Лекция №1 Организация ЭВМ и систем

Организация ЭВМ и системТема: Установочная лекция

Цели и задачи курсаОсновная литератураИстория развития информатикиКлассификация ЭВМОбласти примененияОсновные модели ПЭВМ

Тематический план курса «Организация ЭВМ и систем»

Лекция № 1 • Цели и задачи курса• Основная литература• История развития информатики• Классификация ЭВМ• Области применения• Основные модели ПЭВМ

Лекция № 2 Тема: Анализ развития процессоров фирмы Intel семейства IA-32 • Инициализация ПЭВМ на базе микропроцессоров IA-32• Архитектура 16-битных процессоров IA-32 - 8086, 80286: основные регистры,

адресация памяти, режимы работы• Архитектура 32-битных процессоров IA-32: - ЦП 80386: основные регистры, режимы работы. - Страничная и сегментная организация памяти. Многозадачность. Формат

команд• ЦП 80486 – режим пакетирования

Лекция № 3 Тема: Анализ развития процессоров фирмы Intel семейства IA-32 • Конвейерная обработка данных в процессорах IA-32 • Организация и режимы работы процессоров семейства P6 и Pentium 4• Многоядерные ЦП


Лекция № 4 Тема: Сопроцессоры• Взаимодействие ПЭВМ и сопроцессора• Особенности программирования ПЭВМ с сопроцессором• Форматы данных, система команд

Лекция № 5 Тема: Системы памяти ЭВМ• Основные характеристики системы памяти• Распределение адресного пространства• Кэш-память• Типы кэш-памяти• Особенности обновления информации в кэш-памяти

Лекция № 6Тема: Новые технологии памяти• Способы повышения быстродействия DRAM• Сравнение быстродействия различных типов памяти• Основные особенности SDRAM. DDR2, DDR3


Лекция № 7 Тема: RISC – процессоры• Переход от CISC к чертам RISC архитектуры в семействе IA32• Основные черты RISC – процессоров• Характеристика современных RISC – процессоров, основные направления развития

Лекция № 8 Тема: Способы обмена информацией Обмен с прерываниями• Структура контроллера прерывания. Каскадирование контроллеров• Режимы работы контроллера прерываний• Обмен в режиме прямого доступа к памяти• Структура контроллера прямого доступа к памяти

Лекция № 9 Тема: Параллельные системы• Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах• Основные классы параллельных систем, их характерные особенности


Лекция № 10

Тема: Новые архитектурные решения• VLIW архитектура• Особенности IA – 64• Особенности EPIC

Лекция № 11

Тема: Интерфейсы• Интерфейс. Основные технические характеристики интерфейсов• Системные интерфейсы. Типы интерфейсов• Цифровые интерфейсы ввода/вывода• Параллельный и последовательный интерфейсы• Шины расширения ввода/вывода


Лекция № 12

Тема: Интерфейсы• Интерфейсы накопителей• Интерфейсы SCSI • Универсальная последовательная шина - Universal Serial Bus (USB)• Интерфейс IEEE 1394 – Fire Wire • Актуальные чипсеты: Intel 945/955 Express и 975X, NVIDIA nForce 680i SLI из новой серии nForce 600i (для процессоров Intel)

Лекция № 13

Тема: Периферийные устройства• Классификация периферийных устройств• Состав и характеристика периферийных устройств


Лекция № 14

Тема: Тенденции развития средств вычислительной техники• Направления развития МП• Перспективные технологии будущего• Фотоника • Нанотехнологии

Лекция № 15

Тема: Квантовый компьютер• Квантовая информатика: компьютеры, связь, криптография

Балльно-рейтинговая системаБалльно-рейтинговая системаРаспределение максимального количества баллов Распределение максимального количества баллов

по каждому виду работыпо каждому виду работы

Вид работыВид работы Кол-воКол-во Максимальный Максимальный баллбалл ИтогоИтого Штрафные санкцииШтрафные санкции

1. Посещение лекций1. Посещение лекций 1313 11 1313 0 (за непосещение)0 (за непосещение)

2. Посещение лабораторных 2. Посещение лабораторных занятийзанятий 1313 11 1313 -1 (за непосещение)-1 (за непосещение)

3. Выполнение заданий модуля:3. Выполнение заданий модуля:

а.а. составление программ и составление программ и получение результатовполучение результатов 22 1010 2020

- 1 балла в неделю за - 1 балла в неделю за непредставление задания непредставление задания в установленный срокв установленный срок

б.б. решение задач решение задач 11 44 44

в.в. семинар по вопросам семинар по вопросам 11 1010 1010

г.г. выполнение лабораторных выполнение лабораторных работ, написание отчета и работ, написание отчета и анализ результатованализ результатов

55 55 5050

д.д. выполнение компьютерного выполнение компьютерного тестатеста

2211

5555

101055

-1 балла при получении -1 балла при получении оценки ниже 3. В этом оценки ниже 3. В этом случае выполняется случае выполняется повторное тестированиеповторное тестирование

Итого по лабораторным Итого по лабораторным занятиям:занятиям: 120120

Экзамен:Экзамен: 3030

Шкалы перевода баллов в международные буквенные оценки и их числовые национальные эквиваленты

(в интерпретации автора).

Международные буквенные оценки

Национальные числовые эквиваленты буквенных оценок

Россия*

Баллы (США)

США

EC

США

Италия

ГОС-3 ГОС-2 1 2 3 4 5 6 7

96-100

А

4,0

10 5,0 91-95

А-

A (отлично) 3,7

10 4,7

5

88-90

В+

В 3,4

9 4,4 84-87

В

(оч. хор.) 3,0

9 4,0 81-83

В-

С C

(хорошо)

2,7

8 3,7

4

78-80

С+

2,4

7 3,4 74-77

С

(хорошо) 2,0

7 3,0

71-73

С-

1,7

6 2,7 68-70

D+

D (удовл.) 1,3

6 2,3

64-67

D

Е 1,0

5 2,0 61-63

D-

(посред.) 0,7

5 1,7

3

0-60

F

FX, F 0,0

< 5 0,0 2, 1

*) Шкалу значений в графе 6 следует рассматривать как предложение автора.

Шкала перевода баллов Шкала перевода баллов в пятибалльную оценкув пятибалльную оценку

БаллыБаллы ОценкаОценка

109 -120109 -120 5 (отлично)5 (отлично)

89 - 10889 - 108 4 (хорошо)4 (хорошо)

73 - 8873 - 88 3 (удовлетворительно)3 (удовлетворительно)

0 - 720 - 72 2 (неудовлетворительно)2 (неудовлетворительно)

>=>=7777 зачетзачет

ЭкзаменЭкзамен

1.1. Общий вопрос по курсу «Организация Общий вопрос по курсу «Организация ЭВМ и систем» - ЭВМ и систем» - 15 баллов15 баллов

2.2. Вопрос по архитектуре ЦП х-86 – Вопрос по архитектуре ЦП х-86 – 5 5 баллабалла

3.3. Задачи – Задачи – 10 баллов10 баллов

Темы лабораторных работТемы лабораторных работНеделНедел

яяТема работыТема работы ПреподавателПреподавател

ьь

11 №№1 «Исследование семантического разрыва в 1 «Исследование семантического разрыва в современных ЭВМ»современных ЭВМ»

Ершова Н.Ю.Ершова Н.Ю.

22 №№1 «Исследование семантического разрыва в 1 «Исследование семантического разрыва в современных ЭВМ»современных ЭВМ»


33 №№2 «Методика определения модели 2 «Методика определения модели процессора для семейства IA-32»процессора для семейства IA-32»


44 Тест «Архитектура процессоров IA-32» (4.5)Тест «Архитектура процессоров IA-32» (4.5) Ершова Н.Ю.Ершова Н.Ю.

55 Тест «Современные процессоры фирмы Тест «Современные процессоры фирмы IntelIntel» » (3.5)(3.5)


66 №№3 Изучение архитектуры ЦП i386: 3 Изучение архитектуры ЦП i386: инициализация, режимы работы и инициализация, режимы работы и особенности адресации памяти в реальном особенности адресации памяти в реальном и защищенном режимах, механизм и защищенном режимах, механизм реализации прерываний и исключений. реализации прерываний и исключений. Решение задачРешение задач


77 №№3 Семинар по вопросам3 Семинар по вопросам Ершова Н.Ю.Ершова Н.Ю.

Темы лабораторных работТемы лабораторных работНеделяНеделя Тема работыТема работы ПреподавательПреподаватель

88 № № 4 «Исследование работы подсистемы 4 «Исследование работы подсистемы памяти ПЭВМ»памяти ПЭВМ»

Смирнов С.В.Смирнов С.В.

99 № № 5 «Исследование работы подсистемы 5 «Исследование работы подсистемы прерываний ПЭВМ»прерываний ПЭВМ»


1010 № № 6 «Дисковая подсистема ПЭВМ» (часть 1)6 «Дисковая подсистема ПЭВМ» (часть 1) Смирнов С.В.Смирнов С.В.

1111 № № 6 «Дисковая подсистема ПЭВМ» (часть 2)6 «Дисковая подсистема ПЭВМ» (часть 2) Смирнов С.В.Смирнов С.В.

1212 № № 7 «Исследование принципов работы 7 «Исследование принципов работы контроллера ПЭВМ»контроллера ПЭВМ»


1313 №№8 «Исследование принципов работы 8 «Исследование принципов работы манипуляторов»манипуляторов»


1414 Сдача долговСдача долгов Смирнов С.В.Смирнов С.В.Ершова Н.Ю.Ершова Н.Ю.

1515 ЗачетЗачет Ершова Н.Ю.Ершова Н.Ю.

ЭкзаменЭкзамен Ершова Н.Ю.Ершова Н.Ю.

Литература по курсу Литература по курсу «Организация ЭВМ и систем»«Организация ЭВМ и систем»

1.1. Организация ЭВМ и систем: учебное пособие/ Н.Ю.Ершова, Организация ЭВМ и систем: учебное пособие/ Н.Ю.Ершова, С.А.Кипрушкин, А.В.Соловьев.- Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008.- 224 С.А.Кипрушкин, А.В.Соловьев.- Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008.- 224 с. с.

2.2. Виртуальный компьютерный музей. Электронный ресурс. Форма доступа: Виртуальный компьютерный музей. Электронный ресурс. Форма доступа: http://www.computer-museum.ru/aboutmus/0.htm

3.3. The Virtual Museum of Computing (VMoC) The Virtual Museum of Computing (VMoC) ((http://museums.wikia.com/wiki/VMoC). ).

4. http://www.ixbt.com5. http://www.parallel.ru6.6. Электронный учебник «Современные процессоры фирмы Электронный учебник «Современные процессоры фирмы IntelIntel» »

httphttp://://dfedfe3300.3300.kareliakarelia..ruru или или http://dims.karelia.ru..7.7. Современные десктопные процессоры архитектуры x86: общие Современные десктопные процессоры архитектуры x86: общие

принципы работы (x86 CPU digest 2.0) принципы работы (x86 CPU digest 2.0) http://www.ixbt.com/cpu/cpu-digest-http://www.ixbt.com/cpu/cpu-digest-2009.shtml2009.shtml

8.8. Майерс Г. Архитектура современных ЭВМ: В 2-х кн. М.: Мир, 1985.Майерс Г. Архитектура современных ЭВМ: В 2-х кн. М.: Мир, 1985.9.9. Мячев А. А., Степанов В. Н. Персональные ЭВМ и микроЭВМ. Основы Мячев А. А., Степанов В. Н. Персональные ЭВМ и микроЭВМ. Основы

организации: Справочник / Под ред. А. А. Мячева. М.: Радио и связь, организации: Справочник / Под ред. А. А. Мячева. М.: Радио и связь, 1991. 320 с.1991. 320 с.

10.10. Руководство по архитектуре IBM PC AT / Под ред. М. Л. Мархасина. Руководство по архитектуре IBM PC AT / Под ред. М. Л. Мархасина. Минск: Консул, 1993.Минск: Консул, 1993.

11.11. Богумирский Б. С. Руководство пользователя ПЭВМ. СП.: Печатный Богумирский Б. С. Руководство пользователя ПЭВМ. СП.: Печатный двор, 1994.двор, 1994.

http://www.computer-museum.ru/aboutmus/0.htm

http://museums.wikia.com/wiki/VMoC

http://www.ixbt.com/

http://www.parallel.ru/

http://dims.karelia.ru/








Рош Л. Уинн. Библия по техническому обеспечению Уинна Рош Л. Уинн. Библия по техническому обеспечению Уинна Роша / Пер. с англ. Минск: Динамо, 1992.Роша / Пер. с англ. Минск: Динамо, 1992. Рош Л. Уинн. Библия по модернизации персонального Рош Л. Уинн. Библия по модернизации персонального компьютера. Минск: ИПП " Тивали-Стиль", 1995.компьютера. Минск: ИПП " Тивали-Стиль", 1995. Морс С. П., Алберт Д. Д. Архитектура микропроцессора Морс С. П., Алберт Д. Д. Архитектура микропроцессора 80286 / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1990. 304 с.80286 / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1990. 304 с. Левкин Г. Н., Левкина В. Е. Введение в схемотехнику Левкин Г. Н., Левкина В. Е. Введение в схемотехнику ПЭВМ IBM PC/AT. МПИ. М., 1991.ПЭВМ IBM PC/AT. МПИ. М., 1991. Орловский Г. В. Введение в архитектуру МП 80386. СПб: Орловский Г. В. Введение в архитектуру МП 80386. СПб: Сеанс-Пресс, Центр инфотехнологии Инфокон, 1992. 240 Сеанс-Пресс, Центр инфотехнологии Инфокон, 1992. 240 с.с. Смит В. Э., Джонсон М. Т. Архитектура и Смит В. Э., Джонсон М. Т. Архитектура и программирование МП Intel 80386: Пер. с англ. / СП программирование МП Intel 80386: Пер. с англ. / СП "Конкорд". М, 1992. 322 с."Конкорд". М, 1992. 322 с. Бродин В. Б., Шагурин И. И. Микропроцессор i486. Бродин В. Б., Шагурин И. И. Микропроцессор i486. Архитектура, программирование, интерфейс. М.: Диалог-Архитектура, программирование, интерфейс. М.: Диалог-МИФИ, 1993. 240 с.МИФИ, 1993. 240 с.


Григорьев В. Л. Микропроцессор 80486.Григорьев В. Л. Микропроцессор 80486.Куприянов М. С., Петров Г. А., Пузанков Д. В. Процессор Куприянов М. С., Петров Г. А., Пузанков Д. В. Процессор Pentium: Архитектура и программирование. СПб, 1995.277 Pentium: Архитектура и программирование. СПб, 1995.277 с.с.Фролов А. В., Фролов Г. В. Аппаратное обеспечение IBM Фролов А. В., Фролов Г. В. Аппаратное обеспечение IBM PC. М.: Диалог-МИФИ, 1992.PC. М.: Диалог-МИФИ, 1992.Степаненко О. Техническое обслуживание и ремонт IBM Степаненко О. Техническое обслуживание и ремонт IBM PC. Киев, Диалектика, 1994.PC. Киев, Диалектика, 1994.Микропроцессорные системы: учебное пособие для Микропроцессорные системы: учебное пособие для вузов/под общей ред.Д.В.Пузанкова. – СПб.:Политехника, вузов/под общей ред.Д.В.Пузанкова. – СПб.:Политехника, 2002. – 935 с.2002. – 935 с.

История развития информатикиИстория развития информатики1642 г. - Блез Паскаль демонстрирует в Люксембургском 1642 г. - Блез Паскаль демонстрирует в Люксембургском

дворце дворце машинумашину, которая , которая могла складывать и вычитатьмогла складывать и вычитать..1673 г. - немецкий математик и философ Г.Лейбниц 1673 г. - немецкий математик и философ Г.Лейбниц

представил в Парижской академии представил в Парижской академии вычислитель, вычислитель, выполняющий все 4 арифметических действия.выполняющий все 4 арифметических действия.

1812 - 1823 г.г. - Проф. Кембриджского университета 1812 - 1823 г.г. - Проф. Кембриджского университета Чарльз БеббиджЧарльз Беббидж построил разностную машину, а построил разностную машину, а вв 1835 году 1835 году онон представил проект аналитической машины представил проект аналитической машины (прообраз (прообраз ПК): склад, мельница, управляющий. ПК): склад, мельница, управляющий.

Данная машина все же увидела свет — появилась она Данная машина все же увидела свет — появилась она спустя 140 лет и была выполнена в точности по чертежам спустя 140 лет и была выполнена в точности по чертежам Бэббиджа сотрудниками музея Науки в Лондоне. Эта огромная Бэббиджа сотрудниками музея Науки в Лондоне. Эта огромная машина (3,4 х 2,1 х 0,5 м) состояла из более чем четырех тысяч машина (3,4 х 2,1 х 0,5 м) состояла из более чем четырех тысяч частей, изготовленных из бронзы и стали. Машина производила частей, изготовленных из бронзы и стали. Машина производила вычисления до 31-й значащей цифры, однако, чтобы получить вычисления до 31-й значащей цифры, однако, чтобы получить один результат, приходилось производить тысячи оборотов один результат, приходилось производить тысячи оборотов рукоятки, приводящей трехтонный механизм в движение.рукоятки, приводящей трехтонный механизм в движение.

Первая программа была написана для машины Чарльза Первая программа была написана для машины Чарльза Бэббиджа в 1842 году Адой Лавлейс — дочерью лорда Бэббиджа в 1842 году Адой Лавлейс — дочерью лорда Байрона.Байрона.

История развития информатикиИстория развития информатики

1880 г. – Г.Холлерит сконструировал 1880 г. – Г.Холлерит сконструировал электромеханический перфокарточный табулятор, электромеханический перфокарточный табулятор, который использовался при переписи населения в США и который использовался при переписи населения в США и в России. в России.

А в 1896 году Герман Холлерит основал фирму А в 1896 году Герман Холлерит основал фирму Tabulating Machine CompanyTabulating Machine Company (будущую (будущую IBM).IBM).

1911 г. – механик А.Н. Крылов построил уникальный 1911 г. – механик А.Н. Крылов построил уникальный аналоговый решатель дифференциальных уравнений. аналоговый решатель дифференциальных уравнений.

1918 г. – М.А. Бонч-Бруевич изобрел триггер1918 г. – М.А. Бонч-Бруевич изобрел триггер..1919 г. – академик Н.Н.Павловский создал аналоговую 1919 г. – академик Н.Н.Павловский создал аналоговую

вычислительную машину.вычислительную машину.1928 г. – основана фирма Motorola для производства 1928 г. – основана фирма Motorola для производства

электронных узлов вычислителей.электронных узлов вычислителей.1936 г.1936 г. – английский математик – английский математик А.ТьюрингА.Тьюринг

опубликовал доказательство того, что опубликовал доказательство того, что любой алгоритм любой алгоритм может быть реализован с помощью дискретного может быть реализован с помощью дискретного автомата.автомата.

1939 г. – американский инженер Дж.Стибниц создал 1939 г. – американский инженер Дж.Стибниц создал релейную машину релейную машину BELLBELL..

1939 г. – У. Хьюлетт и Д.Паккард основали компанию 1939 г. – У. Хьюлетт и Д.Паккард основали компанию для производства компонентов первых вычислителей.для производства компонентов первых вычислителей.

1946 г.1946 г. – – Дж.фон Нейман и Гольдстейн Дж.фон Нейман и Гольдстейн опубликовали статью «Предварительное обсуждение опубликовали статью «Предварительное обсуждение логической конструкции ЭВМ».логической конструкции ЭВМ».

1947 г1947 г. - Шокли и др. . - Шокли и др. изобрели транзисторизобрели транзистор..

В 1956 г. Шокли, Бардин и Браттейн были В 1956 г. Шокли, Бардин и Браттейн были удостоены Нобелевской премии по физикеудостоены Нобелевской премии по физике «за «за исследования полупроводников и открытие исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». На церемонии презентации транзисторного эффекта». На церемонии презентации Э.Г. Рудберг, член Шведской королевской академии наук, Э.Г. Рудберг, член Шведской королевской академии наук, назвал их достижение назвал их достижение «образцом предвидения, «образцом предвидения, остроумия и настойчивости в достижении цели».остроумия и настойчивости в достижении цели».

1948 г.1948 г. – в Массачусетском университете был – в Массачусетском университете был построен построен первый компьютер с памятью первый компьютер с памятью EDVACEDVAC..

1949 г.1949 г. - Морис Уилкс построил - Морис Уилкс построил компьютер компьютер EDSACEDSAC в в соответствии с принципами фон Нейманасоответствии с принципами фон Неймана..

1957 г. – Б. Нойс и Г. Мур открыли первую в мире 1957 г. – Б. Нойс и Г. Мур открыли первую в мире компанию по производству полупроводниковых приборов, компанию по производству полупроводниковых приборов, спустя 10 лет ими была создана фирма «спустя 10 лет ими была создана фирма «Intel CorporationIntel Corporation».».

1971 г.1971 г. – сотрудник фирмы – сотрудник фирмы IntelIntel Д. Хофф создает Д. Хофф создает первый микропроцессорпервый микропроцессор i4004i4004. .

1975 г. – рождение корпорации «1975 г. – рождение корпорации «Microsoft CorporationMicrosoft Corporation».».1977 г. – Стефен Возняк и Стивен Джобс собирают 1977 г. – Стефен Возняк и Стивен Джобс собирают

первый настольный компьютерпервый настольный компьютер ««AppleApple».».1981 г.1981 г. – IBM – IBM представляет свой представляет свой первый первый

персональный компьютер персональный компьютер IBM PCIBM PC..1983 г. – рождается 1983 г. – рождается InternetInternet..

14571457 Изобретение книгопечатного станкаИзобретение книгопечатного станка Иоганн Гутенберг Иоганн Гутенберг16421642 Первая цифровая вычислительная машинаПервая цифровая вычислительная машина Блез ПаскальБлез Паскаль18011801 Первая перфокарта для управления станкомПервая перфокарта для управления станком Джозеф ДжаккартДжозеф Джаккарт18301830 Первый программируемый компьютерПервый программируемый компьютер Чарльз Бэббидж Чарльз Бэббидж18421842 Первая программа для счетной машиныПервая программа для счетной машины Ада ЛавлейсАда Лавлейс18761876 Изобретение телефонаИзобретение телефона Александр Белл Александр Белл19271927 Первый аналоговый компьютерПервый аналоговый компьютер MIT MIT19391939 Первый ламповый компьютерПервый ламповый компьютер Джон Атанасофф Джон Атанасофф19401940 Передача данных между двумя Джордж Стибиц Передача данных между двумя Джордж Стибиц компьютерамикомпьютерами (Bell Labs/AT&T) (Bell Labs/AT&T)19451945 Магнитная цифровая записьМагнитная цифровая запись IBM IBM19471947 Изобретение транзистораИзобретение транзистора Уильям Бедфорд Уильям Бедфорд

Шокли (Bell Labs/AT&T) Шокли (Bell Labs/AT&T) 19581958 Первая интегральная схемаПервая интегральная схема Джек Килби (Texas Instruments)Джек Килби (Texas Instruments)19641964 Первая локальная сетьПервая локальная сеть Ливерморская лаборатория, Ливерморская лаборатория,

СШАСША19691969 Изобретение микропроцессораИзобретение микропроцессора Тед Хофф (Intel) Тед Хофф (Intel)19741974 Первый микрокомпьютерПервый микрокомпьютер Лес Солмен Лес Солмен19811981 Первый персональный компьютерПервый персональный компьютер IBM IBM

Таблица 1. Наиболее значимые открытия тысячелетия, Таблица 1. Наиболее значимые открытия тысячелетия, определившие развитие информатикиопределившие развитие информатики

История развития История развития информатики в СССРинформатики в СССР

В конце 1948 г. 12 научных сотрудников и 15 техников В конце 1948 г. 12 научных сотрудников и 15 техников под руководством Лебедева начали работу над малой под руководством Лебедева начали работу над малой электронно-счетной машиной (МЭСМ). Машина была электронно-счетной машиной (МЭСМ). Машина была собрана за два года. В 1956 г. доклад Лебедева на собрана за два года. В 1956 г. доклад Лебедева на конференции в г.Дармштадте произвел настоящий фурор. конференции в г.Дармштадте произвел настоящий фурор. БЭСМ (8 тыс.оп./с) была признана лучшей ЭВМ в Европе.БЭСМ (8 тыс.оп./с) была признана лучшей ЭВМ в Европе.

С 1958 г. начался промышленный выпуск ЭВМ в С 1958 г. начался промышленный выпуск ЭВМ в СССРСССР..

1959 г. – ЭВМ М -20 (20 тыс. оп./с) 1959 г. – ЭВМ М -20 (20 тыс. оп./с) 1967 г. – БЭСМ -6 (1 млн.оп./с). Было выпущено 350 1967 г. – БЭСМ -6 (1 млн.оп./с). Было выпущено 350

машин со сроком эксплуатации – 25 лет. Последние БЭСМ машин со сроком эксплуатации – 25 лет. Последние БЭСМ были демонтированы в середине 90-х г.были демонтированы в середине 90-х г.

30 декабря 1967 вышло постановление Совмина СССР 30 декабря 1967 вышло постановление Совмина СССР о разработке ЕС ЭВМ.о разработке ЕС ЭВМ.

1979 г. – «Эльбрус - 1» 10 ЦП на БИС с общей памятью 1979 г. – «Эльбрус - 1» 10 ЦП на БИС с общей памятью (1.5 – 10 млн.оп./с)(1.5 – 10 млн.оп./с)

1985 г. – «Эльбрус -2» более 100 млн.оп./с1985 г. – «Эльбрус -2» более 100 млн.оп./с1991 г. – «Эльбрус -3» для 16 ЦП - 1 млрд.оп./с1991 г. – «Эльбрус -3» для 16 ЦП - 1 млрд.оп./с

Основные из традиционных Основные из традиционных принципов построения ЭВМ, принципов построения ЭВМ,

сформулированные фон Нейманом:сформулированные фон Нейманом: наличие единого вычислительного устройства, наличие единого вычислительного устройства, включающего процессор, средства передачи информации включающего процессор, средства передачи информации и память;и память; линейная структура адресации памяти, состоящей из линейная структура адресации памяти, состоящей из слов фиксированной длины;слов фиксированной длины; двоичная система исчислениядвоичная система исчисления;; централизованное последовательное управлениецентрализованное последовательное управление;; хранимая программахранимая программа;; низкий уровень машинного языка;низкий уровень машинного языка; наличие команд условной и безусловной передачи наличие команд условной и безусловной передачи управления;управления; АЛУ с представлением чисел в форме с плавающей АЛУ с представлением чисел в форме с плавающей точкой.точкой.

Другие принципы построения ЭВМДругие принципы построения ЭВМ

Дж.Деннис в 1967г. сформулировал принципы Дж.Деннис в 1967г. сформулировал принципы построения построения потоковых ЭВМпотоковых ЭВМ – – должны выполняться должны выполняться все команды, для которых есть данные, независимо все команды, для которых есть данные, независимо от их места в программе; от их места в программе; управление управление вычислительным процессом переходит от вычислительным процессом переходит от программы к данным.программы к данным.

В 1971-74 г.г. исследованы принципы создания В 1971-74 г.г. исследованы принципы создания машин, управляемых заданиями, в которых машин, управляемых заданиями, в которых выполнение операций определяется потребностью в выполнение операций определяется потребностью в результате и единообразно хранятся любые результате и единообразно хранятся любые объекты:объекты: данные, программы, файлы, массивы данные, программы, файлы, массивы – – редукционные ЭВМредукционные ЭВМ..

Архитектура ЭВМАрхитектура ЭВМ

ПодПод архитектурой ЭВМархитектурой ЭВМ понимается совокупность понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.соответствующих классов задач.

Архитектура ЭВМ

Вычислительные и логические

возможности

Аппаратныесредства

Программное обеспечение

Компоненты архитектуры

Система команд

Форматы данных

Быстродействие

Структура ЭВМ

Организация памяти

Организация ввода/вывода

Принципы управления

Операционная система

Языкипрограммирования

Прикладное ПО

Основные характеристики Основные характеристики вычислительной техники вычислительной техники

Быстродействие ЭВМБыстродействие ЭВМЕмкость, или объем памятиЕмкость, или объем памятиТочность вычисленийТочность вычисленийСистема командСистема командСтоимость ЭВМСтоимость ЭВМ

К концу XX века компьютерный рынок, включая К концу XX века компьютерный рынок, включая программное обеспечение и услуги, во всем мире программное обеспечение и услуги, во всем мире составил примерно 850 млрд. долларов.составил примерно 850 млрд. долларов.

Надежность ЭВМНадежность ЭВМ

Классификация ЭВМКлассификация ЭВМ

Компьютеры могут быть классифицированы по Компьютеры могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности: ряду признаков, в частности:

по принципу действия, по принципу действия, назначению, назначению, способам организации вычислительного способам организации вычислительного

процесса, размерам и вычислительной процесса, размерам и вычислительной мощности, мощности,

функциональным возможностям, функциональным возможностям, способности к параллельному способности к параллельному

выполнению программвыполнению программ и др. и др.

По назначениюПо назначению ЭВМ ЭВМ можно разделить на три можно разделить на три группы:группы:

универсальныеуниверсальные (общего назначения); (общего назначения); проблемно-ориентированные;проблемно-ориентированные; специализированные.специализированные.

По По принципу действияпринципу действия::

аналоговые вычислительные машины аналоговые вычислительные машины (АВМ);(АВМ);

цифровые вычислительные машины цифровые вычислительные машины (ЦВМ)(ЦВМ); ;

гибридные вычислительные машины гибридные вычислительные машины (ГВМ)(ГВМ)..

ПоПо размерам, вычислительной мощности и размерам, вычислительной мощности и функциональным возможностямфункциональным возможностям

1.1.Большие ЭВМБольшие ЭВМ – – mainframemainframe ( (IBM 360/370IBM 360/370, ЕС , ЕС ЭВМ,ЭВМ, IBM ES/9000 ( Enterprise System), включает IBM ES/9000 ( Enterprise System), включает более 18 моделей, реализованных на основе более 18 моделей, реализованных на основе архитектуры IBM390 )архитектуры IBM390 )..

Основные направления использования — это решение Основные направления использования — это решение научно-технических задач, работа с большими БД, научно-технических задач, работа с большими БД, управление вычислительными сетями и их ресурсами в управление вычислительными сетями и их ресурсами в качестве серверов.качестве серверов.

2.2.Супер ЭВМСупер ЭВМ (Cray J90, Convex C38XX, IBM (Cray J90, Convex C38XX, IBM SP2, SGI POWER CHALLENGE,SP2, SGI POWER CHALLENGE, системы системы MPPMPP, , Электроника СС-100, Эльбрус -3).Электроника СС-100, Эльбрус -3).

Это мощные многопроцессорные ЭВМ с Это мощные многопроцессорные ЭВМ с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду.операций в секунду.

3.3.Мини ЭВММини ЭВМ ( (PDP-11PDP-11 (programm driven (programm driven processor -программно-управляемый processor -программно-управляемый процессор)процессор), VAX, , VAX, СМ ЭВМ).СМ ЭВМ).

Мини-ЭВМ ориентированы на использование в Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных качестве управляющих вычислительных комплексов, в системах несложного комплексов, в системах несложного моделирования, в АСУП, для управления моделирования, в АСУП, для управления технологическими процессами.технологическими процессами.

4.4.Микро ЭВММикро ЭВМ АРМ;АРМ; Встроенные;Встроенные; ПЭВМ (ПК).ПЭВМ (ПК).

ПК должен иметь характеристики, удовлетворяющие ПК должен иметь характеристики, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности:требованиям общедоступности и универсальности:

малую стоимость; малую стоимость; автономность эксплуатации ;автономность эксплуатации ; гибкость архитектуры, дающую возможность гибкость архитектуры, дающую возможность

адаптироваться в сфере образования, науки, адаптироваться в сфере образования, науки, управления, в быту; управления, в быту;

дружественность операционной системы; дружественность операционной системы; высокую надежность (более 5000 часов наработки высокую надежность (более 5000 часов наработки

на отказ).на отказ).По конструктивным особенностям выделяют ПК:По конструктивным особенностям выделяют ПК: стационарные (настольные); стационарные (настольные); переносимые: переносимые:

портативные; портативные; блокноты; блокноты; карманные;карманные; электронные секретари;электронные секретари; электронные записные книжки. электронные записные книжки.

Основные модели ПЭВМОсновные модели ПЭВМ

1.1.ЭВМ ф.ЭВМ ф.IBM IBM и их аналоги. Характерен и их аналоги. Характерен принцип принцип открытости архитектурыоткрытости архитектуры . . PC PC и и PS/2PS/2 – семейства. – семейства.

1.1.Apple (Apple (собираются на базе микропроцессоров собираются на базе микропроцессоров фирмы фирмы Motorola)Motorola)

Apple MacintoshApple Macintosh (операционная система Mac (операционная система Mac OS X)OS X)

Замкнутость архитектурыЗамкнутость архитектуры..

3.3.ЭВМ независимых фирм производителей.ЭВМ независимых фирм производителей.

Классификация ЭВМ по ФлиннуКлассификация ЭВМ по Флинну (1972 г.)(1972 г.)

ВВ основу положено описание работы основу положено описание работы компьютера с потоками команд и данныхкомпьютера с потоками команд и данных. .

В классификации Флинна имеется четыре класса В классификации Флинна имеется четыре класса архитектур:архитектур:

1.1. SISDSISD (Single Instruction Stream — Single Data (Single Instruction Stream — Single Data Stream) — Stream) — один поток команд и один поток один поток команд и один поток данных.данных.

2.2. SIMDSIMD (Single Instruction Stream — Multiple Data (Single Instruction Stream — Multiple Data Stream) — Stream) — один поток команд и несколько один поток команд и несколько потоков данных.потоков данных.

3. 3. MISD MISD (Multiple Instruction Stream — Single Data (Multiple Instruction Stream — Single Data Stream) — Stream) — несколько потоков команд и один несколько потоков команд и один поток данных.поток данных.

4.4. MIMD MIMD (Multiple Instruction Stream — Multiple Data (Multiple Instruction Stream — Multiple Data Stream) — Stream) — несколько потоков команд и несколько потоков команд и несколько потоков данных.несколько потоков данных.

Классификация ЭВМ по поколениямКлассификация ЭВМ по поколениям11 22 33 44 55 66

ХарактеристХарактеристикиики

1950-1955 гг.1950-1955 гг. 1955-1964гг. 1955-1964гг. 1964-1977гг.1964-1977гг. 1977-1991 1977-1991 гг.гг.

1991 – 1995 1991 – 1995 гг.гг.

С 1995 г.С 1995 г.

Элементная Элементная база ЦПбаза ЦП

Электронные Электронные лампылампы

ТранзисторыТранзисторы полупроводниполупроводниковые ковые интегральные интегральные схемы (сотни схемы (сотни – тысячи – тысячи транзисторов транзисторов в одном в одном корпусе)корпусе)

БИС и БИС и СБИС- СБИС- микропроцемикропроцессоры ссоры (десятки (десятки тысяч- тысяч- миллионы миллионы транзисторотранзисторов в одном в в одном кристалле)кристалле)

СБИС, СБИС, микропроцессмикропроцессоры с оры с параллельно-параллельно-векторной векторной структурой + структурой + опто- и крио- опто- и крио- электроникаэлектроника

сеть сеть большого большого числа числа (десятки (десятки тысяч) МП, тысяч) МП, моделирующмоделирующих их архитектуру архитектуру нейронных нейронных биологическибиологических системх систем

Элементная Элементная база ОЗУбаза ОЗУ

Электронно -Электронно -лучевые лучевые трубкитрубки

Ферритовые Ферритовые сердечникисердечники

Ферритовые Ферритовые сердечникисердечники

БИС БИС СБИС СБИС

СБИССБИС

MaxMax емкость емкость ОП в байтахОП в байтах

101022 101033 101044 10105 5

101077

101088

Max Max быстродейстбыстродействие ЦП в ОСвие ЦП в ОС

101044 101066 101077 10108 8

101099 + + многопроц. многопроц.

10101212 + +

многопроцмногопроц

11 22 33 44 55 66

Языки програм-Языки програм-мированиямирования

Машинный Машинный кодкод

+ассемблер+ассемблер +процедур+процедурные языки ные языки высокого высокого уровня уровня (ЯВУ)(ЯВУ)

+ новые + + новые + непроцедурные непроцедурные ЯВУ ЯВУ

+ новые непро+ новые непро

цедурные ЯВУцедурные ЯВУ

6. Средства 6. Средства связи связи пользователя с пользователя с ЭВМ ЭВМ

Пульт Пульт управления, управления, перфокартыперфокарты

ПерфокартПерфокарты, ы, перфолентперфолентыы

АлфавитноАлфавитно-цифровой -цифровой терминалтерминал

Цветной Цветной графич. графич. дисплей, кладисплей, кла

виатура, мышь виатура, мышь и т.д. и т.д.

+ голосовая + голосовая связьсвязь

7. Зарубежные 7. Зарубежные ЭВМЭВМ

ENIAC, ENIAC, ENIGMA, ENIGMA, EDVAC, EDVAC, EDSAC, EDSAC, UNIVACUNIVAC (США), Mark I (США), Mark I (Великобрит.) (Великобрит.)

NEC - 1101 NEC - 1101 (Япония), (Япония), IBM - 709 IBM - 709 (США), (США), PDP-8PDP-8

IBM PC IBM PC AT/XT AT/XT (США), (США), Macintosh Macintosh (Apple, (Apple, США), IBM США), IBM – 360– 360, MSX , MSX Yamaha Yamaha (Япония)(Япония)

ПЭВМ: ПЭВМ:

«Альтаир» «Альтаир» IBM PC AT IBM PC AT (XT)(XT)

APPLE APPLE MacintoshMacintosh,,

MSX Yamaha MSX Yamaha (Япония)(Япония)

8. 8. Советские Советские ЭВМЭВМ

МЭСМ (Киев), МЭСМ (Киев), Урал-1Урал-1

БЭСМ-2, М-БЭСМ-2, М-20, Наири, 20, Наири, Раздал, Раздал, МинскМинск

БЭСМ-6, БЭСМ-6,

ЕС-1010, ЕС-1010, ЕС-1060, ЕС-1060,

ДВК “Искра” ДВК “Искра” (СССР)(СССР) , ,

СуперЭВМ СуперЭВМ «Эльбрус»«Эльбрус»

Сегрегация ПЭВМ Сегрегация ПЭВМ по целевому признакупо целевому признаку

1.1.Consumer PCConsumer PC (потребительский, (потребительский, массовый) для малых и домашних офисов.массовый) для малых и домашних офисов.

2.2.Office PCOffice PC (модернизируемый (модернизируемый BIOSBIOS и и сетевая карта)сетевая карта)..

3.3.Mobile PCMobile PC (портативный).(портативный).4.4.Workstation PCWorkstation PC ( (рабочие станциирабочие станции))..5.5.Entertainment PCEntertainment PC ( (игровой игровой

мультимедийный развлекательный центрмультимедийный развлекательный центр))..

Вычислительные системыВычислительные системы

Термин вычислительная система появился в начале - Термин вычислительная система появился в начале - середине 60-х гг. при появлении ЭВМ III поколения. середине 60-х гг. при появлении ЭВМ III поколения.

Под вычислительной системой (ВС) будем Под вычислительной системой (ВС) будем понимать совокупность взаимосвязанных и понимать совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для обеспечения, предназначенную для подготовки и решения задач пользователей.подготовки и решения задач пользователей.

Классификация Классификация вычислительных системвычислительных систем

Классификационный Классификационный признакпризнак

Делятся на:Делятся на:

по назначению по назначению универсальные и универсальные и специализированныеспециализированные

по типу ВСпо типу ВС многомашинные и многомашинные и многопроцессорныемногопроцессорные

по типу ЭВМ или по типу ЭВМ или процессоровпроцессоров

однородные и неоднородныеоднородные и неоднородные

по степени по степени территориальной территориальной разобщенностиразобщенности

совмещенного совмещенного (сосредоточенного) и (сосредоточенного) и

распределенного (разобщенного) распределенного (разобщенного) типовтипов

по методам управления по методам управления элементами ВСэлементами ВС

централизованные, централизованные, децентрализованные и со децентрализованные и со смешанным управлением смешанным управлением

Классификация Классификация вычислительных системвычислительных систем

Классификационный Классификационный признакпризнак

Делятся на:Делятся на:

по принципу закрепления по принципу закрепления вычислительных функций вычислительных функций

за отдельными ЭВМ за отдельными ЭВМ

системы с жестким и системы с жестким и плавающим закреплением плавающим закреплением

функцийфункций

по режиму работы по режиму работы работающие в оперативном и работающие в оперативном и неоперативном временных неоперативном временных

режимах режимах

Области применения ЭВМОбласти применения ЭВМ

Сегодня уже невозможно назвать все сферы Сегодня уже невозможно назвать все сферы применения компьютера и даже точно определить применения компьютера и даже точно определить область его назначения. По всей видимости, наиболее область его назначения. По всей видимости, наиболее остроумным определением является такое: остроумным определением является такое:

“ “Компьютер есть средство решения тех Компьютер есть средство решения тех задач, которые человек в состоянии ему задач, которые человек в состоянии ему поручить на данном уровне развития поручить на данном уровне развития техники”.техники”.

Для самостоятельного изученияДля самостоятельного изучения

1 поколение ЭВМ1 поколение ЭВМ

В 1946 г. была В 1946 г. была опубликована идея использования опубликована идея использования двоичной арифметикидвоичной арифметики (Джон фон Нейман, А.Бернс) и (Джон фон Нейман, А.Бернс) и принципа хранимой программыпринципа хранимой программы, активно , активно использующиеся в ЭВМ 1 поколения.использующиеся в ЭВМ 1 поколения.

ЭВМ отличались большими габаритами, большим ЭВМ отличались большими габаритами, большим потреблением энергии, малым быстродействием, потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью, программированием в кодахнизкой надежностью, программированием в кодах..

Дополнительные черты:Дополнительные черты: устройства ввода-вывода: бумажная перфолента, устройства ввода-вывода: бумажная перфолента,

перфокарты, магнитная лента, и печатающие устройства; перфокарты, магнитная лента, и печатающие устройства; внешняя память: магнитный барабан, перфоленты, внешняя память: магнитный барабан, перфоленты,

перфокарты; перфокарты; пультовая работа программиста; пультовая работа программиста; программирование в машинных кодах. программирование в машинных кодах.

ENIAC(Electronic Numerical Integrator and calculator)ENIAC(Electronic Numerical Integrator and calculator)Эта первая универсальная машина разработана в 1940 Эта первая универсальная машина разработана в 1940

г. в Пенсильванском университете, закончена к 1946 г. г. в Пенсильванском университете, закончена к 1946 г. Назначение: для военных баллистических расчетов, Назначение: для военных баллистических расчетов, однако после завершения активно использовалась в однако после завершения активно использовалась в научных целях.научных целях.

Руководители проекта: Джон Моучли, инженер Руководители проекта: Джон Моучли, инженер Дж.ЭккертДж.Эккерт

Занимала комнату 10*15 кв.м, 18000 эл. ламп, 1500 Занимала комнату 10*15 кв.м, 18000 эл. ламп, 1500 реле, мощность 150 Квт. За секунду выполняла 5000 реле, мощность 150 Квт. За секунду выполняла 5000 сложений или 300 умножений. сложений или 300 умножений.

МЭСМ (Малая Электронно - Счетная Машина )МЭСМ (Малая Электронно - Счетная Машина )МЭСМ- 1947-51гг., Киев, руководитель проекта - МЭСМ- 1947-51гг., Киев, руководитель проекта -

академик Сергей Алексеевич Лебедев. Работала с 20-ти академик Сергей Алексеевич Лебедев. Работала с 20-ти разрядными числами, со скоростью 50 операций в секунду. разрядными числами, со скоростью 50 операций в секунду. Объем памяти - 100 ячеек. Превосходила по своим Объем памяти - 100 ячеек. Превосходила по своим характеристикам многие зарубежные образцы.характеристикам многие зарубежные образцы.

Задачи решались в основном Задачи решались в основном вычислительного характера, содержащие вычислительного характера, содержащие сложные расчеты, необходимые для прогноза сложные расчеты, необходимые для прогноза погоды, решения задач атомной энергетики, погоды, решения задач атомной энергетики, управления летательной техникой и других управления летательной техникой и других стратегических задач.стратегических задач.


1 июля 1948 г. Bell Telefon Laboratory объявила о 1 июля 1948 г. Bell Telefon Laboratory объявила о создании первого транзистора (первая демонстрация была создании первого транзистора (первая демонстрация была еще раньше — в 1947 г). Его разработали американские еще раньше — в 1947 г). Его разработали американские физики У. Браттейн, Бардин, У. Шокли.физики У. Браттейн, Бардин, У. Шокли.

По сравнению с ЭВМ предыдущего поколения По сравнению с ЭВМ предыдущего поколения улучшились все технические характеристикиулучшились все технические характеристики. Для . Для программирования программирования используются алгоритмические используются алгоритмические языкиязыки, предприняты первые попытки автоматического , предприняты первые попытки автоматического программирования.программирования.

Дополнительные черты:Дополнительные черты:Внешняя память: магнитный барабан, перфоленты, Внешняя память: магнитный барабан, перфоленты,

перфокарты перфокарты Пультовая или пакетная работа программиста Пультовая или пакетная работа программиста Появление мониторов и первых операционных систем Появление мониторов и первых операционных систем Программирование в машинных кодах и на первых Программирование в машинных кодах и на первых

языках программирования (FORTRAN, ALGOL).языках программирования (FORTRAN, ALGOL).

3-е поколение ЭВМ3-е поколение ЭВМ

Особенностью ЭВМ 3 поколенияОсобенностью ЭВМ 3 поколения считается считается применениеприменение в их конструкции в их конструкции интегральных схеминтегральных схем, а в , а в управлении работой компьютера — управлении работой компьютера — операционных операционных системсистем. Появились возможности . Появились возможности мультипрограммирования, управления памятью, мультипрограммирования, управления памятью, устройствами ввода-вывода. Восстановление после устройствами ввода-вывода. Восстановление после сбоев взяла на себя операционная система.сбоев взяла на себя операционная система.

Дополнительные черты:Дополнительные черты:мощные операционные системы; мощные операционные системы; развитые системы программного обеспечения для развитые системы программного обеспечения для

числовых и текстовых приложений; числовых и текстовых приложений; возможность ограниченного диалога с возможность ограниченного диалога с

программистом;программистом;возможность удаленного, коллективного доступа. возможность удаленного, коллективного доступа.

IBM SYSTEM 360(IBM CORP) — знаменитое семейство IBM SYSTEM 360(IBM CORP) — знаменитое семейство машин, программно совместимых снизу вверх. Машины машин, программно совместимых снизу вверх. Машины примерно одинаковой архитектуры, но самых разных примерно одинаковой архитектуры, но самых разных рабочих и стоимостных характеристик. До конца 70-х годов рабочих и стоимостных характеристик. До конца 70-х годов этот этап связывается с распространением ЭВМ серии этот этап связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа — отставание IBM/360. Проблема этого этапа — отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.средств.

ЭВМ ЕС (Единой серии), выпускаемые бывшими ЭВМ ЕС (Единой серии), выпускаемые бывшими странами СЭВ, семейство малых машин СМ ЭВМ.странами СЭВ, семейство малых машин СМ ЭВМ.

С середины 60-х до середины 70-х годов важным С середины 60-х до середины 70-х годов важным видом информационных услуг стали базы данных, видом информационных услуг стали базы данных, содержащие разные виды информации по всевозможным содержащие разные виды информации по всевозможным отраслям знаний.отраслям знаний.

Впервые Впервые возникает информационная технология возникает информационная технология поддержки принятия решенийподдержки принятия решений. Это совсем новый способ . Это совсем новый способ взаимодействия человека и компьютера.взаимодействия человека и компьютера.

4-е поколение ЭВМ4-е поколение ЭВМ

Основные чертыОсновные черты этого поколения ЭВМ — этого поколения ЭВМ — наличие наличие запоминающих устройств, запуск ЭВМ с помощью запоминающих устройств, запуск ЭВМ с помощью системы самозагрузки из ПЗУ, разнообразие системы самозагрузки из ПЗУ, разнообразие архитектур, мощные ОС, объединение ЭВМ в сетиархитектур, мощные ОС, объединение ЭВМ в сети..

Начиная с середины 70-х годов с созданием Начиная с середины 70-х годов с созданием национальных и глобальных сетей передачи данных национальных и глобальных сетей передачи данных ведущим видом информационных услуг стал диалоговый ведущим видом информационных услуг стал диалоговый поиск информации в удаленных от пользователя базах поиск информации в удаленных от пользователя базах данных.данных.


ЭВМ со многими десятками параллельно ЭВМ со многими десятками параллельно работающих процессоровработающих процессоров, позволяющих строить , позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на ЭВМ на сверхсложных микропроцессорахсверхсложных микропроцессорах с параллельной с параллельной векторной структуройвекторной структурой, одновременно выполняющих , одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы.десятки последовательных команд программы.


Оптоэлектронные ЭВМ с массовым Оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структуройпараллелизмом и нейронной структурой — с сетью из — с сетью из большого числа (десятки тысяч) несложных большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих структуру нейронных микропроцессоров, моделирующих структуру нейронных биологических систем.биологических систем.

Вычислительные системыВычислительные системы

Термин вычислительная система появился в начале - Термин вычислительная система появился в начале - середине 60-х гг. при появлении ЭВМ III поколения. Он не середине 60-х гг. при появлении ЭВМ III поколения. Он не имеет единого толкования в литературе, его иногда даже имеет единого толкования в литературе, его иногда даже используют применительно к однопроцессорным ЭВМ. используют применительно к однопроцессорным ЭВМ. Однако общим здесь является подчеркивание Однако общим здесь является подчеркивание возможности построения параллельных ветвей в возможности построения параллельных ветвей в вычислениях, что не предусматривалось классической вычислениях, что не предусматривалось классической структурой ЭВМ. структурой ЭВМ.

Под вычислительной системой (ВС) будем Под вычислительной системой (ВС) будем понимать совокупность взаимосвязанных и понимать совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для подготовки и обеспечения, предназначенную для подготовки и решения задач пользователей.решения задач пользователей.

Вычислительные системыВычислительные системыОтличительной особенностью ВС по отношению к Отличительной особенностью ВС по отношению к

ЭВМ является наличие в них нескольких ЭВМ является наличие в них нескольких вычислителей, реализующих параллельную вычислителей, реализующих параллельную обработкуобработку. Создание ВС преследует следующие . Создание ВС преследует следующие основные цели: основные цели:

повышение производительности системы за счет повышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных, ускорения процессов обработки данных,

повышение надежности и достоверности вычислений,повышение надежности и достоверности вычислений,предоставление пользователям дополнительных предоставление пользователям дополнительных

сервисных услуг и т.д. сервисных услуг и т.д. Параллелизм в вычислениях в значительной степени Параллелизм в вычислениях в значительной степени

усложняет управление вычислительным процессом, усложняет управление вычислительным процессом, использование технических и программных ресурсов. Эти использование технических и программных ресурсов. Эти функции выполняет операционная система ВС. функции выполняет операционная система ВС.

Вычислительные системыВычислительные системыОсновные принципы построения, закладываемые при Основные принципы построения, закладываемые при

создании ВС: создании ВС: возможность работы в разных режимах; возможность работы в разных режимах; модульность структуры технических и программных модульность структуры технических и программных

средств, что позволяет совершенствовать и средств, что позволяет совершенствовать и модернизировать вычислительные системы без коренных модернизировать вычислительные системы без коренных их переделок; их переделок;

унификация и стандартизация технических и унификация и стандартизация технических и программных решений; программных решений;

иерархия в организации управления процессами; иерархия в организации управления процессами; способность систем к адаптации, самонастройке и способность систем к адаптации, самонастройке и

самоорганизации; самоорганизации; обеспечение необходимым сервисом пользователей обеспечение необходимым сервисом пользователей

при выполнении вычислений. при выполнении вычислений.

Вычислительные системыВычислительные системыНаибольший интерес у исследователей всех рангов Наибольший интерес у исследователей всех рангов

(проектировщиков, аналитиков и пользователей) вызывают (проектировщиков, аналитиков и пользователей) вызывают структурные признаки ВС. структурные признаки ВС. Структура ВС - это Структура ВС - это совокупность комплексируемых элементов и их совокупность комплексируемых элементов и их связейсвязей. В качестве элементов ВС выступают отдельные . В качестве элементов ВС выступают отдельные ЭВМ и процессоры. ЭВМ и процессоры.

От того, насколько структура ВС соответствует От того, насколько структура ВС соответствует структуре решаемых на этой системе задач, зависит структуре решаемых на этой системе задач, зависит эффективность применения ЭВМ в целом. эффективность применения ЭВМ в целом. Структурные Структурные признакипризнаки, в свою очередь, отличаются многообразием: , в свою очередь, отличаются многообразием: топология управляющих и информационных связей топология управляющих и информационных связей между элементами системы, способность системы к между элементами системы, способность системы к перестройке и перераспределению функций, иерархия перестройке и перераспределению функций, иерархия уровней взаимодействия элементовуровней взаимодействия элементов. В наибольшей . В наибольшей степени степени структурные характеристики определяются структурные характеристики определяются архитектурой системыархитектурой системы..

Вопросы для самоконтроляВопросы для самоконтроля

1.1.Наиболее значимые открытия, определившие Наиболее значимые открытия, определившие развитие информатики.развитие информатики.

2.2.Сформулируйте традиционные принципы Сформулируйте традиционные принципы построения ЭВМ. Какие еще принципы построения ЭВМ построения ЭВМ. Какие еще принципы построения ЭВМ Вы знаете?Вы знаете?

3.3.Основные характеристики вычислительной Основные характеристики вычислительной техники. техники.

4.4.Классификация ЭВМ. По какому признаку Классификация ЭВМ. По какому признаку выделяют поколения ЭВМ? К какому поколению выделяют поколения ЭВМ? К какому поколению относятся первые миниЭВМ? Какие существуют типы относятся первые миниЭВМ? Какие существуют типы ЭВМ с точки зрения взаимодействия команд и данных?ЭВМ с точки зрения взаимодействия команд и данных?

5.5.Классификация вычислительных систем.Классификация вычислительных систем.

Technology

Лекция №1 Организация ЭВМ и систем