Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Они стали отправной точкой бурного развития ВМ и появленияреволюционных информационных технологий (персональных ЭВМ 36персональных компьютеров-ПК, персональных вычислений, технологийавтоформализации знаний и т.д.).МинисуперЭВМ. Это упрощенный (в частности, за счет более короткого машинного слова) многопроцессорный суперЭВМ чаще всего сосредствами векторной и конвейерной обработки данных.СуперминиЭВМ (супермикроЭВМ). К этим ЭВМ можно отнестивысокопроизводительные миниЭВМ, содержащие один или несколькомикропроцессоров, объединяемых общей шиной с общей памятью.Специализированные ЭВМ.
Это машины, которые отвечают специфическим требованиям области их применения (например, особенностям подлежащих реализации фиксированного набора алгоритмов). Споявлением микропроцессоров расширились области эффективного применения специализированных ЭВМ.Последнеедесятилетиеознаменовалосьширочайшимраспространением ПК во всех сферах человеческой деятельности и, какследствие этого, увеличением номенклатуры и функциональныхобязанностей как ПК, так и компьютеров вообще. Поэтому произвестистрогую классификацию даже ПК очень трудно, и по видимому,невозможно.
Мы приведем таблицу, где иллюстрируется общаяусловная классификация ЭВМ (см. табл. 4).37Таблица 4Условная классификация ЭВМ по производительности игабаритным характеристикамКлассЭВМОсновноеОсновныеназначение технические данныеБольшие ЭВМ Обработка(мэйнфреймы - большихmainframe)объемов данныхкрупныхпредприятий иорганизацийОбщий вид ЭВММультипроцессорнаяархитектура,позволяющаяподключение несколькихсот рабочих местIBM-360Мини-ЭВМСистемыОднопроцессорнаяуправленияархитектурапредприятиями разветвленнаясистемапериферийныхустройств (ограниченныевозможности,обработка слов меньшейдлины и т.д.)VAX38КлассЭВМСупер ЭВМОсновноеОсновныеназначение технические данныеПредназначендлявысокоскоростного выполненияприкладныхпроцессовИмеетскалярныеивекторные процессоры.Совместнаяработапроцессоровосновываетсянаархитектурах:каждыйпроцессор имеет своюоперативнуюпамять(асимметричнаямультипроцессорнаяобработкаданных);разделяемая оперативнаяпамять(симметричнаямультипроцессорнаяобработкаданных);коммутаторная (каждыйпроцессор работает сосвоейпамятью,номодули памяти связаныприпомощикоммутатора; может бытьмногокаскаднаякоммутация); структурагиперкуба (используютсяузловые блоки, которыесодержатнотранспьютеру,включающий процессор,память и средства связи;каждый блок в гиперкубеn-гопорядканепосредственновзаимодействует с (n-1)соседнимиблоками);системысполнымпараллелизмом (состоятиз очень большою числатранспьютеров и всепроцессоры во вертикалиигоризонталиобмениваются данными,образуя сложное полеобработки информации)39Общий вид ЭВМ«CRAY —1»КлассЭВМCyпepЭВМОсновноеОсновныеназначение технические данныеМИНИ Многопультовые вычислительныесистемыОбщий вид ЭВММультипроцессорнаяархитектура,позволяющаяподключениедонесколькихcoттерминалов(наличиенаращиваемых дисковыхзапоминающихустройств)HP LD PROРабочиестанцииСистемыавтоматизированногопроектирования,системыавтоматизацииэксперимента идр.Высокое быстродействиепроцессора,емкостьоперативногозапоминающегоустройства32-64Мбайт,специализированнаясистема периферийныхустройствИндустриальныйкомпьютерМикро-ЭВМ;Индивидуальное Центральный блок снастольныйобслуживание одним или несколькимиперсональныйпользователей процессорами, монитор,компьютер -ПКакустическаясистема,клавиатура, электронноепероспланшетом,устройствовводаинформации, принтеры,жесткие диски, гибкиедиски, магнитные ленты,оптические диски, и пр.Индивидуальное МалогабаритныйПереносной ПК обслуживание книжного размера Laptopпользователей - «наколенник»40КлассЭВМОсновноеОсновныеназначение технические данныеОбщий вид ЭВМБлокнотный ПК, Индивидуальное Портативный компьютерноутбукобслуживание стационарного(notebook)пользователей персональногокомпьютера.Моделимогут иметь процессорPentium,оперативнуюпамять до 96 Мбайт,жесткий диск до 9Гбайта,встроенныекомпакт-диск и факсмодем,дисплейжидкокристаллический,времяработыотсобственного источникапитания от 2 до 8 часов.КарманныйИндивидуальное Оперативнаяпамятькомпьютеробслуживание выполняетфункцию«наладонник»пользователей долговременной памяти и(palmtop)имеет размер в несколькоМбайт.
Жесткий дискотсутствует.Работает,подуправлениемWindowsCE,имеетинтерфейс с другимикомпьютерами,ивстроенныеинтегрированныесистемы.Дисплейжидкокристаллический.Если за признак классификации взять «класс решаемых на ПКзадач», то IBM-совместимые ПК могут быть разделены на: серверы;графические станции; портативные (ПК для корпоративныхпользователей; ПК для дома и малого офиса-SOHO-SmalI Office, HomeOffice). По определенным характеристикам самих ПК, например, IBMсовместимые компьютеры разделяются на два типа: PC/XT-eXTended (8разрядная ПК, у которого установлен жесткий диск, шина ESA и т.д.);AT- Advanced Technology (16-, 32-, 64-разрядные ПК с шинами ISA(16),EISA(16; 32), МСА(16; 32),PCMCIA, VL-bus( 16/32/64), РС1(32/64).Алгоритмы и программыТеоретической основой организации и функционированиявычислительных машин и систем являются следующие дисциплины:- теория алгоритмов и вычислений;- математическая логика.41Ниже мы приводим краткое изложение основных положений этихдисциплин.Понятие алгоритма является одним из основных понятий современной математики.
Еще на самых ранних ступенях развитияматематики (Древний Египет, Вавилон, Греция) в ней стали возникатьразличные вычислительные процессы чисто механического характера. Сих помощью искомые величины ряда задач вычислялисьпоследовательно из исходных величин по определенным правилам иинструкциям. Со временем все такие процессы в математике получилиназвание алгоритмов (алгорифмов).Термин алгоритм происходит от имени средневекового узбекского математика Аль-Хорезми, который еще в IX в. (825 г.) дал правилавыполнения четырех арифметических действий в десятичной системесчисления. Процесс выполнения арифметических действий был названалгоризмом.С 1747 г. вместо слова алгоризм стали употреблять алгорисмус,смысл которого состоял в комбинировании четырех операций арифметического исчисления — сложения, вычитания, умножения, деления.К 1950 г.
алгорисмус стал алгорифмом. Смысл алгорифма чащевсего связывался с алгорифмами Евклида — процессами нахождениянаибольшего общего делителя двух многочленов, наибольшей общеймеры двух отрезков и т. п.Под алгоритмом понимали конечную совокупность точносформулированных правил, которые позволяют решать те или иныеклассы задач. Такое определение алгоритма не является строгоматематическим, так как в нем не содержится точной характеристикитого, что следует понимать под, классом задач и под правилами ихрешения.Понятие алгоритма — одно из важнейших понятий математики,так как назначением математики и является разработка рациональныхалгоритмов решения задач. Существует раздел математики — теорияалгоритмов, занимающаяся разработкой методов и форм построенияалгоритмов решения задач. Алгоритм решения задачи навычислительной машине - это частный случай математическогоалгоритма.Алгоритм должен быть понятен (доступен) пользователю и/илимашине.
Доступность пользователю означает, что он обязанотображатьсяпосредствомконкретныхформализованныхизобразительных средств, понятных пользователю. В качестве такихизобразительных средств используются следующие способы их записи:• словесный,• формульный,• табличный,• операторный,42• графический,• макро-язык программирования:— присловесномспособезаписисодержаниепоследовательных этапов алгоритма описывается в произвольнойформе на естественном языке;— формульный способ основан на строго формализованноманалитическом задании необходимых для исполнения действий;— табличный способ подразумевает отображение алгоритмав виде таблиц, использующих аппарат реляционного исчисления иалгебру логики для задания подлежащих исполнению взаимныхсвязей между данными, содержащимися в таблице;— операторный способ базируется на использовании дляотображения алгоритма условного набора специальныхоператоров: арифметических, логических, печати, ввода данных ит, д.; операторы снабжаются индексами и между нимиуказываются необходимые переходы, а сами индексированныеоператоры описываются чаще всего в табличной форме;— графическое отображение алгоритмов в виде блок-схем —самый распространенный способ.
Графические символы,отображающие выполняемые процедуры, стандартизованы.Наряду с основными символами используются и вспомогательные,поясняющие процедуры и связи между ними;— алгоритмы могут быть записаны и в виде команд какоголибо языка программирования. Если это макрокоманды, тоалгоритмчитаемипользователем-программистом,ивычислительной машиной, имеющей транслятор с соответствующего языка.Уточним понятие словесного алгоритма на примере нахожденияпроизведения n натуральных чисел (c = n!, факториал)) т. е. вычисленияпо формуле с = 1⋅2⋅3⋅4⋅...⋅n.Этот процесс может быть записан в виде следующей системыпоследовательных указаний (пунктов):1.
Полагаем с равным единице и переходим к следующему пункту.2. Полагаем i равным единице и переходим к следующему пункту.3. Полагаем с равным c=i⋅c и переходим к следующему указанию.4. Проверяем, равно ли i числу n. Если i = п, то вычисленияпрекращаем. Если i < п, то увеличиваем i на единицу и переходим кпункту 3.Рассмотрим еще один пример алгоритма максимального числа М в массиве из п чисел a1, а2,… аn.записать словесный алгоритм данного примера, детальносам процесс поиска максимального числа. Будем считать,43нахождениеПрежде чемрассмотримчто процесспоиска осуществляется следующим образом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
