Терминология

Архитектура фон Неймана. Бэббидж.

2. Многоуровнвая организация ЭВМ

3. Поколения ЭВМ

4. Виды ЭВМ

===============================================

Система - совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом, образующих определенную цеостность единство.

Материальные системы - совокупность материаьлных объектов. Подклассы - технические, эргатические и смешанные. Среди смешанных систем следует отметить подкласс эргатехнических систем (систем "человек"- "машина"), состоящих из человека -оператора/групы операторов (эргатические эл-т) и машины (группы машин)- технический эл-т.

Абстрактные системы - продукт человеческого мышления - знания, теории, гипотезы.

Элемент системы - часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. Сложные элементы систем, в свою очередь состоящие из более простых, взаимосвязанных элментов, часто называют подсистемами

Элемент - это условное понятие, удобное для описания системы на данном уровне иерархии (детализации). Элемент - неделимая частица лишь на данном уровне иерархии. На других более низких уровнях элемент рассматривается как система, структура которой, в свою очередь, строится на основе более простых элементов и связей между ними.

Например, АЛУ строится на базе сумматоров, регистров, счётчиков и т.п. элементов. В свою очередь, каждый из них строится на базе элементов другого уровня - логических элементов. Каждый ЛЭ, в свою очередь, состоит из полупроводниковых электронных устройств: транзисторов, резисторов, диодов, конденсаторов и электрических проводников для связи между ними

Организация системы - внутренняя упорядоченность. соглсованность взаимодействия элементов системы, проявляющая в частности, в ограничении разнообразия состояний элементов в рамках систмы.

Организация - это способ построения системы из элементов, т.е. объединения, упорядочивания элементов системы, который приводит к получению требуемых функций.

В теории систем различают два типа организации - функциональную и структурную.

Функциональная организация - это способ построения абстрактной системы, то есть системы, состоящей из элементов, заданных только их функциями. Например, таблицами истинности для логических элементов (ЛЭ) или множеством алгоритмов операций – для АЛУ.

Структурная организация - это способ перевода абстрактных систем в материальные (реальные) системы. Другими словами, это методы, приёмы, правила, с помощью которых осуществляется переход от функции F системы к структуре S, её реализующей (FS). Примеры: переход от таблицы истинности для ЛЭ к принципиально схеме (структуре) ЛЭ, переход от функции АЛУ к структуре АЛУ

Структура системы - состав, порядок, принципы взаимодействия элементов системы определяющая основные свой ства системы.

Структура системы - это фиксированная совокупность элементов и связей между ними (элементами). Структуру системы принято изображать графически, в виде схемы, состоящей из элементов и связей (стрелок, линий) между элементами

Иерархическая структура. Если отдельные элементы разнесены по разным уровням и внутренние связи мжду элементами организованы тольео от вышестоящих к нижестоящим уровням, и наборот, то говорят об иерархической структуре системы. Иерархические структуры "в чистом виде" практически встречается редко, оэтому обычно расширяют это понятие, понимания под им и такие структуры, где иерархические связи имеют основное (главенствующее) значение.

Архитектура системы - совокупность свойств системы, существенноых для пользователя.

Целостность системы - принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов (эмержентность свойств) и в то же время зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы.

. Функция системы - это такое описание системы, из которого ясно, как достигается поставленная перед системой цель. Другими словами, функция системы - это правила получения результатов, вытекающих из назначения системы. Например, назначением АЛУ является выполнение арифметических и логических операций (АЛО). Отсюда функция АЛУ - правила получения результатов, т.е. правила выполнения арифметических и логических операций. Эти правила задаются путём описания алгоритмов выполнения АЛО: F_АЛУ = {А₊, А_-, … } - перечень алгоритмов операций сложения, вычитания, и т. д

Вычислительной системой (ВС) будем называть систему, состоящая из двух элементов - аппаратного обеспечения (АО) или вычислительного комплекса (ВК) и программного обеспечения (ПО), находящихся во взаимодействии (рисунок 1). ПО ВС – подразделяется на системное ПО (СПО) и прикладное ПО (ППО).

ВК состоит из устройств: процессоров, запоминающих устройств (ЗУ), устройств ввода-вывода (УВВ

Под информационной системой (ИС) понимают систему, организующую, хранящую и перерабатывающую информацию. т.е. систему основным предметом и продуктом труда в которой является информация.

Замечание. ИС относятся категории материальных систем, хотя продукт труда в них и не материален.

Архитектура ЭВМ - это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов

Под архитектурой ЭВМ надо понимать ту совокупность характеристик, которая необходима пользователю. Это,прежде всего, основные устройства и блоки ЭВМ, а также структура связей между ними.

Общие принципы построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:

· структура памяти ЭВМ;

· способы доступа к памяти и внешним устройствам;

· возможность изменения конфигурации;

· система команд;

· форматы данных;

· организация интерфейса.

Классическим примером архитектуры ЭВМ является архитектура фон Неймана.

1. А рхитектура фон Неймана

Два основных фактора предопределяют принципы построения вычислительного комплекса (ВК)- это назначение и элементная база.

ВК – совокупность технических средств для автоматизированной обработки данных по заданному алгоритму.

ISO-2381/1-84: Алгоритм- конечный набор предписаний, определяющий решение задачи посредством конечного числа операций.

Алгоритм представляется в форме программы- упорядоченной последовательности команд, подлежащих обработке, вводится в память машины и используется для управления вычислительным процессом. Программа имеет конечную длину.

Алгоритм использует конечный набор элементарных операций –аппаратура ВК должна выполнять конечный набор простых операций с числами: сложение, вычитание, умножение, деление и др.

Архитектурно-функциональные принципы построения ЭВМ(то что сейчас называют архитектурой и организацией ЭВМ) были разработаны и опубликованы в 1946 г. венгерским математиком и физиком Джоном фон Нейманом и его коллегами Г. Гольдстайном и А. Берксом в ставшем классическом отчете «Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства».Сейчас на эту работу принято ссылаться упоминая "архитектуру фон Неймана" / "принципы фон Неймана"..

Дата добавления: 2014-01-03