zaeto.ru

Принципы построения и архитектура ЭВМ история развития компьютеров – 2ч

Другое
Экономика
Финансы
Маркетинг
Астрономия
География
Туризм
Биология
История
Информатика
Культура
Математика
Физика
Философия
Химия
Банк
Право
Военное дело
Бухгалтерия
Журналистика
Спорт
Психология
Литература
Музыка
Медицина
добавить свой файл
 

 
страница 1 страница 2 страница 3 страница 4


Области применения ЭВМ различных классов – 1ч


Первые компьютеры создавались исключительно для вычислений (что отражено в названиях «компьютер» и «ЭВМ»). Даже самые примитивные компьютеры в этой области во много раз превосходят людей (если не считать некоторых уникальных людей-счётчиков). Не случайно первым высокоуровневым языком программирования был Фортран, предназначенный исключительно для выполнения математических расчётов.

Вторым крупным применением были базы данных. Прежде всего, они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД со своими собственными языками программирования.

Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё бо́льшая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.

Наконец, компьютеры развились настолько, что стали главным информационным инструментом как в офисе, так и дома. Теперь почти любая работа с информацией зачастую осуществляется через компьютер — будь то набор текста или просмотр фильмов. Это относится и к хранению информации, и к её пересылке по каналам связи. Основное применение современных домашних компьютеров — навигация в Интернете и игры.

Современные суперкомпьютеры используются для моделирования сложных физических и биологических процессов. Например, для моделирования ядерных реакций или климатических изменений. Некоторые проекты проводятся при помощи распределённых вычислений, когда большое число относительно слабых компьютеров одновременно работает над небольшими частями общей задачи, формируя таким образом очень мощный компьютер.

Наиболее сложным и слаборазвитым применением компьютеров является искусственный интеллект — применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма. Примеры таких задач — игры, машинный перевод текста, экспертные системы.


Основные характеристики ЭВМ – 2 ч

Одной из важнейших характеристик ЭВМ является ее быстродействие, которое характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Поскольку в состав команд ЭВМ включаются операции, различные по длительности выполнения и по вероятности их использования, то имеет смысл характеризовать его или средним быстродействием ЭВМ, или предельным (для самых “коротких” операций типа “регистр-регистр”). Современные вычислительные машины имеют очень высокие характеристики по быстродействию, измеряемые десятками и сотнями миллионов операций в секунду.

Реальное или эффективное быстродействие, обеспечиваемое ЭВМ, значительно ниже, и оно может сильно отличаться в зависимости от класса решаемых задач. Сравнение по быстродействию различных типов ЭВМ, резко отличающихся друг от друга своими характеристиками, не обеспечивает достоверных оценок. Поэтому очень часто вместо характеристики быстродействия используют связанную с ней характеристику производительности - объем работ, осуществляемых ЭВМ в единицу времени. Например, можно определять этот параметр числом задач, выполняемых за определенное время. Однако сравнение по данной характеристике ЭВМ различных типов может вызвать затруднения. Поскольку оценка производительности различных ЭВМ является важной практической задачей, хотя такая постановка вопроса также не вполне корректна, были предложены к использованию относительные характеристики производительности. Так, например, фирма Intel для оценки процессоров предложила тест, получивший название индекс iCOMP (Intel Comparative MicroPerformance). При его определении учитываются четыре главных аспекта производительности: работа с целыми числами, с плавающей точкой, графикой и видео. Данные имеют 16- и 32-разрядное представление. Каждый из восьми параметров при вычислении участвует со своим весовым коэффициентом, определяемым по усредненному соотношению между этими операциями в реальных задачах.

Другой важнейшей характеристикой ЭВМ является емкость запоминающих устройств. Емкость памяти измеряется количеством структурных единиц информации, которое может одновременно находиться в памяти. Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно размещен в памяти.

Наименьшей структурной единицей информации является бит - одна двоичная цифра. Основной адресуемой единицей памяти в современных ЭВМ является байт (байт равен восьми битам). Следующими единицами измерения служат 1 Кбайт (килобайт)= 210 1024 байта, 1 Мбайт (мегабайт) = 210Kбaйтa = = 220 байта, 1 Гбайт (гигабайт) = 210 Мбайта = 220 Кбайта = 230 байта. 1Тбайт (Терабайт) = 210 Гбайта…

Обычно отдельно характеризуют емкость оперативной памяти и емкость внешней памяти. Windows7 поддерживает до 4Гб (32-битная) и до 192 Гб (64-битная). Этот показатель очень важен для определения, какие программные пакеты и их приложения могут одновременно обрабатываться в машине.

Емкость внешней памяти зависит от типа носителя. Так, емкость одной дискеты составляет 0,3-3 Мбайта в зависимости от типа дисковода и характеристик дискет. Емкость жесткого диска может достигать нескольких Тбайтов, емкость компакт-диска (CD ROM) - сотни Мбайтов (640 Мбайт и выше), а DVD-ROM – 17Гб (blue-ray до 100Гб) и т.д. Емкость внешней памяти характеризует объем программного обеспечения и отдельных программных продуктов, которые могут устанавливаться в ЭВМ. Например, для установки операционной среды Windows 95 требуется объем памяти жесткого диска более 100 Мбайт и не менее 8-16 Мбайт оперативной памяти ЭВМ. А для Windows7 ~10Гб на диске и 1Гб – ОП.

Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени (стандарт ISO (Международная организация стандартов) 23 82/14-78).

Высокая надежность ЭВМ закладывается в процессе ее производства. Переход на новую элементную базу - сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) резко сокращает число используемых интегральных схем, а значит, и число их соединений друг с другом. Хорошо продуманы компоновка компьютера и обеспечение требуемых режимов работы (охлаждение, защита от пыли). Модульный принцип построения позволяет легко проверять и контролировать работу всех устройств, проводить диагностику и устранение неисправностей.



Точность - возможность различать почти равные значения (стандарт ISO - 2382/2-76). Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, а также используемыми структурными единицами представления информации (байтом, словом, двойным словом).

Во многих применениях ЭВМ не требуется большой точности, например, при обрабатывании текстов и документов, при управлении технологическими процессами. В этом случае достаточно использовать 8-и, 16- разрядные двоичные коды.



При выполнении сложных расчетов требуется использовать более высокую разрядность (32, 64 и даже более). Поэтому все современные ЭВМ имеют возможность работы с 16- и 32- разрядными машинными словами. С помощью средств программирования языков высокого уровня этот диапазон может быть увеличен в несколько раз, что позволяет достигать очень высокой точности.

Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается аппаратурно-программными средствами контроля самой ЭВМ. Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач и повторных расчетов. В особо ответственных случаях проводятся контрольные решения на других ЭВМ и сравнение результатов.

Типизация

по назначению


  • Калькулятор - вычислительное устройство для выполнения операций над числами или алгебраическими формулами;

  • Мейнфрейм - высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ. Историю мейнфреймов принято отсчитывать с появления в 1964 году универсальной компьютерной системы IBM System/360, на разработку которой корпорация IBM затратила 5 млрд долларов. Сам термин «мейнфрейм» происходит от названия типовых процессорных стоек этой системы.

  • Персональный компьютер - — компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем, т. е. для личного использования. К ПК условно можно также отнести и любой личный компьютер любого конкретного человека и используемый данным человеком в качестве своего личного компьютера. Естественно, цена, габариты и возможности такого компьютера должны удовлетворять запросам пользователя. Например, подавляющее большинство людей используют настольные и различные переносные ПК. Также созданный как вычислительная машина, компьютер всё чаще используется как средство доступа в информационные сети и как платформа для компьютерных игр.
    В употребление термин был введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC. Некоторое время персональным компьютером называли любую машину, использующую процессоры Intel и работающую под управлением операционных систем DOS, OS/2 и первых версий Microsoft Windows. С появлением других процессоров, поддерживающих работу перечисленных программ, таких, как AMD, Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh, долгое время использовавших альтернативную компьютерную архитектуру.

    • Настольный компьютер (desktop computer) — стационарный персональный компьютер, предназначенный в первую очередь для работы в офисе или в домашних условиях. Термин обычно используется для того, чтобы обозначить вид компьютера и отличить его от компьютеров других типов, например, портативного компьютера, карманного компьютера, встроенного компьютера или сервера.

    • Ноутбук (Лэптоп) (notebook — блокнот, блокнотный ПК) — портативный персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и устройство указания (обычно сенсорная панель, или тачпад), карманный компьютер, а также аккумуляторные батареи. Ноутбуки отличаются небольшими размерами и весом, время автономной работы ноутбуков изменяется в пределах от 1 до 15 часов. Лэптоп (англ. laptop — lap = колени сидящего человека, top = верх) — более широкий термин, он применяется как к ноутбукам, так и к планшетным ПК. К ноутбукам обычно относят лэптопы, выполненные в раскладном форм-факторе. Ноутбук переносят в сложенном виде, это позволяет защитить экран, клавиатуру и тачпад при транспортировке.

      • Субноутбук - ультрапортативный ноутбук, оснащен дисплеем 7 – 13” и весит 1-2 килограмма.

        • Нетбук (англ. Netbook) — компактный ноутбук с относительно невысокой производительностью, предназначенный, в основном, для выхода в Интернет и работы с офисными приложениями. Обладает небольшой диагональю экрана 7—12 дюймов, низким энергопотреблением, относительно невысокой стоимостью и небольшим весом.

        • Смартбук (англ. Smartbook) — небольшой ноутбук, предназначенный для выхода в Интернет и работы с офисными приложениями. Ключевая особенность — это не наличие 3G модуля (у многих серийных моделей 3G на борту нет), а архитектура процессора. В нетбуках и ноутбуках применяются процессоры семейства x86, в смартбуках процессоры семейства ARM. ARM значительно экономичнее в сравнении с x86. Смартбук — это смартфон, выполненный в большем форм-факторе. Диагональ экрана 5 – 10”

    • Планшетный компьютер (англ. Tablet computer ) — собирательное понятие, включающее различные типы компьютеров (устройств) с сенсорным экраном. Планшетным компьютером можно управлять прикосновениями руки или стилуса. Клавиатура и мышь доступны не всегда.

      • Планшетный ПК

        • Тонкий ПК (Slate PC) - компактный вариант планшетного ПК с диагональю экрана 7-11 дюймов,

        • Ультрамобильный ПК (UMPCили Origami) - нечто среднее между планшетным и карманным ПК

      • Интернет-планшет (англ. Internet tablet или Web tablet — Веб-планшет, или Pad tablet — Pad-планшет (Блокнотный планшет), или Web-pad — Веб-блокнот, или Surfpad — Веб-серфинг-блокнот) — тип планшетных компьютеров с диагональю экрана от 4 до 11 дюймов, совмещающих в себе качества ноутбука и смартфона в одном устройстве. Интернет-планшеты, как правило, имеют возможность быть постоянно подключённым к сети интернет — через Wi-Fi или 3G/4G-соединение. Поэтому интернет-планшеты удобно использовать для веб-серфинга (просмотра веб-сайтов и веб-страниц), запуска веб-приложений, и взаимодействия с какими-либо веб-службами.

      • Электронная книга (устройство) (англ. e-books) — общее название группы узкоспециализированных компактных планшетных компьютерных устройств, предназначенных для отображения текстовой информации, представленной в электронном виде. ограниченная функциональность при существенно большем времени автономной работы.

    • Игровая приставка (Игровая консоль) -  — специализированное электронное устройство, разработанное и созданное для видеоигр. по мере развития игровых приставок, разница между ними и персональными компьютерами стала постепенно размываться

    • Карманный компьютер (КПК) (КПК, англ. Personal Digital Assistant, PDA — «личный цифровой секретарь», а так же handheld) — портативное вычислительное устройство, обладающее широкими функциональными возможностями. КПК часто называют наладонником (англ. palmtop) из-за небольших размеров. Изначально КПК предназначались для использования в качестве электронных органайзеров. В настоящий момент КПК практически полностью вытеснены коммуникаторами и смартфонами. С КПК невозможно совершать звонки.

    • Коммуникатор — карманный персональный компьютер, дополненный функциональностью мобильного телефона.

    • Смартфон  — мобильный телефон, сравнимый с карманным персональным компьютером (КПК). Также для обозначения некоторых устройств, совмещающих функциональность мобильного телефона и КПК часто используется термин «коммуникатор».

    • Надеваемый компьютер (носимый компьютер)

  • Рабочая станция (англ. workstation) – ПК всоставе сети или автономный. В составе сети может быть «толстым», т.е полнофункциональным», или «тонким», т.е. консолью для обращения к серверу.

  • Сервер - (англ. server от to serve — служить) — аппаратное обеспечение, выделенное и/или специализированное для выполнения на нем сервисного программного обеспечения. компьютер, выделенный из группы рабочих станций) для выполнения какой-либо сервисной задачи без непосредственного участия человека. Сервер и рабочая станция могут иметь одинаковую аппаратную конфигурацию,

  • Суперкомпьютер (англ. supercomputer, СуперЭВМ) — вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров. Как правило, современные суперкомпьютеры представляют собой большое число высокопроизводительных серверных компьютеров, соединённых друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания вычислительной задачи. Начиная с 1993, самые быстрые компьютеры ранжируют в списке Top500 исходя из результатов прохождения теста LINPACK. Этот тест измеряет, насколько быстро компьютер решает N на N системы линейных уравнений Ax = b, являющейся общей задачей для машиностроения.

По системам счисления


  • двоичные

  • троичные

  • десятичные

Элементные основы


  • релейные

  • ламповые

  • ферритдиодные

  • транзисторные дискретные



страница 1 страница 2 страница 3 страница 4


Смотрите также:





<< предыдущая страница         следующая страница >>

скачать файл




 



 

 
 

 

 
   E-mail:
   © zaeto.ru, 2018