Метода по инфе к экзамену, страница 2

в виде непрерывного ряда значений какой-либофизической величины (чаще всего электрического напряжения).Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации;программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скоростьрешения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана скольугодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая(относительная погрешность 2-5 %). На АВМ наиболее эффективно решатьматематические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующиесложной логики.Гибридные вычислительные машины (ГВМ) – вычислительныемашины комбинированного действия, работают с информацией,представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; онисовмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ.

ГВМ целесообразноиспользовать для решения задач управления сложнымибыстродействующими техническими комплексами.Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлениемдискретной информации – электронные цифровые вычислительные машины,обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), безупоминания об их цифровом характере.Классификация ЭВМ по этапам созданияПо этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся напоколения:1-е поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;2-е поколение, 60-е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах(транзисторах);3-е поколение, 70-е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малойи средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе);Примечание. Интегральная схема – электронная схема специальногоназначения, выполненная в виде единого полупроводниковогокристалла, объединяющего большое число диодов и транзисторов.4-е поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах –микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном кристалле);5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ с многими десятками параллельно работающихмикропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний;ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой,одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;6-е и последующие п о к о л е н и я: оптоэлектронные ЭВМ с массовымпараллелизмом и нейронной структурой – с распределенной сетью большого числа(десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектурунейронных биологических систем.Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предшествующимсущественно лучшие характеристики.

Так, производительность ЭВМ и емкость всехзапоминающих устройств увеличиваются, как правило, больше чем на порядок.Классификация ЭВМ по назначениюПо назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общегоназначения), проблемно-ориентированные и специализированные (рис. 5.3).Рис. 5.3. Классификация ЭВМ по назначениюУниверсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженернотехнических задач: экономических, математических, информационных и другихзадач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемыхданных.

Они широко используются в вычислительных центрах коллективногопользования и в других мощных вычислительных комплексах.Характерными чертами универсальных ЭВМ являются: высокая производительность; разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных,символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности ихпредставления; обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических,логических, так и специальных; большая емкость оперативной памяти; развитаяорганизациясистемыввода-выводаинформации,обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств.Проблемно-ориентированныеЭВМ служат для решения более узкого кругазадач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами;регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных;выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладаютограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными ипрограммными ресурсами.К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможныеуправляющие вычислительные комплексы.Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач илиреализации строго определенной группы функций.

Такая узкая ориентация ЭВМпозволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложностьи стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемыемикропроцессорыспециальногоназначения;адаптерыиконтроллеры,выполняющие логические функции управления отдельными несложнымитехническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования исопряжения работы узлов вычислительных систем.Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностямПо размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить (рис.

5.4)на сверхбольшие (суперЭВМ), большие, малые, сверхмалые (микроЭВМ).Рис. 5.4. Классификация ЭВМ по размерам и вычислительной мощностиИсторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошлапуть от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степеньюинтеграции.Производительность больших ЭВМ оказалась недостаточной для ряда задач:прогнозированияметеообстановки,управлениясложнымиобороннымикомплексами, моделирования экологических систем и др. Это явилось предпосылкойдля разработки и создания суперЭВМ, самых мощных вычислительных систем,интенсивно развивающихся и в настоящее время.Появление в 70-х гг. малых ЭВМ обусловлено, с одной стороны, прогрессом вобласти электронной элементной базы, а с другой – избыточностью ресурсовбольших ЭВМ для ряда приложений.

Малые ЭВМ используются чаще всего дляуправления технологическими процессами. Они более компактны и значительнодешевле больших ЭВМ.Дальнейшие успехи в области элементной базы и архитектурных решенийпривели к возникновению супермини-ЭВМ – вычислительной машины, относящейсяпо архитектуре, размерам и стоимости к классу малых ЭВМ, но попроизводительности сравнимой с большой ЭВМ.Изобретение в 1969 г. микропроцессора (МП) привело к появлению в 70-х гг.

ещеодного класса ЭВМ – микроЭВМ (рис. 5.5). Именно наличие МП служилопервоначально определяющим признаком микроЭВМ. Сейчас микропроцессорыиспользуются во всех без исключения классах ЭВМ.Многопользовательские микроЭВМ – это мощные микроЭВМ, оборудованныенесколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени,что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.Персональные компьютеры (ПК) – однопользовательские микроЭВМ,удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.Рабочие станции (work station) представляют собой однопользовательскиемощные микроЭВМ, специализированные для выполнения определенного видаработ (графических, инженерных, издательских и др.).Серверы (server) – многопользовательские мощные микроЭВМ в вычислительныхсетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети.2.2 Центральные устройства ЭВМ: процессор и оперативнаяпамять.

Состав, назначение, основные технические характеристики.Центральный процессор – устройство для обработки данных и управления всемиустройствами машины.Оперативная память – упорядоченный набор ячеек. Единица – ячейка – байт – 8двоичных разрядов.ЦП: состоит из УУ(управляющее устройство), АЛУ(арифметико-логическоеустройство) и СОП(сверхоперативная память)Технические характеристики ЦП – количество операций в еденицу времени2.3 Обобщенная структура ЭВМ.

Назначение отдельныхустройств и их технические характеристики.Хм.••Процессор•быстродействие•кол-во операций в секундуОперативная память•емкость•быстродействиеВнешние устройства:•устройства ввода аля мышь-клавиатура-сканер•устройства вывода аля монитор-принтер•внешняя память аля магнитные накопители и пр.2.4 Принципы организации ЭВМ.

Работа центральногопроцессора под управлением программы.2.5 Внешнеие запоминающие устройстваУстройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройствавесьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: повиду носителя, типу конструкции, по принципу записи и считывания информации,методу доступа и т.д.Носитель – материальный объект, способный хранить информацию.Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис. 4.

9.Рис. 4.9. Классификация ВЗУВ зависимости от типа носителя все ВЗУ можно подразделить на накопители намагнитной ленте и дисковые накопители.Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопителина бобинной магнитной ленте (НБМЛ) и накопители на кассетной магнитной ленте(НКМЛ – стриммеры). В ПК используются только стриммеры.Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом.Понятие прямой доступ означает, что ПК может "обратиться" к дорожке, на которойначинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новуюинформацию, непосредственно, где бы ни находилась головка записи/чтениянакопителя.Накопители на дисках более разнообразны (табл.

4.6): накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), иначе, на флоппи-дискахили на дискетах; накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) типа "винчестер"; накопители на сменных жестких магнитных дисках, использующие эффектБернулли; накопители на флоптических дисках, иначе, floptical-накопители; накопители сверхвысокой плотности записи, иначе, VHD-накопители; накопители на оптических компакт-дисках CD-ROM (Compact Disk ROM); накопители на оптических дисках типа СС WORM (Continuous CompositeWrite Once Read Many – однократная запись – многократное чтение); накопители на магнитооптических дисках (НМОД) и др.Таблица 4.6.