Технические средства ЭВМ
Технические средства ЭВМ.
Это ЭВМ, которые мы используем при моделировании, т.е. компьютер, да и вообще любые вычислительные устройства.
Принципиально можно выделить 2 типа: цифровые и аналоговые. Цифровая техника является дискретной. Основной принцип – быстродействие (не догнать реальное время) слишком сложен механизм.
>>
Процессор может выполнять:
1) АЛУ
2) Управление
Только сложение и сдвиг
У ОП быстродействие должно быть сопоставимо с ЦП.
Рекомендуемые материалы
<<
Аналоговая быстрее цифры. Скорость аналоговых ограничивается скоростью передвижения электрона в цепи.
Недостаток: низкая точность, т.к. всё представляется сигналами.
У цифровой недостаток: медленная.
При моделировании компьютера являются наиболее конструктивным способом для решения большинства инженерных задач 2 основные пути использования:
1. Как средство расчета по полученным аналитическим моделям.
2. Как средство имитационного моделирования.
(!) Вспомнить про цифровые компьютеры.
В отличие от дискретной техники в аналоговых компьютерах заложен принцип моделирования, а не счета. В качестве модели определенной задачи используются электронные цепи. В каждой переменной величине задачи ставится в соответствие переменная величина электронной цепи. При этом основа построения такой модели является изоморфизм (подобие) исследуемой задачи и соответствующей ей электронной модели. В большинстве случаев при определении критерия подобия используются специальные приемы масштабирования, соответствующих значений параметров модели и переменных задач. Согласно своим вычислительным возможностям аналоговые машины наиболее приспособлены для исследования объектов, динамика которых описывается обыкновенными и частными производными в ОДУ и алгебраических уравнениях. => АВМ можно отнести к специальным машинам.
Под АВМ (аналоговые ВМ) будем понимать совокупность электрических элементов организованных в систему, позволяющую изоморфно моделировать динамику изучаемого объекта. Функциональные блоки АВМ должны реализовывать весь комплекс арифметико-логических операций.
АВМ делятся по мощности (степень дифференциальных уравнений):
- малые (n < 10),
- средние (10 £ n £ 20),
- большие аналоговые комплексы (n > 20)
Под гибридной ВМ будем понимать широкий класс вычислительных систем, использующие как аналоговую, так и дискретную формы представления и обработки информации.
Подклассы гибридных ВМ:
1. АВМ, использующие цифровые методы численного анализа
2. АВМ, программируемые с помощью ЦВМ (цифровой).
3. АВМ с цифровым управлением и логикой
4. АВМ с цифровыми элементами (например, память, цифровые вольтметры и прочие ВМ)
5. ЦВМ с аналоговыми арифметическими устройствами
6. ЦВМ, допускающие программирование аналогового типа (программировать можем дифференциальные анализаторы)
Гибридная ВМ:
Применение гибридной вычислительной техники:
1. моделирование дискретных систем и случайных процессов;
2. решение задач оптимизации
3. исследование в области управления подвижными объектами
4. моделирование системы "человек - компьютер"
Сравнительная характеристика аналоговой и цифровой техники:
Тип информации | Непрерывный | Дискретный |
Изменение значений | Величиной напряжения | Числовым значением |
Базовые операции | Арифметические операции и интегрирование | Арифметические операции |
Принцип вычисления | Высокопараллельный | Последовательно-параллельный |
Режим реального времени | Без ограничений | Ограничен |
Динамическое изменение решаемой задачи | Посредством системы коммутации | В диалоговом режиме |
Требования к пользователю | Профессиональные знания, методика моделирования | Знание основ ПО ЭВМ |
Уровень формализации задачи | Ограничен моделью решаемой задачи | Высокий |
Способность к решению логических задач | Ограничена | Высокая |
Точность вычисления | Ограничена (10-4) | Ограничена разрядностью (10-40) |
Диапазон представления чисел | 1 … 10-4 | Зависит от разрядности |
Класс решаемых задач | Алгебраические и дифф. уравнения. | Любые |
Специальные функции | Ограниченный набор | Неограниченный набор |
Уровень миниатюризации | Ограничен | Высокий |
Люди также интересуются этой лекцией: Структура источниковедческого исследования. Сфера применения | Ограничена | Практически любая |
Пользовательский интерфейс | Низкий уровень | Высочайший уровень |