Лекция 4. Отметим, что верхняя граница шестого поколения хронологически пока не определена и дальнейшее развитие вычислительной техники может внести в его

Отметим, что верхняя граница шестого поколения хронологически пока не определена и дальнейшее развитие вычислительной техники может внести в его характеристику новые коррективы. Не исключено также, что последующие события дадут повод говорить и об очередном поколении.

Поводом для начала отсчета нового поколения стали значительные успехи в области параллельных вычислений, связанные с широким распространением вычислительных систем с массовым параллелизмом.

Вычислительные системы пятого поколения обеспечивают такое распределение задач по множеству процессоров, при котором каждый из процессоров может выполнять задачу отдельного пользователя.

Хронология создания микропроцессоров.

1970г. – Маршиан Хофф создал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большого компьютера.

!972г. – Intel 8008

1972г. - Intel 8080

1974г. – Альтаир – 8800.

1982г. – микропроцессор I 80286 (134000 транзисторов), защищенный режим, 1 Гбайт памяти.

1982г. –ПК IBM PC/AT содержал сопроцессор 80287. Внешняя память на гибких и жестких дисках. Более 40 Мбайт внешней памяти.

!985г. – Intel 80386 (32-разрядный микропроцессор, 285000 транзисторов, 4Гбайт оперативной памяти.)

1990г. – Intel 80486

1993г. – Pentium (3000000 транзисторов, конвеер, 32-разрядный процессор, 64-х разрядная шина данных).

1995г. – Pentiun Pro (5,5 миллионов транзисторов, КЭШ-память 512Кбайт).

1997 –Penium MMX (параллельная обработка группы операндов одной инструкцией).

Одним из наиболее значимых событий в области архитектуры ВМ стала идея вычислительной машины с сокращенным набором команд (RISC, Redused Instruction Set Computer), выдвинутая в 1975 году и впервые реализованная в 1980 году.

В упрощенном изложении суть концепция RISC заключается в сведении набора команд ВМ к наиболее употребительным простейшим командам. Это позволяет упростить схемотехнику процессора и добиться резкого сокращения времени выполнения каждой из «простых» команд. Более сложные команды реализуются как подпрограммы, составленные из быстрых «простых» команд.

В ВМ и ВС четвертого поколения практически уходят со сцены ЗУ на магнитных сердечниках и основная память строится из полупроводниковых запоминающих устройств (ЗУ). До этого использование полупроводниковых ЗУ ограничивалось лишь регистрами и кэш-памятью.

На замену большим ВМ, работающим в режиме разделения времени, приходят индивидуальные микроЭВМ и рабочие станции (этим термином обозначают сетевой компьютер, использующий ресурсы сервера).

Пятое поколение (1984–1990)

Главным поводом для выделения вычислительных систем второй половины 80-х годов в самостоятельное поколение стало стремительное развитие ВС с сотнями процессоров, ставшее побудительным мотивом для прогресса в области параллельных вычислений.

Ранее параллелизм вычислений выражался лишь в виде конвейеризации, векторной обработки и распределения работы между небольшим числом процессоров.

В рамках пятого поколения в архитектуре вычислительных систем сформировались два принципиально различных подхода:

· архитектура с совместно используемой памятью,

· архитектура с распределенной памятью.

Шестое поколение (1990–)

Особенности организации таких систем, обозначаемых аббревиатурой MPP (massively parallel processing) упрощенно характеризуется как совокупность большого количества (до нескольких тысяч) взаимодействующих, но достаточно автономных вычислительных машин.

Вторая характерная черта шестого поколения — резко возросший уровень рабочих станций. В процессорах новых рабочих станций успешно совмещаются RISC-архитектура, конвейеризация и параллельная обработка.

Программа, запущенная на одной рабочей станции, может найти в локальной сети не занятые в данный момент другие станции, после чего вычисления распараллеливаются и на эти простаивающие станции.

Третьей приметой шестого поколения в эволюции ВТ стал взрывной рост глобальных сетей.

Классы электронных вычислительных машин

Классификация ЭВМ по назначению:

- универсальные,

- проблемно-ориентированные,

- специализированные.

Универсальные машины предназначены для решения самых различных инженерно–технических, экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Характерные черты таких ЭВМ:

-высокая производительность,

-разные типы обрабатываемых данных,

-высокая точность представления результатов,

-обширная номенклатура выполняемых операций (арифметических, логических, специальных),

-большая оперативная память,

-наличие системы ввода – вывода информации для различных внешних устройств.

Проблемно – ориентированные компьютеры предназначены для решения определенных задач:

· управление технологическими объектами,

· регистрация и обработка относительно небольших объемов данных,

· выполнение относительно простых расчетов по несложным алгоритмам,

Компьютеры имеют ограниченные аппаратно-программные ресурсы, обеспечивающие выполнение одной из указанных выше задач.

Специализированные компьютеры предназначены для решения определенного узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Узкая специализация позволяет снизить сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности работы.

В качестве примеров можно указать на микроконтроллеры, микропроцессоры специального назначения, адаптеры, выполняющие функции управления техническими устройствами, агрегатами, процессами.

Классификация ЭВМ по размерам:

-микро ЭВМ;

-малые ЭВМ (миниЭВМ);

-большие ЭВМ, mainframe;

-сверхбольшие (суперЭВМ).

Микро ЭВМ можно разделить на подклассы:

1. Многопользовательские, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени.

2. Персональные компьютеры, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения;

3. Рабочие станции, специализированные для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских);

4. Серверы, выделенные в сетях ЭВМ для обработки запросов от рабочих станций сети;

5. Сетевые компьютеры, обеспечивающие работу сети и доступ к сетевым ресурсам (защита сети, просмотр сетевых ресурсов, электронной почты и т. д.).

Мини ЭВМ ориентированы на использование:

· в качестве управляющих вычислительных комплексов для- управления технологическими процессами;

· в многопользовательских вычислительных системах автоматизированного проектирования;

· в системах моделирования несложных объектов;

· в системах искусственного интеллекта.

Большие компьютеры (mainframe) ориентированы на выполнение следующих задач:

-решение научно-технических задач,

-пакетная обработка информации,

-работа с большими базами данных,

-управление вычислительными сетями,

-использование в качестве серверов.

Суперкомпьютеры – это мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием до нескольких десятков миллиардов операций в секунду.

Например, фирма IBM объявила о разработке нового суперкомпьютера, который будет содержать более миллиона микропроцессоров Pentium 3 и иметь быстродействие порядка 10¹⁵ операций в секунду (фемитовый диапазон).

Суперкомпьютеры создаются в виде параллельных многопроцессорных вычислительных систем (МПВС).

Разновидности МПВС:

· Магистральные (конвейерные). Процессоры одновременно выполняют разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных (многократный поток команд и однократный поток данных).

· Векторные. Все процессоры одновременно выполняют одну команду над различными данными – однократный поток команд с многократным потоком данных.

· Матричные. Микропроцессоры одновременно выполняют разные операции над различными потоками данных.

Дата добавления: 2014-01-13