- •1. Физические форма представления информации в эвм
- •2. Основные понятия математической логики
- •3. Основные логические элементы и принципы их действия.
- •4. Понятие о системе элементов
- •5. Интегральные комплексы элементов (ртл, дтл, ттл и др.)
- •Понятие триггера. Асинхронный и синхронный триггер
- •Тема шины: общие сведения об информационных потоках
- •Тема шины: эволюция структур взаимосвязей.
- •Общие сведения о шинах эвм.
- •Иерархия шин эвм. Типы шин эвм.
- •Физическая реализация шин (механические и электрические аспекты).
- •Понятие мультиплексированная шина.
- •Структуры вм и вс.
- •Перспективы совершенствования вм и вс. Принципы развития сбис.
- •Перспективы исследования в области архитектуры эвм.
- •16 Общая характеристика системы памяти эвм
- •17. Организация микросхем памяти. Элементы памяти. Понятие регенерация
- •18 Стековая и кэш память
- •19 Программная модель цп 8086. Назначение регистров применение команд
- •20 Принцип адресации памяти компьютера.
- •[Править] Способы адресации
- •21. Понятие параллелизм вычислений
- •22. Становление и эволюция вт. Понятия вм, вс, структура и архитектура эвм.
- •Процессоры фирмы Intel (разрядность, тактовая частота, адресное пространство, число элементов, модели процессоров). Реализация принципа адресации памяти с помощью дескрипторных регистров.
- •24. Закон Амдала
- •25. Конвейеризация вычислений
- •26. Вычислительные системы класса simd(векторные, матричные, ассоциативные, систолические).
- •27. Вычислительные системы класса mimd(симметричные, кластерные вс, системы с массовым
- •28. Классификация компьютеров параллельного действия.
- •29.Биологический нейрон.
- •30.Перцептрон.
- •31.Нейрокомпьютеры.
21. Понятие параллелизм вычислений
Классическая структура ВМ предусматривает последовательное выполнение команд программы (Ассемблер).
Требования к производительности вычислений возрастают, но последовательное выполнение команд программы не позволяют ускорению счета.
Дальше развитие ВТ связано с переходом к параллельным вычислениям как в рамках одной ВМ, так и путем создания многопроцессорных систем.
Возможны 2 пути:
объединение многих ЦП
объединение отдельных ВМ
Отличительной особенностью ВС является наличие средств по реализации параллельной обработки, за счет построения параллельных ветвей. В классической ЭВМ Фон Неймана параллелизм не предусматривается.
Уровни параллелизма:
Уровень заданий. Несколько независимых заданий (программ) одновременно выполняются на разных ЦП, не взаимодействуя друг с другом.
Уровень программ. В части одной задачи (программы) выполняются на многих ЦП и этим достигается параллелизм.
Уровень команд. Выполнение команды можно разделять на фазы, а фазы нескольких последовательных команд могут быть перекрыты за счет конвейеризации. Достигается на ВС с одним ЦП,
Уровень битов. Биты (разряды) – слово (2б) могут обрабатываться и последовательно, и параллельно. Данный уровень реализуется в обычных и суперскалярных ЦП.
Суперскалярный ЦП – это такой процессор, который обрабатывает данные, представленные байтами и командами тоже.
22. Становление и эволюция вт. Понятия вм, вс, структура и архитектура эвм.
Все этапы развития ЭВМ принято условно делить на поколения:
Первое поколение создавалось на основе вакуумных электроламп, машина управлялась с пульта и перфокарт с использованием машинных кодов. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы.
Втрое поколение появилось в 60-е годы 20 века. Элементы ЭВМ выполнялись на основе полупроводниковых транзисторов. Эти машины обрабатывали информацию под управлением программ на языке Ассемблер. Ввод данных и программ осуществлялся с перфокарт и перфолент.
Третье поколение выполнялось на микросхемах, содержавших на одной пластинке сотни или тысячи транзисторов. Пример машины третьего поколения - ЕС ЭВМ. Управление работой этих машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент.
Четвертое поколение было создано на основе больших интегральных схем (БИС). Наиболее яркие представители четвертого поколения ЭВМ - персональные компьютеры (ПК). Персональной называется универсальная однопользовательская микроЭВМ. Связь с пользователем осуществлялась посредством цветного графического дисплея с использованием языков высокого уровня.
Пятое поколение создано на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле.
Предполагается, что в будущем широко распространится ввод информации в ЭВМ с голоса, общения с машиной на естественном языке, машинное зрение, машинное осязание, создание интеллектуальных роботов и робототехнических устройств.
ВМ – это комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации подготовки данных и решения задач.
ВС (вычислительная система) – это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих ЦП и ВМ, периферийного оборудования (принтеры, сканеры, плоттеры и т.д.), также предназначенные для подготовки данных и решения задач пользователя.
Структура ВМ охватывает вопросы физ. построения, состава устройств и связей между ними.
Архитектура – это логическое построение ВМ, какой она представляется программисту (память, команды ЦП и др.)
В 1945 году Фон Нейман разработал принцип построения ВМ.
Все устройства имеют непосредственные связи. Такая ВМ не поддается модификации. По этой схеме в США в 1946 году была построена ламповая ВМ. От недостатка избавились путем разработки шины.
Все устройства в виде дополнительных плат подключались к общей шине. Недостаток: ЦП и память занимают шину и надолго. И для работы УВВ не хватает свободной шины.
Изменения ВМ происходили в такой последовательности:
механические ВМ
электромеханические (электродвигатель)
транзисторные ВМ
микросхемы малой интеграции
БИС
СБИС