Архитектура ЭВМ 1 страница

Классификация ЭВМ.

ЭВМ классифицируются по:

1. Назначению. Обычно выделяют ЭВМ общего применения и ЭВМ ориентированные на вполне определенный класс задач.

2. Производительности: ЭВМ подразделяются по величине производительности.

3. Режимам работы:

а) однопрограммные ЭВМ

б) мультипрограммные ЭВМ (Эти ЭВМ должны иметь большую оперативную память, средства управления временем, ввода-вывода, средства позволяющие исключить влияния программ друг на друга)

в) ЭВМ для построения много машинных и многопроцессорных вычислительных систем (дополнительно к мультипрограммным ЭВМ должны реализовывать функции взаимного обмена между ЭВМ)

г) ЭВМ для работы в системах реального времени. (Говоря о машинах реального времени наиболее очевиден пример, когда ЭВМ управляет техническим объектом (автопилот). К ним предъявляют требования быстродействия и способность получать массу сигналов от внешних источников).

4. Способ структурной организации.

Для увеличения скорости ЭВМ в ее состав включают несколько процессоров. Различают:

а) Однопроцессорные ЭВМ

б) Мультипроцессорные ЭВМ (можно также выделить квазипроцессорные ЭВМ), состоят как из однотипных, так и из разнотипных процессоров (неоднородные ЭВМ). Основная цель мультипроцессирования - получение сверх высокой производительности вычислительных систем (ВС). Как правило, такие системы содержат несколько десятков, сотен или тысяч сравнительно простых процессоров, и их число позволяет увеличивать производительность. Принципиально такие системы ориентируются на большой круг задач, которые допускают эффективное распараллеливание вычисление на регулярную структуру (связи между процессорами, как правило, фиксированы). Вообще-то не каждая задача достаточно хорошо распараллеливается на заданную ВС. ВС с параллельной обработкой также классифицируются. В качестве такой классификации выступает классификация по Флину. В ее основе лежит способ организации параллелизма ВС (множественность). Этот параллелизм определяется как максимальное число одновременных команд или операндов, которые находятся на одинаковой или какой-то определенной стадии выполнения. Согласно Флину существует 4 разновидности ВС:

1. ОКОД (SISD, одиночный поток команд одиночный поток данных). Такое структурное построение характерно для классических машин фон Неймана.

Функционирование в виде линейного процессора. ОУ, ОсП (основная память), УУ.

Линейная организация вычислительного процесса обуславливает весьма низкую эффективность аппаратных средств (велик коэффициент простоя) Для повышения работы такой структуры применяются методы локального параллелизма - совмещенная или опережающая выборка команд, расслоение памяти, но, как правило, это требует дополнительных аппаратных затрат.

2. ОКМД (SIMD, одиночный поток команд множественный поток данных). Для данной ВС обычный поток команд воздействует на несколько процессорных блоков одновременно, которые обрабатывают различные данные по одной команде. Память в такой ВС является разделенной.

Первоначально типовыми представителями таких ВС были супер-ЭВМ (ILLIAC IV, STARAN, РЕРЕ, ПС-300). ВС с такой структурной организацией направлены на решение задач с естественным параллелизмом. В современных ЭВМ это реализовано в Pentium MMX. Конкретный пример реализации SIMD-стиля - см. § 8.1.

3. МКОД (MISD, множественный поток команд одиночный поток данных). Эту ВС обычно рассматривают как результат идей локального параллелизма. Иначе их называют конвейерные ВС. Операционная часть Вс является регулярной и представляет собой цепочку последовательно (линейно) соединенных процессорных блоков, которые образуют конвейер процессора.

Данный конкретный блок является специализированным и выполняет вполне определенную часть команды. Впервые такую ВС разработал академик Лебедев.

4. МКМД (MIMD, множественный поток команд множественный поток данных) -общий случай мультипроцессорной системы. В общем случае связи между элементарными процессорами являются перестраевыми.

Такая ВС позволяет повысить не только производительность, но и надежность. Как правило отказ одного процессора не приводит к выходу из строя всей системы. При такой организации ВС возникают сложности взаимодействия управления, при решение одной задачи. Иногда MIMD называют «моделью коллектива вычислителей»

Литература:

Брябрин В. М. “Программное обеспечение персональных ЭВМ”. М. “НАУКА”, 1994 г.

П. Нортон. "Персональный компьютер фирмы IBM и ОС MS-DOS", М., 1991г.

П. Нортон. "Программно-аппаратная организация персонального компьютера IBM PC", М., 1995 г.

Савельев А.Я., Сазонов Б.А., Лукьянов С.Э. "Персональный компьютер для всех". Книга 1. М., ВЫСШАЯ ШКОЛА, 1991 г.

Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. Учебник для втузов. М.: 1989.

Справочное Руководство по IBM PC. Методические материалы. Часть 2. ТПП “СФЕРА”. М. 1995 г.

Таненбаум Э., Современные операционные системы. Издательство «Питер», Санкт-Петербург, 2002г.

Фигурнов В. Э. “IBM PC для Пользователя” М, ИНФРА, 1998г.

Техническая документация на процессоры Intel, взятая с веб-сайта фирмы Intel: http://www.intel.com

Содержание:

§1 Введение..................................................................................................................... 3

1.1. Определение........................................................................................................ 3

1.2. Обобщенная структура ЭВМ............................................................................ 3

§2. Две парадигмы программирования....................................................................... 6

2.1. Введение. Последовательная и параллельная модели программирования. 6

2.2. Параллелизм данных......................................................................................... 8

2.3. Параллелизм задач........................................................................................... 12

§3. Архитектурная организация ЭВМ основных классов и типов.................... 13

3.1. Ведение.............................................................................................................. 13

3.2. Аналоговая вычислительная техника.......................................................... 15

3.3. Гибридная вычислительная техника............................................................ 23

3.4. Дискретная вычислительная техника........................................................... 27

3.4.1. Специальные ЭВМ.......................................................................................................................... 27

3.4.2. Микропроцессорные ЭВМ и ПК................................................................................................. 29

3.4.3. ЭВМ общего назначения............................................................................................................... 32

3.4.4. Супер-ЭВМ........................................................................................................................................ 35

§4 История развития ВТ. Поколения ЭВМ............................................................ 37

4.1. Первое поколение ЭВМ................................................................................... 38

4.2. Второе поколение ЭВМ................................................................................... 39

4.3. Третье поколение ЭВМ.................................................................................... 40

4.4. Четвертое поколение ЭВМ.............................................................................. 42

4.5. Пятое поколение ЭВМ..................................................................................... 42

§5 Классификация и основные характеристики ЭВМ......................................... 43

5.1. Характеристики............................................................................................... 43

5.2. Классификация ЭВМ....................................................................................... 46

Литература:................................................................................................................ 51

Содержание:................................................................................................................ 51

(конспект лекций)

Иваново – 2012

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.. 4

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И СИСТЕМ... 5

1.2. Нулевое поколение. 5

1.3. Первое поколение. 7

1.4. Второе поколение. 7

1.5. Третье поколение. 7

1.6. Четвёртое поколение. 8

1.7. Пятое поколение. 8

1.8. Шестое поколение. 9

1.9. Классификация ЭВМ... 9

2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ... 15

2.1. Архитектура фон Неймана. 15

2.2. Структурная схема персонального компьютера. 18

2.3. Структурные схемы вычислительных систем.. 21

2.4. Внутренние устройства персонального компьютера и их характеристики. 22

2.4.1. Центральный процессор. 22

2.4.2. Оперативное запоминающее устройство. 23

2.4.3. Постоянное запоминающее устройство. 24

2.4.4. КЭШ-память. 25

2.4.5. Энергонезависимое оперативное запоминающее устройство. 26

3. АРХИТЕКТУРА ВНУТРЕННИХ УСТРОЙСТВ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА.. 28

3.1. Архитектура процессора. 28

3.2. Архитектура оперативной памяти. 31

3.2.1. Блочная организация памяти. 31

3.2.3. Синхронные и асинхронные запоминающие устройства. 34

3.3. Очередь и стек, их назначение и система адресации. 39

4. ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА.. 42

4.1. Характеристики, организация, и принципы работы внешней памяти ЭВМ и ВС. 42

4.2. Накопители на магнитных дисках для устройств памяти с прямым доступом.. 44

4.3. Накопители на магнитных носителях для устройств памяти с последовательным доступом. 47

4.4. Устройство и принцип работы накопителей на оптических дисках. 50

4.5. Устройство и принцип работы флеш-памяти NOR и NAND.. 51

5. УСТРОЙСТВА ВВОДА И ВЫВОДА.. 54

5.1. Общие принципы организации системы ввода-вывода. 54

5.2. Принципы работы и организация клавиатуры.. 57

5.2.1. Массивы клавишей, кнопок и индикаторов. 59

5.2.2. Скан-коды клавиатуры.. 60

5.2.3. Контроллер интерфейса клавиатуры.. 60

5.2. Принципы работы и организация мыши. 61

5.3. Принципы работы и организация видеоподсистемы.. 63

5.3.1. Принципы формирования изображения и режимы работы монитора. 63

5.3.2. Архитектура видеоподсистемы.. 65

5.3.3. Интерфейсы дисплеев и адаптера. 67

5.4. Архитектура аудиоподсистемы.. 71

5.4.1. Звуковые карты.. 72

5.4.2. Входные и выходные аудиоустройства. 74

5.5. Принципы работы и организация портов. 75

5.5.1. Принципы передачи данных. 75

5.5.2. Последовательный Com-порт. 76

5.5.3. Параллельный порт LPT. 79

5.5.4. USB-порт. 80

5.5.5. Инфракрасный IrDA-порт. 82

5.5.6. Радиоинтерфейс BlueTooth. 83

5.5. Принципы работы и организация принтеров. 84

5.6. Принципы работы и организация сканеров. 84

6. ОРГАНИЗАЦИЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ ЦЕНТРАЛЬНЫМ ПРОЦЕССОРОМ, ВНУТРЕННЕЙ ПАМЯТЬЮ И ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ.. 87

6.1. Система шин вычислительной машины: общие принципы.. 87

6.2. Шины "процессор – память". 88

6.3. Системная шина. 88

6.2. Устройства прямого доступа к памяти. 96

7. АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МНОГОПРОГРАММНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ... 100

7.1. Система адресации в реальном и защищенном режиме работы ЭВМ и ВС на базе микропроцессоров Intel. 100

7.2. Система адресации для процессоров с сокращенным, длинным и сверхдлинным набором команд. 103

8. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ... 104

8.1. Скалярные ВС.. 104

8.2. Суперскалярные ВС.. 104

8.3 Векторные ВС.. 104

8.5. Кластеры.. 104

9. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭВМ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ... 104

9.1. Оптические и оптоэлектронные ЭВМ... 104

9.2. Системы искусственного интеллекта. 104

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 105

ВВЕДЕНИЕ

Для специалистов в области информационных технологий важны знания в области устройства и функционирования вычислительных машин и вычислительных систем. Стандарты ISO/IES 2382/1-93 и ГОСТ 15971-90 определяют эти понятия следующим образом:

· вычислительная машина (ВМ) – это совокупность технических средств технических средств, создающая возможность проведения обработки информации и получения результатов в необходимой форме.

· вычислительная система (ВС) – одна или несколько вычислительных машин, периферийное оборудование и программное обеспечение, которые выполняют обработку данных.

Изначально в России по отношению к вычислительным машинам и системам был принят термин "организация", означавший с одной стороны внутреннюю упорядоченность и взаимодействие частей, с другом – свокупность процессов или действий, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязей меду частями целого.

С точки зрения пользователя наиболее важным представляется набор функций и услуг вычислительной системы, а не их техническая реализация. С точки зрения разработчика, наоборот, на первом месте находится техническая реализация функций и услуг Поэтому различают функциональную и структурную организацию ВМ и ВС.

Функциональная организация ВМ и ВС – это абстрактная модель совокупности функциональных возможностей и услуг, призванных удовлетворить потребности пользователя. Эта модель создаётся первой.

Структурная организация ВМ и ВС – это физическая модель, которая устанавливает состав, порядок и принципы взаимодействия основных функциональных частей. Графически структурная организация отображается структурной схемой, которую для краткости называют структурой.

Позднее понятие "функциональная организация" по инициативе фирмы IBM трансформировался в понятие "архитектура". В настоящее время ГОСТ 15971-90 определяет термин "архитектура ВМ" как концептуальную структуру вычислительной машины, определяющую проведение обработки информации, включающую в себя методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения. Аналогичное определение даёт и стандарт ISO/IES 2382/1-93, определяя понятие как логическую структуру и функциональные характеристики ВМ, включая взаимосвязи между её аппаратными и программными компонентами.

Целью настоящего курса является создание у студентов чёткого и минимально-достаточного представления о структуре вычислительных машин и вычислительных систем, построении их функциональных элементов, принципах их действия и управления ими.

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.
КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И СИСТЕМ

Говоря о развитии вычислительных машин, пользуются понятием "поколение". Упоминавшийся выше ГОСТ 15971-90 определяет поколение как классификационную группу ВМ, объединяющую их по используемой технологии реализации её устройств, уровню развития функциональных свойств и программного обеспечения и характеризующую определённый период в развитии промышленности средств вычислительной техники.

Различают следующие поколения вычислительных машин:

· нулевое (1492 – 1945) – механические вычислительные машины;

· первое (1937 – 1953) – вычислительные машины на электронных лампах;

· второе (1954 – 1962) – вычислительные машины на дискретных полупроводниковых приборах;

· третье (1963 – 1972) – вычислительные машины на интегральных схемах малой степени интеграции (ИМС);

· четвёртое (1972 – 1984) – вычислительные машины на больших и сверхбольших интегральных схемах (БИС и СБИС);

· пятое (1984 – 1990) – многопроцессорные вычислительные машины с совместно используемой памятью и с распределённой памятью, каждый из процессоров которой способен выполнять задачу отдельного пользователя;

· шестое (1990 и далее) – вычислительные машины и системы с массовым параллелелизмом обработки данных, имеющие повышенное быстродействие на уровне суперЭВМ четвёртого поколения, с широкой поддержкой глобальных сетей.

1.2. Нулевое поколение

Развитие вычислительных машин началось с изобретения абака (Вавилон, 3000 лет до н.э.) и счёт с косточками на проволоках (Китай, 500 лет до н.э.). Вычислительные машины нулевого поколения нельзя называть таковыми в полном современном смысле этого слова, поэтому уместнее термины "калькулятор", "вычислитель" и т.д.

Первым известным калькулятором было тринадцатиразрядное десятичное суммирующее устройство на основе зубчатых колёс. Оно было описано итальянским учёным, инженером и художником Леонардо да Винчи в 1492 г.

В 1623 г. Вильгельмом Шиккардом описано устройство для сложения и вычитания для шестиразрядных чисел на основе тех же зубчатых колёс. В 1962 г. оно было воспроизведено и оказалось работоспособным.

В 1642 г. французский учёный Блез Паскаль построил серию вычислительных устройств для сложения и вычитания пяти и восьми разрядных чисел. Этот калькулятор назывался "Паскалин" и получил достаточную известность.

В 1673 году Лейбниц создаёт вычислитель, выполняющий четыре арифметических действия над 12-и разрядными числами, причём результат произведения имел разрядность 16. В этом калькуляторе использовались традиционные зубчатые колёса, и появился ступенчатый валик.

В 1786 г. немецкий военный инженер Иоганн Мюллер на основе ступенчатых валиков Лейбница разработал калькулятор, названный им разностной машиной, выполнявший четыре действия над 14-разрядными числами.

Говоря о калькуляторах на основе зубчатых колёс, нельзя игнороровать изобретение Оденом так называемого колеса Одена, котрое стало основой для разработки множества моделей калькуляторов с вводом чисел посредством перемещения рычагов. В России массово выпускался на этой основе арифмометр "Феликс", который в шутку называли "Железным Феликсом" (прозвище председателя Всероссийской чрезвычайной комиссии Ф.Э. Дзержинского).

Важной вехой являются работы Бэббиджа 1832 –1871 гг. Он разработал разностную машину, проект аналитической машины, изготовил для неё "мельницу" (в современной терминологии – центральный процессор) и прототип принтера. Машина Бэббиджа содержала узлы, соответствующие узлам вполне современным для нас вычислительным машинам: центральный процессор, память, три считывателя с перфокарт для ввода программ и данных, аккумуляторы для хранения промежуточных данных, устройство микропрограммирования. В паре с Бэббиджем работала сестра английского поэта лорда Байрона Ада Лавлайс. Она является первым программистом.

Невозможно не упомянуть работы шведа Пер Георга Шутца, который изготовил из дерева разностную машину Бэббиджа, построил совместно с сыном разностную машину собственного изобретения с принтером.

В 1885 г. появляется "комптометр" (калькулятор) американца Фельта с вводом чисел с помощью клавиатуры. Позднее аналогичный, но более надёжный калькулятор изобретён Барроузом. С этого момента начинается серийное производство офисных калькуляторов.

В 1937 – 1939 гг-х Джордж Стибиц сначала единолично, а затем в сотрудничестве с Сэмюэлем Вильямсом создаёт несколько модификаций калькуляторов на основе электромеханических реле.

Длительное время с 1938 по 1945 год немец Конрад Цузе создаёт несколько вычислителей Z1, Z2, Z3 и Z4 на основе электромеханических реле. В настоящее время Z1 всё чаще стали называть первым в мире компьютером.

В 1943 г. группа учёных Гарвардского университета во главе с Говардом Айкеном разработала первый программно управляемый вычислитель ASCC Mark I, получивший широкую известность.

Из теоретических работ заслуживают внимание работы Алана Тьюринга, описавшего концепцию теоретической упрощенной вычислительной машины, названной его именем (1937 г.), и Клода Шеннона о реализации символической логики на электромеханических реле. Из практического применения вычислительных машин интерес представляют изобретение французом Жозефом Мария Жаккардом ткацкого станка, управлявшегося программой, набитой на перфокарты (1801 г.), и обработка данных переписи населения США с помощью перфокарточного табулятора Германа Холлерита в 1890 г.

Считается, что наибольшее значение имеют работы Бэббиджа.

1.3. Первое поколение

Претендентами на звание "Первый в мире компьютер" являются: специализированный калькулятор АВС американцев профессора Атанасова и аспиранта Берри (1939 – 1942 гг.), вычислитель Collosus англичаниа Макса Ньюмена (1943 г.) и программируемый электронный калькулятор ENIAC Джона Мочли и Преспера Эккера (1946 г.). Все эти вычислители были выполнены на электронных лампах. Программирование выполнялось в машинных кодах. Лишь к 50-м гг. появился низкоуровневый язык ассемблер и первый транслятор с этого языка в машинные коды. В 1952 г. Эккер и Мочли создали первую коммерчески успешную машину UNIVAC.

В России первые ВМ представлены малой электронной счётной машиной МЭСМ (1951 г.), быстродействующей машиной БЭСМ, вычислительными машинами М-1 и М-2 (1952 г.) и ламповой машиной "Стрела" (1953 г.). Коллективы разработчиков возглавлялись соответственно С.А. Лебедевым, И.С. Бруком и Ю.А. Базилевским совместно с Б.И. Ромеевым.

Самым замечательным событием стала публикация начало работы фон Нейманом, Эккертом и Мочли над новым проектом EDVAC, в основе которого лежала концепция хранимой в памяти программы.

1.4. Второе поколение

Основу вычислительных машин второго поколения составили дискретные диоды и транзисторы с временем переключения 0,3 мс. В этом же поколении произошёл переход от запоминающих устройств на основе ртутных линий задержки к устройствам с магнитными сердечниками. Это упростило доступ к памяти и позволило получить произвольный доступ к памяти. Третьим значимым нововведением стали процессоры ввода-вывода, освобождающие процессор от этих операций и повышающих производительность вычислительной машины.

Первыми машинами второго поколения за рубежом стали прототип бортовой вычислительной машины TRADIC (США), ТХ-0 (США 1957 г.), суперЭВМ LARC и IBM 7030 (США). В России к таким машинам относятся различные модификации машин "Урал", "Минск", а также машины БЭСМ-2, М-20, М-40 и "Днепр"

В области программного обеспечения наиболее заметными событиями являются изобретение языков программирования Фортран (1956 г.), Алгол (1958 г.) и Кобол (1959 г.)

1.5. Третье поколение

В машинах этого поколения стали применяться интегральные схемы малой степени интеграции SSI с 10 транзисторами на одном кристалле полупроводника и средней степенью интеграции MSI до 100 транзисторов на кристалле. В производстве повсеместно начинают применяться многослойные печатные платы. Расширяется применение параллельной обработки данных на множестве функциональных блоков, совмещение во времени работы центрального процессора и устройств ввода-вывода и конвейеризации потоков данных и команд.

В США наиболее значимыми машинами третьего поколения являются IBM 360, CDC 6600, CDC 7600, первые параллельные ВС SOLOMON и
ILLIAC IV, первые конвейерно-векторные вычислительные системы TI-ASC и STAR-100,

В России таковыми машинами являются БЭСМ-6, дальнейшее развитие машин М-220 и М-222, а также оригинальная машина для инженерных расчётов МИР-1 с языком "Аналитик".

В сфере программного обеспечения заметным событием стали разработка языка программирования В (предшественника языка С) и ранних серий операционной системы UNIX.

1.6. Четвёртое поколение

Основными техническими новинками стали:

· применение интегральных схем с большой LSI (до 1000 транзисторов на кристалле) и сверхбольшой VLSI (до 100000 транзисторов на кристалле) степенью интеграции, что привело к созданию микропроцессоров;

· вытеснение запоминающих устройств с магнитными сердечниками устройствами на основе полупроводников;

· появление RISC-архитектуры с ограниченным набором команд и реализацией команд расширенного набора программными средствами, что упрощает процессоры и убыстряет их работу.

Основными архитектурами становятся векторные и параллельные архитектуры, появляются индивидуальные микроЭВМ и рабочие станции – сетевые компьютеры, использующие ресурсы сервера.

В области программного изобретения заметно появление языков FP и Prolog, принципиально отличающихся от ранее известных процедурных языков, а также появление языка С и его применение для написания операционной системы UNIX для машины PDP-11.

1.7. Пятое поколение

Пятое поколение характерно наличием в вычислительных системах большого количества процессоров (100 и более), имеющих возможности, достаточные для выполнения задач отдельных пользователей.

Машины этого поколения имеют архитектуру с совместно используемой и распределённой памятью, а также архитектура с параллельным выполнением одной операции множеством процессоров.

В первом случае процессоры работают с общей памятью и связаны с ней через шины. Представителем этого направления является система Sequent Balance 8000, в которой имеется 20 процессоров, оснащённых своей КЭШ-памятью и разделяемая процессорам большая основная память

Во втором случае каждый процессор имеет свою память, а связь между процессорами осуществляется сетью взаимосвязей (внутри машинный аналог сети). Представителем такой архитектуры является система iPSC-1, часто называемая "гиперкубом".

Третья архитектура предусматривает работу множества процессоров под управлением одного управляющего устройства, причём каждый процессор выполняет одну и ту же операцию со своим набором данных. Такая архитектура применяется в вычислительных машинах Connection Machine и MP-1.

RISC-архитектура становится базовой архитектурой для рабочих станций. Процветает применение вычислительных сетей, в которых рабочие станции передают решение сложных задач мощным вычислительным машинам, присоединённым к сети.

Векторные вычислительные системы усложняются и становятся многопроцессорными.

1.8. Шестое поколение

Особенностями машин и систем этого поколения являются:

· массовое применение параллельных вычислений на уровне объединённых в сеть большого числа вычислительных машин, обозначаемое аббревиатурой МРР (массовый параллелелизм);

· высокий уровень рабочих станций, позволивший применять гетерогенные вычисления, при которых программа, запущенная на одной станции, находит в сети простаивающие процессоры и использует их для выполнения своих параллельных вычислений;

· взрывное расширение глобальных сетей.

1.9. Классификация ЭВМ

Классификация вычислительных машин и систем производится по множеству признаков (рис. 1.1): по этапам создания (рассмотрена выше), принципу действия, назначению, вычислительной мощности (размеру и функциональным возможностям).

Говоря о классификации по принципу действия, следует понимать разницу между аналоговыми и цифровыми сигналами. Материальным носителем информации является сигнал – одна или несколько порций энергии любого вида: электромагнитной, механической, звуковых колебаний, световой и др. Каждый импульс имеет ряд характеризующих его параметров. Для сигнала постоянного тока это может быть сила тока или величина напряжения, для импульсов постоянного тока параметрами являются период следования, амплитуда (наибольшая величина), и длительность импульса, для синусоидального сигнала – амплитуда, частота и начальная фаза колебания.

Аналоговым сигналом (рис. 1.2) называется сигнал, у которого хотя бы один параметр (например, амплитуда) зависит от содержания передаваемой информации. Такой параметр называется информативным. На рис. 1.2,а показан сигнал, у которого информативным параметром (В) является напряжение или ток, на рис. 1.2,б – аналоговый сигнал у которого информативным параметром (В) может быть как напряжение (ток), так и длительность импульса t_И или периода Т₀, причем временные отрезки не должны измеряться цифровыми методами.

Дата добавления: 2015-04-25