Архитектура ЭВМ

Архитектура ЭВМ

Развитие Вычислительной Техники ( ВТ) обусловлено успехами в 3-х областях :

1. В технологии производства , как элементарной базы ВТ, так и самих машин в целом . 2. В принципах организации ВМ ( успехи в развитии архитектуры ). 3. В разработке математического и программного обеспечения.

ЭВМ – это программируемое электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

Архитектура ЭВМ – это описание устройства и принципа работы компьютера достаточное для пользователя и программиста

Принципы Джона фон Неймана:

•  Наличие устройства ввода-вывода информации; •  Адресуемая память;•  Процессор, состоящий из устройства управления и арифметико-логического устройства; •  Данные и программы хранятся вместе

История развития ЭВМ

• Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением.

Первое поколение ЭВМ:

• Период времени: 1946-1959;• Элементная база: электронные лампы;• Основной тип ЭВМ: большие размеры;• Устройства ввода: пульт, перфокарты,

перфоленты;

« ENIAC », UNIVAC «МЭСМ», «БЭСМ», «IBM -701», «Стрела», «М-2», «М-3», «Урал», «Урал-2», «Минск-1», «Минск-12», «М-20» и др.

• Устройства вывода: алфавитно-цифровое печатающее устройство, перфоленты;

• Внешняя память: магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты;

• Ключевое решение в ПО: универсальные языки программирования, трансляторы;

• Режимы работы ЭВМ: однопрограммный;• Быстродействие: 103-104 с;• Количество в мире: десятки;• Цель использования: научно-технические расчеты.

Второе поколение ЭВМ:

• Период времени: 1960-1969;• Элементная база: транзисторы;• Основной тип ЭВМ: большие;• Устройства ввода: добавились

алфавитно-цифровой дисплей и клавиатура;

«РАЗДАН-2», «IВМ-7090», «Минск-22,-32», «Урал- 14,-16», «БЭСМ-3,-4,-6», «М-220, -222»

• Устройства вывода: алфавитно-цифровое печатающее устройство, перфоленты;

• Внешняя память: добавился магнитный диск;• Ключевое решение в ПО: пакетные ОС,

оптимизирующие трансляторы;• Режимы работы ЭВМ: пакетный;• Быстродействие: 104-106;• Количество в мире: тысячи;• Цель использования: технические и

экономические расчеты.

Третье поколение ЭВМ:

• Период времени: 1970-1979;• Элементная база: интегральные схемы;• Основной тип ЭВМ: малые(мини);• Устройства ввода: алфавитно-цифровой

дисплей и клавиатура;

«IВМ-370», «Электроника — 100/25», «Электроника — 79», «СМ-3», «СМ-4» и др

• Устройства вывода: графопостроитель, принтер;

• Внешняя память: перфоленты и магнитный диски;

• Ключевое решение в ПО: интерактивные ОС, структурные языки программирования;

• Режимы работы ЭВМ: разделение времени;• Быстродействие: 105-107;• Количество в мире: десятки тысяч;• Цель использования: управление и

экономические расчеты.

Четвертое поколение ЭВМ:

• Период времени: с 1980;• Элементная база: большие интегральные

схемы;• Основной тип ЭВМ: микро;• Устройства ввода: цветной графический

дисплей, сканер, клавиатура;• Устройства вывода: графопостроитель,

принтер;

ILLIAS-4, CRAY, CYBER, «Эльбрус-1», «Эльбрус-2 Apple, IBM - PC ( XT , AT , PS /2), «Искра», «Электроника», «Мазовия», «Агат»

• Внешняя память: магнитный и оптический диски;

• Ключевое решение в ПО: сетевые ОС, дружественное ПО;

• Режимы работы ЭВМ: персональная работа и сетевая обработка данных;

• Быстродействие: 106-108;• Количество в мире: миллионы;• Цель использования: телекоммуникации,

информационное обслуживание.

Магистрально-модульный принцип

Модуль – это часть компьютераМагистраль(системная шина) - электронные линий связи всех модулей компьютера между собой.Шина - это кабель, состоящий из множества проводов.

Магистраль состоит из трех частей:

1.Шина адреса, на которой устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства, с которым будет происходить обмен информацией.2.Шина данных, по которой будет передаваться необходимая информация.3. Шина управления, регулирующая этот процесс. (по шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Эти сигналы показывают – какую операцию следует производить