Структурная организация ЭВМ

Для обработки информации используются электронные вычислительные машины (ЭВМ), вычислительные системы (ВС) и вычислительные сети.

ЭВМ – это электронное устройство для накопления и автоматической обработки информации.

Основные функциональные блоки ЭВМ:

1) устройство ввода (УВв);

2) запоминающее устройство (ЗУ);

3) арифметико-логическое устройство (АЛУ);

4) устройство управления (УУ);

5) устройство вывода (УВыв).

Для решения поставленной задачи составляется программа, т.е. последовательность команд, записанная на языке, понятном ЭВМ. Записанные на машинный носитель (например, магнитный диск) программы и данные через УВв вводятся в ЭВМ и передаются в ЗУ (память ЭВМ).

Наибольшее количество команд и данных, которые могут одновременно храниться в ЗУ, определяют емкость памяти. Время, которое требуется для поиска, записи и считывания информации, определяет быстродействие ЭВМ.

В состав ЗУ обязательно входят оперативное ОЗУ и постоянное ПЗУ. Они составляют внутреннюю память.

Внешняя память ЭВМ предназначена для хранения промежуточных результатов, которые не помещаются в ОЗУ, и входных и выходных данных. Внешняя память практически не ограничена, но ее скорость значительно меньше ОЗУ.

Для организации взаимодействия между устройствами ЭВМ при выполнении программы служит УУ. По указанию УУ вводится и расшифровывается очередная команда, передается указание в ЗУ, какие данные передать в АЛУ и какую операцию произвести. Промежуточные результаты пересылаются на хранение в ОЗУ. В АЛУ происходит выполнение над данными арифметических и логических (обработка при помощи Булевой алгебры) операций. Результаты работы передаются на УВыв. Так как одни и те же устройства могут использоваться и для ввода, и для вывода, их называют УВВ.

Устройство управления, арифметико-логическое устройство и высокоскоростная регистровая память (сверхоперативная память) составляют центральный процессор (ЦП). В ПЭВМ его функции выполняет микропроцессор.

Вычислительные системы (ВС)

Вычислительные системы ‑ совокупность средств вычислительной техники, в которую входят не менее двух основных процессоров или ЭВМ (универсальных или специализированных) и развитая система периферийных устройств.

Периферийные устройства ‑ это внешние запоминающие устройства и устройства ввода - вывода.

ВС имеют многоуровневую информационную организацию:

· ЦП, ОЗУ;

· каналы ввода-вывода: устройства, функционирующие по собственной программе и обеспечивающие связь ЦП и ОЗУ с периферийными устройствами;

· интерфейс ввода-вывода (устройства сопряжения) и устройства управления периферийными устройствами;

· периферийные устройства;

· абонентские пункты, аппаратура передачи данных и каналы связи.

Использование вычислительных систем позволяет создавать мощные банки данных, увеличивать число пользователей. В настоящее время в ВС включаются как мощные ЭВМ, так и ПЭВМ.

Классификация ЭВМ и ВС

По назначению вычислительные средства делятся на следующие классы:

· универсальные ЭВМ ‑ предназначены для решения широкого класса задач, обладают развитыми операционными системами, но не всегда используют все технические ресурсы для решения поставленных задач;

· проблемно-ориентированные ЭВМ ‑ создаются для решения определенного круга задач. Они характеризуются ограниченным набором аппаратных и программных средств, но могут содержать дополнительные устройства, разработанные специально для данного комплекса (пример – банковские системы);

· специализированные ЭВМ ‑ предназначены для решения одного узкого класса задач. Как правило, это функционально-ориентированные информационные комплексы (пример – специализированные ЭВМ для сберегательных касс).

По функциональным возможностям вычислительные средства обработки информации делятся на следующие классы:

· большие (супер)-ЭВМ ‑ характеризуются очень высокой производительностью и большой стоимостью (ЕС-1060). Используются очень крупными предприятиями и даже целыми отраслями народного хозяйства. На их базе создаются вычислительные центры;

· малые (мини)-ЭВМ ‑ используются для сбора и передачи информации крупными предприятиями, научными учреждениями, банками, ВУЗами, сочетающими учебную деятельность с научной. Для организации работы с мини-ЭВМ тоже требуется специализированный ВЦ, но менее многочисленный, чем для супер-ЭВМ. Очень широко использовалась система малых машин (СМ ЭВМ). Это агрегатная система средств, которая позволяла комплектовать комплексы по заказу пользователя. ПО СМ ЭВМ построено по модульному принципу, что позволило компоновать его по выбору пользователя.

· микро-ЭВМ ‑ доступны многим предприятиям и организациям, ВЦ обычно не создаются, достаточно небольшой вычислительной лаборатории.

· персональные ЭВМ ‑ используются малыми предприятиями и отдельными лицами. Получили особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость, современные ПЭВМ обладают немалой производительностью.

В 1977 году после появления микропроцессоров (на одном кристалле ‑ эквивалент процессора, содержащего более 2000 транзисторов) фирма, возглавляемая Джобс и Возняк, выпустила ПК «Apple». С 1982 фирма IBM выпускает ПК (фирма опубликовала документацию по техническому и ПО, что позволило другим фирмам приступить к разработке подобных ПК). В 1984 году выпустило ПК на базе МП Intel80286. С этого момента начинается конкуренция фирм. Каждый год появляются новые типы процессоров, совершенствуются все устройства ПК.

Дата добавления: 2014-01-06