T Этапы развития средств вычислительной техники

Понятие вычислительной машины. Понятие архитектуры. Обобщенная структура ЭВМ.

Вопросы к государственному экзамену по дисциплине

«Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»

Оглавление

1 Понятие вычислительной машины. Понятие архитектуры. Обобщенная структура ЭВМ. 2

2 Принципы построения цифровой вычислительной машины. Архитектура вычислительной машины по фон Нейману. Основные характеристики ЭВМ. 6

3 Общая классификация вычислительных систем. Классификация вычислительных систем по Флину. 9

4 Арифметические основы построения ЭВМ. Позиционные системы счисления. Представление информации в вычислительных системах. 12

5 Арифметические основы построения ЭВМ. Типы и форматы операндов. 16

6 Логические основы построения ЭВМ. Логические элементы и узлы. 21

7 Форматы команд ЭВМ. Адресность ЭВМ. Форматы команд для ЭВМ различной адресности. 28

8 Архитектура системы команд ЭВМ, по месту хранения и составу операций. 32

9 Архитектура системы команд в ЭВМ, по типам операций. 38

10 Способы адресации операндов. 42

13 ЭВМ с канальной организацией. 50

15 Архитектура микропроцессора. 59

17 Организация памяти ЭВМ. 71

ВОЗМОЖНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов.- СПб.: Питер.

Таненбаум Э.С. Архитектура компьютера. Классика computer science. 4-е изд.- СПб.: Питер.

Максимов Н.В., Попов И.И., Партыка Т.Л. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник.-М.: ИНФРА-М.

Развитие точных наук предполагало реализацию некоторых вычислительных алгоритмов. Алгоритм – некоторая однозначно определенная последовательность действий, состоящая из формально заданных операций над исходными данными, приводящая к решению задачи за конечное число шагов.

Что бы иметь возможность реализации всех математических действий, увеличения скорости вычислений, упрощения процесса итерационных вычислений часть математиков, механиков, инженеров, электронщиков, физиков посвятила свою деятельность созданию вычислительных механизмов и машин, предназначенных для механизации и автоматизации процесса вычислений. Следуя общепринятой классификации этапов развития средств вычислительной техники можно охарактеризовать их следующим образом:

1 этап - ручной, начало с 50-го тысячелетия до нашей эры. Первым развитым механическим счетным прибором стал – абак, выполнявший математические действия по разрядам. Развитие математики, на определенных этапах ее становления, было связано с абаком, когда истинность некоторых вычислительных алгоритмов подтверждалось возможностью их реализацией на абаке. Хорошо приспособленный для выполнения операций сложения и вычитания, абак оказался недостаточно эффективным для умножения и деления.

Открытие логарифмов и расчет логарифмических таблиц Дж. Непером в начале 17-го века, позволивших заменять умножение и деление соответственно сложением и вычитанием, явилось крупным шагом в развитии вычислительных систем ручного этапа. Логарифмы послужили основой для создания замечательного вычислительного инструмента – логарифмической линейки, прообразом которой считается логарифмическая шкала Э. Гюнтера.

2 этап – механический, начало с середины 17-го века. В этот период активно создавались различные суммирующие, множительные устройства. Венцом творения математиков и инженеров механического этапа стал арифмометр, в 1642 году французский ученый Блез Паскаль построил действующую модель машины, выполняющую сложение чисел. В этот же период была озвучена первая идея создания универсальной цифровой вычислительной машины, которая принадлежит профессору Кембриджского университета Чарльзу Беббиджу.

3 этап – электромеханический, начало с 90-х годов 19 века. Предпосылками создания проектов данного этапа явилась как необходимость проведения массовых расчетов, так и развитие прикладной электротехники, позволившие создавать электромеханические вычислительные устройства. Классическим типом средств электромеханического этапа был счетно-аналитический комплекс (табулятор Г. Холлерита 1887г.), предназначенный для обработки информации записанной на перфокарточных носителях («карта Холлерита» или «карта IBM»).

4 этап – электронный, начало с 40-х годов 20 века. Первые электронные вычислительные машины создавались на вакуумных радиоприборах - электронных лампах, реле. Машины использовались для научно-технических расчетов. Первой электронной вычислительной машиной можно считать английскую машину Colossus - 1943г., но она была узкоспециализированной. Поэтому принято считать первой ЭВМ ENIAK (Electronic Numerical Integrator and Computer - 1945г., США). В 1947г., ЭВМ ENIAK получила статус универсальной (работа от начала вычислений до конца без участия человека), В качестве апробации ей была выбрана задача оценки принципиальной возможности создания водородной бомбы. Машина успешно выдержала испытания, обработав около одного миллиона перфокарт фирмы IBM с исходными данными.

Дата добавления: 2015-04-25