4. Основные параметры и характеристики вычислительных систем.

ВС – система обработки данных, настроенная на конкретное решение задач конкретной области применения, работает с данными.

В процессе развития ВС наблюдается эволюция терминов и понятий. В конце 60-х существовала следующая иерархия: Супер ЭВМ, ЭВМ среднего класса, Мини ЭВМ, Микро ЭВМ. Данная классификация верна до начала 80-х годов. В 80-х появились первые ПК. 1982 г. – IBM XT, но он не самый первый, но наиболее удачный.

Стало распространяться понятие «Распределенные ВС». Единство аппаратных и программных средств. Состав Вычислительных Средств (аппаратных):

1. Процессор;

2. Память;

3. Устройства Ввода\Вывода + периферия;

4. Шины и интерфейсы.

Объединение ПК в ту или иную структуру образует понятие архитектуры.

Процессор – основное назначение это исполнение программы. Из памяти программ извлекаются последовательные инструкции, которые предписывают выполнение некоторых действий: пересылка данных или операнд вычисления, управление потоком команд, вычисления, связь всего процесса команд. Количественные параметры: разрядность данных, разрядность шины адреса.

Память – хранение инструкций, данных. Существуют системы имеющие объединенную память команд и данных, или раздельную. Имеет иерархическую структуру.

Устройства ВВ + переферия – связь с внешним миром.

Параметры и характеристики ЭВМ:

1. Разрядность;

2. Производительность;

3. Быстродействие».

4. Тактовая частота

5. Емкость памяти

6. Потребляемая мощность

7. Габариты

8. Эргономичность

9. Надежность

Разрядность -разрядностью электронного (в частности, периферийного) устройства или шины называется количество разрядов (битов), одновременно обрабатываемых этим устройством или передаваемых этой шиной.

Производительность

«Быстродействие» -Оценка быстродействия – по времени выполнения команд и операций, количество элементарных операций. Измеряется в абсолютных или относительных единицах. Отсчет чаще производиться в относительном времени и осуществляется перевод в абсолютное время. Разработаны специальные тесты для целочисленной арифметики – MIPS (на этот показатель сильно влияет система команд), арифметики с плавающей запятой – MFLOPS.

5. Система памяти: классификация, параметры

Система памяти

Назначение – хранение информации, в том числе и управляющей.

Классификация памяти:

I. По типу запоминающей среды.

1. Электронные(полупроводники) компоненты – использующие транзисторы и др. Может быть статическая память (на триггерах) и запоминающие элементы (хранения заряда).

2. Магнитная среда и магнитные элементы (магнитные домены). Носители – лента, кубы, диски.

3. Оптическая среда (оптические диски). Свет – элемент воздействия на среду. Используются свойства материалов преломлять, поглощать, отражать фотоны.

4. Смешанные типы носителей (магнитооптические диски).

II. По способам доступа к информации (вопрос организации информации, способ записи, чтения и обработки).

Технология изготовления памяти.

Технология использования – аппаратные требования ВС (произвольная, последовательная выборка).

Способы доступа:

1. последовательный доступ (магнитная лента);

2. произвольный доступ – каждый элемент памяти может быть индивидуально адресован без перебора;

3. ассоциативный: доступ к элементам информационного поля происходит на основе некоторых признаков этой информации. При этом реальное размещение, адрес не используется;

4. смешанный (магнитооптические диски).

III. По функциональному назначению (с какой целью информация будет использоваться).

1. Сверхоперативная память – самая быстрая и близкая к процессору;

2. Оперативная память (используется для функционирования ПО);

3. Долговременная, внешняя (энергонезависимая, но не всегда) – магнитные, оптические диски, флэш-память.

Эта классификация не очень хорошо отражает особенности функционирования памяти, то есть здесь не отражены моменты передачи информации, ее назначения и использования.

Параметры ЗУ

1. Информационная емкость – максимально возможный объем хранимой информации

2. Разрядность памяти кол во бит или байт с которыми операция может быть выполнена одновременно.

3. Организация ЗУ:

• произведение числа информационных слов (N) на их разрядность (P)

N*P=E

E – емкость

• метод доступа к данным.Различают:

- адресный (произвольный)

- последовательный

- ассоциативный

4. Быстродействие

• Время считывания – интервал времени от начала инициализации считывания до получения информации

• Время записи – от момента инициализации до момента сохранения информации

• Время обращения или цикл обращения – минимальный возможный период между двумя началами циклов записи или чтения

• Время восстановления памяти – минимальный интервал между завершением чтения или записи и новым циклом

Tобр=Тчт+Твосст.=Тз+Твосст.

На практике Твосст --> 0

Восстановление – чтобы следующая запись не испортила предыдущую

• Время доступа – интервал от начала инициализации до момента доступа данных

• Скорость передачи измеряется в битах в секунду, байтах в секунду словах в секунду, есть предельная (пиковая) и средняя