Характеристики

Классификация и основные характеристики ЭВМ.

Пятое поколение ЭВМ.

Четвертое поколение ЭВМ.

В конце 70-х кодов появляются первые ЭВМ четвертого поколения. Связано с переходом на интегральные схемы средней и большой степени интеграции.

Характерные свойства ЭВМ четвертого поколения:

1. Мультипроцессорность

2. Параллельно - последовательная обработка

3. Языки высокого уровня

4. Появляются первые сети ЭВМ

Технические характеристики ЭВМ четвертого поколения:

1. Средняя задержка сигнала 0.7 пс./вептиль (вентиль - типовая схема)

2. Впервые основная память - полупроводниковая. Время выработки данного из такой памяти 100-150 нс. Емкость К)¹²-10¹³ символов.

3. Впервые применяется аппаратная реализация оперативной системы

4. Модульное построение стало применяться и для программных средств

Основная внимание машин четвертого поколения были направлено на сервис (улучшение общения ЭВМ и человека).

В конце 80-х годов появляются первые ЭВМ пятого поколения.

Пятое поколение ЭВМ связывают с переходом к микропроцессорам. С точки зрения структурного построения характерна максимальная децентрализация управления. С точки зрения программного и математического обеспечения переход па работу в программных средах и оболочках. Производительность - 10 - 10 операций в секунду. Для пятого и шестого поколения характерны многопроцессорные структуры созданные на упрощенных микропроцессорах, которых очень много (решающие поля или среды). Создаются ЭВМ ориентированные на языки высокого уровня. В этот период существуют две диаметрально противоположных тенденции:

Персонификация ресурсов

Коллективизация ресурсов (коллективный доступ - сети)

1. Операционные ресурсы ЭВМ - это (грубо говоря) перечень возможностей ЭВМ. Сюда включаются:

1. Способы представления информации в ЭВМ

2. Система команд ЭВМ

3. Способы адресации

Операционные ресурсы ЭВМ напрямую связаны с аппаратными средствами, которые характеризуют степень приспособленности ЭВМ для решения тех или иных задач.

2. Емкость памяти (внешняя и основная) Основная память, какой бы большой она не была, всегда ограничена. Внешняя память не ограничена. Для характеристики компьютера используют емкость основной памяти. Использование памяти идет многобайтно, следовательно, доступ измеряется в байтах (максимальная память 4Гб). Внешняя память - суммарная емкость всех накопительных устройств. Следовательно, необходимо использовать косвенную характеристику - количество накопителей подключаемых к ЭВМ. В современных компьютерах есть также и сверхоперативная память (cashe), ее объем - один из важнейших параметров влияющих на время решения задачи.

3. Быстродействие ЭВМ характеризует скорость обработки информации компьютером (число операций в секунду (), время выполнения ()). Но для различных операций эти показатели различны, следовательно, реальная характеристика - номинальное быстродействие ()- количество коротких операций в единицу времени (обычно берут операцию "+", а операнды хранятся во внутренних регистрах процессора (R-R)). Иногда также используют в качестве характеристики быстродействия - цикл обращения к основной памяти, а также эффективное быстродействие (): , где -вероятность выполнения i-ой операции.

По содержанию производительность ЭВМ - это среднее число операций в единицу времени. Производительность ЭВМ зависит от:

1. Быстродействия процессора

2. Класса решаемых задач

3. Порядка прохождения задачи через ЭВМ

Для оценки числового выражения эффективности ЭВМ используют смеси команд.

Для научно-технических расчетов используют "Смесь Гибсона"

Вид команды	Весовой коэффициент
"+","-" фикс. зпт.
"*" - фикс. зпт.	0.6
"/" - фикс. зпт.	0.2
"+","-" плав. зпт	7.3
"*" - плав. зпт.	4.0
"/" - плав. зпт.	1.6
Логические операции	1.7
Безусловный переход	17.5
Условное ветвление	6.5

- для задач.

4. Надежность ЭВМ. Надежность - свойство ЭВМ выполнять возложенные на нее функции в течение заданного промежутка времени, необходимого для решения поставленной задачи. В процессе функционирования ЭВМ возникают отказы, связанные с неисправностью отдельных элементов либо соединений между ними. По характеру проявлений отказы могут быть:

1. Внезапный отказ (механическое разрушение элементов)

2. Постепенный отказ (деградация параметров ЭВМ) С точки зрения математического подхода - отказы это случайное событие. Используется самая простейшая математическая модель - "Простейший поток отказов". Если поток отказов простейший, то в качестве характеристики надежности используется величина интенсивности потоков отказа: , где - среднее время безотказной работы между двумя очередными отказами. Если ЭВМ можно ремонтировать, то после находки отказа - работоспособность компьютера восстанавливается ( - среднее время восстановления). - фактически время, которое происходит от момента обнаружения отказа до полного восстановления работоспособности. Для компьютеров с простейшим потоком отказов в качестве показателя используют показатель готовности: который характеризует вероятность того, что в данный момент времени компьютер готов к решению требуемой задачи.

5. Показатель стоимости - суммарная стоимость всего оборудования, входящего в состав ЭВМ. Если возрастает количество оборудования ЭВМ, то в конечном итоге, будет расти не только стоимость, но будет расти и ее производительность. Путем статистического анализа была выведена связь между стоимостью и производительностью. Впервые это было установлено Найтом и получило название "Закон Гроша". (V=kS²) k - константа определяется эмпирически.

Вывод, если не менять технологическую базу компьютеров, то:

1. При росте стоимости ЭВМ растет количество оборудования и, следовательно, снижается скорость решения задачи.

2. При росте стоимости ЭВМ растет объем оборудования и, следовательно, увеличивается время ремонта.

Рис 6.

т.е. для данного уровня технологии всегда есть некоторая оптимальная стоимость, которая дает лучшие технические характеристики.

Дата добавления: 2015-04-25