ЭВМ. Основные понятия

ЭВМ (компьютеры) в настоящее время являются основными средствами реализации информационных технологий. При помощи ЭВМ осуществляют сбор, обработку, хранение и передачу информации, представленной в дискретной форме. Очень часто информационные технологии, ориентированные на обработку данных в дискретной форме, называют компьютерными технологиями.

Структурно ЭВМ представляет собой взаимодействующую совокупность двух компонентов: системы аппаратных средств (hardware) и системы программного обеспечения (software). Для предусмотренного функционирования ЭВМ в ней должны протекать определенные процессы. Управление этими процессами может быть реализовано как аппаратными, так и программными средствами.

Как правило, для управления ЭВМ используется иерархическая система аппаратно-программных решений. При этом на самом нижнем уровне управления используются аппаратные средства, на верхних уровнях – программные.

Основой системы программного обеспечения является операционная система (ОС). ОС может наращиваться программными инструментальными средствами, сервисными программами (утилитами) и другими системными программами.

Аппаратные решения, как правило, приводят к уменьшению временных затрат, но программные решения более динамичны в реализации. Развитие программных средств требует непрерывного увеличения объема памяти ЭВМ и существенного увеличения быстродействия, как памяти, так и процессора, стимулируя непрерывное совершенствование аппаратных средств.

Для уменьшения временных затрат часть программных решений заменяется на аппаратные, поэтому граница "полномочий" программных и аппаратных средств в разных моделях ЭВМ может не совпадать.

Центральным устройством ЭВМ является процессор. Процессор - это программно-управляемое устройство обработки информации. Обработка информации производится в соответствии с алгоритмом обработки.

Алгоритм - это точное предписание, определяющее порядок действий для достижения результата. Программа - это алгоритм обработки информации в грамматике конкретного языка программирования.

Программу, написанную на машинном языке, называют исполняемой программой или машинным кодом. Среди языков программирования имеется язык программирования, ориентированный на человека, но максимально приближенный к машинному языку. Это язык ассемблера или ассемблер (assembler).

Программы в машинных кодах получают путем трансляции (перекодировки) соответствующих программ, написанных на языках высокого уровня или на ассемблере. Трансляция производится специальными программами – компиляторами или интерпретаторами. Компиляторы выполняют перекодировку команд языка высокого уровня в машинные исполняемые коды до выполнения программы. Интерпретаторы используются реже. В этом случае перекодировка команд языка высокого уровня в машинные команды производится с использованием аппаратуры процессора в процессе выполнения программы.

Обычно программная совместимость сочетается с конструктивной совместимостью. Соблюдение программной совместимости усложняет модификацию и эволюцию ЭВМ, удорожает модели семейства, но ее придерживаются в силу сложности разработки программ.

Семейство ЭВМ - это ряд программно совместимых моделей ЭВМ различной производительности и стоимости. Обычно, кроме программной совместимости, для всех моделей семейства соблюдается и конструктивная совместимость. Это позволяет всем моделям семейства использовать и общий парк периферийных устройств. Программно-совместимые ЭВМ могут выпускаться не только одной фирмой.

По словам разработчиков первого семейства программно-совместимых моделей IBM/360, создание семейства стало возможным благодаря осознанию того, что в ЭВМ полезно различать две независимые структуры: физическую и логическую.

Логическая структура - это структура ЭВМ с точки зрения пользователя и программного обеспечения. Это набор и структура команд, форматы данных, регистры и т.д.

Физическая структура - это то, что видит в ЭВМ инженер по электронике, разработчик микросхем.

Логическая и физическая структуры ЭВМ могут не совпадать. Осознание возможности независимости логической и физической структур позволило специалистам IBM в рамках единой логической структуры создать ряд моделей ЭВМ с различной производительностью и физической структурой, что и обеспечивало их программную совместимость.

В настоящее время часто вместо терминов логическая и физическая структуры используют термины, соответственно, архитектура и микроархитектура.

Дата добавления: 2014-01-06