Тема 1_ 2010 (540205), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Этот термин менеебезобидный, чем MIPS. Он базируется на количестве выполняемых операций, а не наколичестве выполняемых команд. По мнению многих программистов, одна и та жепрограмма, работающая на различных компьютерах, будет выполнять различное количествокоманд, но одно и то же количество операций с плавающей точкой. Именно поэтому рейтингMFLOPS предназначался для справедливого сравнения различных машин между собой.Однако и с MFLOPS не все обстоит так безоблачно. Прежде всего, это связано с тем,что наборы операций с плавающей точкой не совместимы на различных компьютерах.Другая, осознаваемая всеми, проблема заключается в том, что рейтинг MFLOPSменяется не только на смеси целочисленных операций и операций с плавающей точкой, но ина смеси быстрых и медленных операций с плавающей точкой.

Например, программа со100% операций сложения будет иметь более высокий рейтинг, чем программа со 100%операций деления.Другой важнейшей характеристикой ЭВМ является емкость запоминающихустройств. Емкость памяти измеряется количеством структурных единиц информации,которое может одновременно находиться в памяти. Этот показатель позволяет определить,какой набор программ и данных может быть одновременно размещен в памяти.Наименьшей структурной единицей информации является бит - одна двоичнаяцифра. Как правило, емкость памяти оценивается в более крупных единицах измерения байтах (байт равен восьми битам).

Следующими единицами измерения служат1 Кбайт = 210 1024 байта,1 Мбайт = 210Kбaйтa = 220 байта,1 Гбайт = 210 Мбайта = 220 Кбайта = 230 байта.Обычно отдельно характеризуют емкость оперативной памяти и емкость внешнейпамяти. В настоящее время персональные ЭВМ могут иметь емкость оперативной памяти,равную 4-32 Мбайтам и даже до 4 Гбайт( для 32 разрядных ПЭВМ). Этот показатель оченьважен для определения, какие программные пакеты и их приложения могут одновременнообрабатываться в машине.Емкость внешней памяти зависит от типа носителя. Так, емкость одной дискетысоставляет 0,3-3 Мбайта в зависимости от типа дисковода и характеристик дискет. Емкостьжесткого диска может достигать нескольких Гбайтов и Тбайт, емкость компакт-диска (CDROM) - сотни Мбайтов (640 Мбайт и выше), флеш память до 16 Гбайт и т.д.

Емкостьвнешней памяти характеризует объем программного обеспечения и отдельных программныхпродуктов, которые могут устанавливаться в ЭВМ.Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнятьтребуемые функции в течение заданного периода времени (стандарт ISO (Международнаяорганизация стандартов) 23 82/14-78).Высокая надежность ЭВМ закладывается в процессе ее производства.

Переход нановую элементную базу - сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) резко сокращает числоиспользуемых интегральных схем, а значит, и число их соединений друг с другом. Хорошопродуманы компоновка компьютера и обеспечение требуемых режимов работы (охлаждение,защита от пыли). Модульный принцип построения позволяет легко проверять иконтролировать работу всех устройств, проводить диагностику и устранениенеисправностей.Точность - возможность различать почти равные значения (стандарт ISO - 2382/2-76).Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, атакже используемыми структурными единицами представления информации (байтом,словом, двойным словом).Во многих применениях ЭВМ не требуется большой точности, например, приобрабатывании текстов и документов, при управлении технологическими процессами.

Вэтом случае достаточно использовать 8-и, 16- разрядные двоичные коды.При выполнении сложных расчетов требуется использовать более высокуюразрядность (32, 64 и даже более). Поэтому все современные ЭВМ имеют возможностьработы с 16- и 32- и 64- разрядными машинными словами. С помощью средствпрограммирования языков высокого уровня этот диапазон может быть увеличен в несколькораз, что позволяет достигать очень высокой точности.Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверностьхарактеризуется вероятностью получения безошибочных результатов.

Заданный уровеньдостоверности обеспечивается аппаратурно-программными средствами контроля самойЭВМ. Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач иповторных расчетов. В особо ответственных случаях проводятся контрольные решения надругих ЭВМ и сравнение результатов.2.

Сферы применения и классификация средств ЭВТВ настоящее время в мире произведены, работают и продолжают выпускатьсямиллионы вычислительных машин, относящихся к различным поколениям, типам, классам,отличающихся своими областями применения, техническими характеристиками ивычислительными возможностями. Традиционно электронную вычислительную технику(ЭВТ) подразделяют на аналоговую и цифровую.В аналоговых вычислительных машинах (АВМ) обрабатываемая информацияпредставляется соответствующими значениями аналоговых величин: тока, напряжения, углаповорота какого-то механизма и т.п.

Эти машины обеспечивают приемлемоебыстродействие, но не очень высокую точность вычислений (0.001-0.01). Распространеныподобные машины не очень широко. Они используются в основном в проектных и научноисследовательских учреждениях в составе различных стендов по отработке сложныхобразцов техники. По своему назначению их можно рассматривать как специализированныевычислительные машины.В настоящее время под словом ЭВМ обычно понимают цифровые вычислительныемашины, в которых информация кодируется двоичными кодами чисел. Именно эти машиныблагодаря универсальным возможностям и являются самой массовой вычислительнойтехникой.Рынок современных компьютеров отличается разнообразием и динамизмом, какихеще не знала ни одна область человеческой деятельности.

Каждый год стоимостьвычислений сокращается примерно на 25-30%, стоимость хранения единицы информации до 40%. Практически каждое десятилетие меняется поколение машин, каждые два года основные типы микропроцессоров - СБИС, определяющих характеристики новых ЭВМ.Такие темпы сохраняются уже многие годы.То, что 10-15 лет назад считалось современной большой ЭВМ, в настоящее времяявляется устаревшей техникой с очень скромными возможностями.

Современныйперсональный компьютер с быстродействием в десятки и сотни миллионов операций всекунду становится доступным средством для массового пользователя.В этих условиях любая предложенная классификация ЭВМ очень быстро устаревает инуждается в корректировке. Например, в классификациях десятилетней давности широкоиспользовались названия мини-, миди- и микроЭВМ, которые почти исчезли из обихода.Вместе с тем существует целый ряд закономерностей развития вычислительной техники,которые позволяют предвидеть и предсказывать основные результаты этого поступательногодвижения.

Необходимо анализировать традиционные и новые области применения ЭВМ,классы и типы используемых вычислительных средств, сложившуюся конъюнктуру рынкаинформационных технологий и его динамику, количество и качество вычислительнойтехники, выпускаемой признанными лидерами - производителями средств ЭВТ и т.д.Коротко рассмотрим эти основные вопросы, выяснение которых позволит понять, какаявычислительная техника требуется для решения определенных задач.Академик В.М.

Глушков указывал, что существуют три глобальные сферыдеятельности человека, которые требуют использования качественно различных типов ЭВМ.Первое направление является традиционным - применение ЭВМ для автоматизациивычислений. Научно-техническая революция во всех областях науки и техники постоянновыдвигает новые научные, инженерные, экономические задачи, которые требуют проведениякрупномасштабных вычислений (задачи проектирования новых образцов техники,моделирования сложных процессов, атомная и космическая техника и др.).

Отличительнойособенностью этого направления является наличие хорошей математической основы,заложенной развитием математических наук и их приложений. Первые, а затем ипоследующие вычислительные машины классической структуры в первую очередь исоздавались для автоматизации вычислений.Вторая сфера применения ЭВМ связана с использованием их в системах управления.Она родилась примерно в 60-е годы, когда ЭВМ стали интенсивно внедряться в контурыуправления автоматических и автоматизированных систем.

Математическая база этой новойсферы практически отсутствовала, в течение последующих 15-20 лет она была создана.Новое применение вычислительных машин потребовало видоизменения их структуры. ЭВМ,используемые в управлении, должны были не только обеспечивать вычисления, но иавтоматизировать сбор данных и распределение результатов обработки.Сопряжение с каналами связи потребовало усложнения режимов работы ЭВМ, сделало ихмногопрограммными и многопользовательскими.

Для исключения взаимных помех междупрограммами пользователей в структуру машин были введены средства разграничения:блоки прерываний и приоритетов, блоки защиты и т.п. Для управления разнообразнойпериферией стали использоваться специальные процессоры ввода-вывода данных иликаналы. Именно тогда и появился дисплей как средство оперативного человеко-машинноговзаимодействия пользователя с ЭВМ.Новой сфере работ в наибольшей степени отвечали мини-ЭВМ.

Именно они сталииспользоваться для управления отраслями, предприятиями, корпорациями. Машины новоготипа удовлетворяли следующим требованиям:•были более дешевыми по сравнению с большими ЭВМ, обеспечивающимицентрализованную обработку данных;•были более надежными, особенно при работе в контуре управления;•обладали большой гибкостью и адаптируемостью настройки на конкретные условияфункционирования;•имели архитектурную прозрачность, т.е. структура и функции ЭВМ были понятныпользователям.Начало выпуска подобных ЭВМ связано с малыми управляющими машинами PDPфирмы DEC.

Термин “мини-ЭВМ” появился в 1968 г. применительно к модели PDP-8. Внастоящее время использование мини-ЭВМ сокращается. Исчезает и термин мини-ЭВМ. Насмену им приходят ЭВМ других типов: серверы, обеспечивающие диспетчерские функции всетях ЭВМ, средние ЭВМ или старшие модели персональных ЭВМ (ПЭВМ).Одновременно со структурными изменениями ЭВМ происходило и качественноеизменение характера вычислений. Доля чисто математических расчетов постоянносокращалась, и в настоящее время она составляет около 10% от всех вычислительных работ.Машины все больше стали использоваться для новых видов обработки: текстов, графики,звука и др.Третье направление связано с применением ЭВМ для решения задач искусственногоинтеллекта.

Характеристики

Список файлов лекций