Ответы (542530), страница 2
Текст из файла (страница 2)
(6) Отсутствие "чувствительности к предыстории" в процедурах.
В статье [3] упоминаются несколько языков потока данных: Val и Id, разработанных в рамках проектов потока данных в МТИ и в Калифорнийском университете в Ирвине соответственно. Lucid и FP были разработаны из-за их привлекательных математических свойств и пригодности для верификации программ, а не для программирования компьютеров потока данных, но тем не менее они пригодны для вычислений, управляемых потоком данных.
В статье [3] также разбираются вопросы использования параллельности, заключенной в алгоритме, наилучшим образом, а также разные другие вопросы проектирования и реализации языков высокого уровня для компьютеров потока данных.
В работе [7] предлагается проект языка программировани SIGNAL, предназначенный для программирования процессов цифровой обработки сигналов в реальном времени и ориентированный на компьютеры потока данных.
В работе [4] содержится конструктивная критика концепции машин потока данных в целом, авторы также предлагают некоторый свой подход к построению нетрадиционных архитектур компьютеров.
Из существенных трудностей на пути реализации машин потока данных можно отметить разобранную выше проблему циклов и подпрограмм в графе потока данных, а также две взаимосвязанные проблемы мультипроцессорных систем потока данных: создание межпроцессорного интерфейса (коммутационной сети) и распределение графа потока данных по процессорам. Техническая реализация связи процессоров по принципу "каждый с каждым" при достаточном количестве процессоров просто невозможна, реальный интерфейс всегда имеет худшие характеристики по пропускной способности и быстродействию. Проблема заключается в распределении графа, или программы, машины потока данных по процессорам так, чтобы обеспечить максимальную производительность реальной системы. Эта проблема детально обсуждается в работе [10].
Существует достаточно большое количество проектов машин и мультипроцессорных систем потока данных. Некоторые из них описаны в работах [6, 8, 9]. Наиболее известные проекты: машина потока данных с мечеными ярлыками Массачусетского Технологического института, французский проект LAU, машина для обработки сигналов компании Hughes AirCraft [9], проект машины для обработки сигналов DFSP [8].
Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 — 300 рабочих мест.
Централизованная обработка данных на мэйнфрейме обходится примерно в 5 — 6 раз дешевле, чем распределённая обработка при клиент-серверном подходе.
Известный мэйнфрейм S/390 фирмы IBM обычно оснащается не менее чем тремя процессорами. Максимальный объём оперативного хранения достигает 342 Терабайт.
Производительность его процессоров, пропускная способность каналов, объём оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих мест в диапазоне от 20 до 200000 с помощью простого добавления процессорных плат, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей.
Десятки мэйнфреймов могут работать совместно под управлением одной операционной системы над выполнением единой задачи.
Суперкомпьютер CRAY —1
Суперкомпьютеры — это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Различают суперкомпьютеры среднего класса, класса выше среднего и переднего края (high end).
2. Развитие архитектуры процессоров в машинах второго и третьего поколений
3.5. Какие компьютеры относятся ко второму поколению?
БЭСМ—6. Второе поколение
Транзистор
Второе поколение компьютерной техники — машины, сконструированные примерно в 1955—65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов. Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.
Память на магнитных сердечниках
Быстродействие — до сотен тысяч операций в секунду, ёмкость памяти — до нескольких десятков тысяч слов.
Появились так называемые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.
Программа, написанная на алгоритмическом языке, непонятна компьютеру, воспринимающему только язык своих собственных команд. Поэтому специальные программы, которые называются трансляторами, переводят программу с языка высокого уровня на машинный язык.
Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных математических задач. Появились мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные операционные системы.
| Операционная система — важнейшая часть программного обеспечения компьютера, предназначенная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания. |
Таким образом, операционная система является программным расширением устройства управления компьютера.
Для некоторых машин второго поколения уже были созданы операционные системы с ограниченными возможностями. Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х годов наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.
Здесь вы найдете описания отечественных компьютеров второго поколения 
.
3.6. В чем особенности компьютеров ![]()
третьего ![]()
поколения?
Компьютер IBM—360. Третье поколение
Машины третьего поколения созданы примерно после 60-x годов. Поскольку процесс создания компьютерной техники шел непрерывно, и в нём участвовало множество людей из разных стран, имеющих дело с решением различных проблем, трудно и бесполезно пытаться установить, когда "поколение" начиналось и заканчивалось. Возможно, наиболее важным критерием различия машин второго и третьего поколений является критерий, основанный на понятии архитектуры .
Интегральная схема
Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой , т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами.
Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина.
Примеры машин третьего поколения — семейства IBM—360, IBM—370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.
Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.
| Краткое описание процесса изготовления микросхем |
| Разработчики с помощью компьютера создают электрическую схему новой микросхемы. Для этого они вводят в компьютер перечень свойств, которыми должна обладать микросхема, а компьютер с помощью специальной программы разрабатывает детальную структуру соединений и конструкций всех взаимодействующих элементов микросхемы. Компьютер создаёт схемы расположения элементов на поверхности полупроводникового кристалла кремния. По этим схемам изготавливаются фотошаблоны — стеклянные пластинки со штриховым рисунком. Через фотошаблоны специальными лампами или источниками рентгеновского излучения, а иногда, и электронными пучками, освещают (засвечивают) нанесённый на поверхность кристалла кремния слой фото- или, соответственно, рентгеночувствительного лака. Засвеченные (или, наоборот, незасвеченные) участки лака меняют свои свойства и удаляются специальными растворителями. Этот процесс называется травлением. Вместе с лаком с поверхности кристалла кремния удаляется и слой окисла, и эти места становятся доступными для легирования — внедрения в кристаллическую решётку кремния атомов бора или фосфора. Легирование обычно требует нагрева пластинки в парах нужного элемента до 1100 — 1200 °С. Последовательно меняя шаблоны и повторяя процедуры травления и легирования, создают один за другим слои будущей микросхемы. При этом на одной пластинке кристалла кремния создаётся множество одинаковых микросхем. Каждая микросхема проверяется на работоспособность. Негодные выбраковываются. После завершения всех операций пластинки разрезаются на отдельные кристаллики с микросхемами, к ним присоединяют выводы и устанавливают в корпуса. |
Здесь вы найдете описания отечественных компьютеров третьего поколения.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Эволюция вычислительной техник |
| Основы построения ЭВМ и структура |
| Построение микропроцессоров |
| Классификация микропроцессоровные системы |
| Устройства в составе ЭВМ и микропроцессорных систем |
| Перспективы развития |
| Автоматизация производственного процесса |
| Литература |
Автоматизация производственного процесса
Автомат (греческое automatos - самодействующий) - устройство (машина, аппарат, прибор), позволяющее осуществлять производственный процесс без непосредственного участия человека и лишь под его контролем.Автоматизация - применение технических средств, математических методов и систем управления, освобождающих человека полностью или частично от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов и информации.Внедрение автоматизированных систем дает большой положительный эффект: повышает экономическую эффективность использования оборудования и военной техники, обеспечивает более оперативное и обоснованное принятие решения командирами и начальниками, обеспечивает заметное сокращение сроков выполнения определенных работ, улучшает условия труда, позволяет на более высоком качественном уровне решать стоящие задачи.
Первые приборы, созданные человеком, естественно не были автоматизированными. Начало развития приборостроения связано с именем великого ученого М.В.Ломоносова (1711-1765). Он вместе с академиком Г.В.Рихманом впервые в мире построил электрический измерительный прибор со шкалой для доказательства, что "электричество взвешено быть может".
Автоматический регулятор, принцип которого лежит в основе всех современных регуляторов (принцип обратной связи), был разработан и испытан в 1765г. И.И.Ползуновым.
В 1918г. М.А.Бонч-Бруевич изобрел основной элемент вычислительной машины - триггер.
Разработка и активное использование автоматизированных систем, обусловлено, в первую очередь, прогрессом микропроцессорной техники. Первые попытки применения цифровых устройств для автоматизации производственных процессов относятся к началу 60-х гг. 20-го века, когда были разработаны первые управляющие вычислительные машины (ЭВМ второго поколения на транзисторах, первое поколение ЭВМ было построено на электронных лампах - громоздко и ненадежно). Но настоящий прорыв в автоматизации производственных процессов начался с момента создания микропроцессора в 70-х годах (в ЭВМ третьего поколения элементная база - интегральные схемы), основные преимущества которых миниатюрные размеры и высокая надежность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
