Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Архитектура и Функциональные единицы компьютеров. Из истории развития компьютеров в СССР




Лекция 10

Из истории развития компьютеров в СССР

Отечественные ученые, сделал большой вклад в развитие компьютеров. Российский математик П.Чебышев, живший в 19-ом столетии, занимался разработкой калькуляторов. Среди многих других механизмов, изобретенных им, имелся арифмометр, разработанный в 1876. Это была одна из наиболее уникальных вычислительных машин того времени. В начале 20-ого столетия академика А.Крылов создал механический интегратор для решения дифференциальных уравнений.

Первый советский компьютер, малогабаритная вычислительная машина (МЕСМа), была опробована в 1950 под руководством академика С. Лебедева. В следующем году она была запущена в эксплуатацию. Через год после


МЕСМы была запущена БЕСМ, большого размера электронная вычислительная машина, выполнявшая 8000 операций в секунду.

Серийное производство компьютеров в СССР было начато в 1953. В том году Ю. Базилевский возглавлял проект и изготовление компьютера СТРЕЛА. 1958 год ознаменовал начало производства под руководством С. Лебедева компьютеров нового поколения M-20. За этим поколением компьютеров на электронных лампах последовало следующее поколение компьютеров, работающих на фототранзисторах.

С 1964 года стартовали компьютеры на полупроводниках - выли созданы Урал, ВЕСМ-4 и М-220

Под руководством академика Глушкова были разработаны и опробованы в Институте Кибернетики компьютеры небольшого размера МИР, МИР-2 и ДНЕПР.

В 1956 году была запущена ламповая ЭВМ «КИЕВ» с первой в Европе системой цифровой обработки изображений и моделирования примитивных интеллектуальных процессов.


В конце 60-тых вместе с другими членами Совета Взаимной Экономической Помощи (СЭВ) Советский Союз начал работу по программе Объединенной Компьютерной Системы, - программы, направленной на разработку нового поколения компьютеров с высоким быстродействием и совместимостью программ.

 

Под архитектурой компьютера мы будем понимать описание его схемы и принципов работы на логическом уровне, без детализации физических принципов работы компонентов компьютера. Комбинация аппаратных средств, программного обеспечения, средств связи и данных составляют архитектуру компьютерной системы. Мы отметили, что на сегодня Джон фон Нейман считается разработчиком архитектуры компьютера. Хотя были предложены и созданы другие экспериментальные архитектуры компьютера, архитектура фон Нейман продолжает быть стандартной архитектурой для компьютера и никакая другая архитектура не имела никакого коммерческого успеха до настоящего времени. Существенно, что в области, где технологические изменения происходят очень часто, архитектура компьютеров остается фактически неизменной, начиная с 1951.

Главные руководящие принципы, которые определяют архитектуру фон Неймана, включают:

1. Принцип программного менеджмента. Программа должна состоять из набора команд, которые выполняются процессором автоматически, одна за другой, в некоторой последовательности без вмешательства человека.

2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Принцип однородности памяти позволяет легко менять программы.

3. Принцип адресности. Структурно основная память должна состоять из пронумерованных ячеек. В любой момент времени любая ячейка должна быть доступна для процессора.

· Память адресована линейно; то есть имеется единственный последовательный числовой адрес для каждой ячейки памяти.

· Память адресована номером, определяющим местоположения информации в запоминающем устройстве, независимо от содержащихся данных.

Кроме того, Джон фон Нейман определил функциональную организацию компьютера: он должен быть составлен из устройства управления, которое выполняет команды (CU); арифметико–логического устройство (ALU), которое исполняет арифметические и логические вычисления и памяти (Memory). Устройство управления и арифметико-логическое устройство вместе составляют центральный процессор CPU.

Персональный компьютер типа IBM PC, названный по имени американской компании, которая в 1981 выпустила такие персональные компьютеры (Internаtional Business Machines Personal Computer), стал стандартом персональных компьютеров. В IBM PC была предусмотрена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Корпорация IBM сделала компьютер не однородным устройством в виде единого целого, а обеспечила возможность его сборки из независимо сделанных частей. Методы совместимости устройств с PC IBM не держались в секрете и были доступны для всех заинтересованных лиц. Этот принцип назвали принципом открытой архитектуры и он обеспечивает возможность дополнения или замены имеющихся аппаратных средств на новые. Такие действия называются "модернизация".

Существует пять главных функциональных единиц цифрового компьютера: 1. Ввод - чтобы ввести внешнюю информацию в машину; 2. Память или запоминающее устройство - чтобы хранить информацию и сделать ее доступной в нужное время;

3. Арифметико-логическое устройство - чтобы выполнять вычисления; 4. Вывод - чтобы донести данные от компьютера до внешнего мира. 5. Устройство управления - чтобы заставить все составляющие компьютера действовать единой командой.

На рис.4, представлен функциональная схема компьютера. Полный набор команд и данных обычно вводится через устройства ввода в память, где они хранятся.

Арифметико-логическое устройство
Ввод
Вывод
Память
Устройство управления

 


Fig. 4. Функциональная схема компьютера

Каждая команда затем подается в устройство управления. Он интерпретирует команду и выдает команды другим функциональным единицам, чтобы заставить их выполнить операции над данными. Арифметические действия выполняются в арифметико-логическом устройстве и результаты затем направляются обратно в память. Информация может направляться из АЛУ или из памяти через соответствующее оборудование к внешним пользователям.

Пять функциональных единиц компьютера должны общаться друг с другом. Они могут делать это посредством языка машинных команд, который использует код, составленный из комбинаций электрических импульсов. Эти комбинации импульсов обычно представляются нолями и единичками: 1 – импульс, 0- нет импульса. Ввод преобразовывает информацию, подаваемую оператором, в машинный язык. Другими словами, информация переводится с нашего языка в комбинации «есть импульс» - «нет импульса», понятные для компьютера. Это создает дополнительную работу для вывода - преобразовать комбинации «есть импульс» - «нет импульса» в форму, понятную нам, типа распечатанного на принтере сообщения.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 1377; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.