Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Компьютеры с многими сотнями параллельно работающих процессоров, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, эффективные сетевые компьютерные системы. Шестое и последующие поколения ЭВМ Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) Шестое и последующие поколения ЭВМ микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических сис- тем. ПРИМЕЧАНИЕ Деление ЭВМ по номерам поколений и временным периодам, как уже говорилось, доста- точно условное. Ряд авторов вводят понятие нулевого поколения и существенно иные вре- менные интервалы для поколений. В табл.
3.3 показана эволюция технологий использования компьютерных систем. Таблица З.З. Эволюция компьютерных информационных технологий Этапы развития технологии Параметр 70-е годы 60-е годы 60-е годы 60-е годы Настоящее время Научно-тех- нические расчеты Сетевая об- работка Персональная работа Однопро- граммный Разделение времени Пакетная обработка Режим ра- боты компь- ютера Сверхвысо- кая Очень высокая Средняя Высокая Интеграция данных Низкая Рабочий стол Терминаль- ный ззл Произволь- ное мобиль- ное Отдельное помещение Машинный зал Расположе- ние пользо- вателя Программи- сты Инженеры- программн- сты Тип пользо- вателя Интерактив- ный с жест- ким меню Работа за пультом компьютера Тип диалога Как видно из таблицы, в настоящее время основные цели использования компью- теров — информационное обслуживание и управление, сейчас вычислительные машины и системы по существу выполняют функции информационно-вычисли- тельных систем.
Цель ис- пользования компьютера (преимуще- ственно) Технические и экономи- ческие рас- четы Профес- сионзльные программи- сты Обмен перфоноси- телями и машино- граммами Управление и экономи- ческие рас- четы Интерактив- ный (через клавиатуру и экран) Управление, предостав- ление ин- формации Пользовате- ли с общей компьютер- ной подго- товкой Телекомму- никации, информаци- онное об- служивание и управле- ние Малообу- ченные пользова- тели Интерактив- ный экран- ный типа чвопрос- ответь Глава 3.
Эволюция ЭВМ Вопросы для самопроверки 1. Что такое «архитектура ЭВМ»? 2. Назовите отличительные черты ЭВМ 1-го поколения. 3. Назовите отличительные черты ЭВМ 2-го поколения. 4. Назовите отличительные черты ЭВМ 3-го поколения. 5. Назовите отличительные черты ЭВМ 4-го поколения. 6. Назовите отличительные черты ЭВМ 5-го поколения. 7. Дайте краткую характеристику ЭВМ семейства ЕС ЭВМ. 8. Дайте краткую характеристику ЭВМ семейства СМ ЭВМ. 9.
Что такое персональный компьютер? 10. Назовите основные стадии эволюции ПК. ГЛАВА 4 Основные классы современных ЭВМ Электронная вычислительная машина (ЭВМ), компьютер — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач, Вычислительные машины могут быть классифицированы по разным признакам, в частности: О принципу действия; О этапам создания и элементной базе; О назначению; О способу организации вычислительного процесса; О размеру и вычислительной мощности; О функциональным возможностям; О способности к параллельному выполнению программ и т.
д. По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса (рис. 4.1): аналоговые, цифровые и гибридные. Рис. 4.1. Классификация вычислительных машин по принципу действия Критерием деления вычислительных машин на эти три класса является форма представления информации, с которой они работают (рис. 4.2): Глава 4.
Основные классы современных ЭВМ ифровая импульсная форма Аналоговая форма Рис. 4.2. Две формы представления информации в машинах (з ЦВМ (цифровые вычислительные машины), или вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее в цифровой форме. (з г(ВМ (аналоговые вычислительные машины), или вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения). ПРИМЕЧАНИЕ АВМ весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на этих машинах, как правило, не трудоемкое.
Скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность до 2 — 5 %). На АВМ эффективно решаются математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения и не требующие сложной логики.
Электронные АВМ часто называют электронными моделирующими машинами, поскольку при решении задачи в них создается физическая модель исследуемой системы. Правда, на том же основании электронные ЦВМ можно называть точно так же, ибо в них тоже создается модель решаемой задачи, но модель абстрактная,математическая. З ГВМ (гибридные вычислительные машины), или вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
В экономике (да и в науке и технике) подавляющее преимущество получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации — электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере. Как уже упоминалось в главе 3, по эниниьи создания и элеменшной базе компьютеры условно делятся на поколения: С) 1-е поколение, 50-е годы: ЭВМ на электронных вакуумных лампах; (2 2-е поколение, 60-е годы: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах); (3 3-е поколение, 70-е годы: компьютеры на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни — тысячи транзисторов в одном корпусе); ПРИМЕЧАНИЕ Интегральная схема — электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого полупроводникового кристалла, объединяющего большое число активных элементов (диодов и транзисторов).
О 4-е поколение, 80-90-е годы: компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах, основная из которых — микропроцессор (десятки тысяч— миллионы активных элементов на одном кристалле); ПРИМЕЧАНИЕ Большие интегральные схемы столь плотно упаковывают активные элементы, что все электронное оборттдование компьютера 1-го поколения (монстра, занимавшего зал площадью 100-150 м ) размещается сейчас в одном микропроцессоре площадью 1,5-2 см~. Расстояния между активными элементами в сверхбольшой интегральной схеме составляют 0,15-0,25 мкм (для сравнения, толщина человеческого волоса равна нескольким десяткам микрометров).
1л 5-е поколение, настоящее время: компьютеры с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы; (2 6-е и последующие поколения: оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом и нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем. ПРИМЕЧАНИЕ Кзждое следующее поколение компьютеров имеет по сравнению с ему предшествующим существенно лучшие характеристики.
Так, производительность компьютеров и емкость всех запоминающих устройств увеличивается, как правило, больше чем на порядок. По назначению компьютеры можно разделить на три группы (рис. 4.3): (2 универсальные (общего назначения); (з проблемно-ориентированные; (л специализированные. Универсальные компьютеры предназначены для решения самых различных инженерно-технических, экономических, математических, информационных и им подобных задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко применяются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.
Глава 4. Основные классы современных ЭВМ Рнс. 4.3. Классификация компьютеров по нвэнвченню Характерными чертами универсальных компьютеров являются: Ы высокая производительность; П разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичные, десятичные, символьные, — при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления; (;) обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логи- ческих, так и специальных; О большая емкость оперативной памяти; Ы развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств. Проблемно-ориентированные компьютеры предназначены для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными, по сравнению с универсальными компьютерами, аппаратнымн и программными рдсурсами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
