование процессоров. Производительн ость составляет свыше 100 млн. операций в секунду. 5.4 Сети связи ЭВМ. Сети связи ЭВМ можно рассматривать в виде пунктов, объед иняемых каналами связи. Сети можно разделить на централизованные и расп ределённые. В централизованных сетях обмен информацией между ЭВМ и абонентом проис ходит через центральный узел связи. При большом количестве абонентов та кое построение сети нерационально. В распределённых сетях связи осуществляется между многими парами узло в. Каждый узел связан не менее чем с двумя другими узлами, и абоненты могут включатся в несколько узлов. 5.5 ЭВМ V поколения. ЭВМ IV поколения не получили широкого распространения из- за своей специфики. Это явилось стимулом для разработки ЭВМ V поколения, п ри разработки которых ставились совершенно другие задачи, нежели при ра зработки всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ I - IV поколений ст ояли такие задачи, как увеличение производительности в области числовы х расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основными задачами раз работчиков ЭВМ V поколения являлось создание искусственного интеллект а машины (возможность делать логические выводы из представленных факто в), возможность ввода информации в ЭВМ при помощи голоса, различных изобр ажений. Это позволит общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не об ладает специальных знаний в этой области. ЭВМ будет помощником человеку во всех областях. Проект семейства ЭВМ V поколения объединяет 16 процессоров. Это позволит д остичь быстродействия в 160 10 6 операций в секунду. 6 Заключение. 7 Список литературы: 1. А.П.Пятибратов, А.С.Касаткин, Р.В.Можаров. “ЭВМ, МИНИ-ЭВМ и микропроцессорн ая техника в учебном процессе.” 2. А.П.Пятибратов, А.С.Касаткин, Р.В.Можаров. “Электронно-вычислительные маш ины в управлении.”
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Хорошо мужики устроились: деревья растут сами, сыновей рожают жены, дома строят таджики.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Классификация и тенденции развития ЭВМ", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru