
- •Архитектура эвм
- •Основные понятия
- •Этапы становления и развития вычислительной техники
- •Нулевое поколение (механическая эра)
- •Первое поколение
- •Второе поколение
- •Третье поколение эвм
- •Четвертое поколение эвм
- •Пятое поколение
- •Шестое и последующие поколения эвм
- •Основные принципы концепции машины с хранимой в памяти программой
- •Принцип двоичного кодирования
- •Принцип программного управления
- •Принцип однородности памяти
- •Принцип адресности
- •Архитектура вычислительных машин Фон-Неймана
- •Структура вычислительной машины
- •Структура вычислительной системы
- •Основные блоки персонального компьютера
- •Системная шина
- •Основная память
- •Внешняя память
- •Источник питания
- •Внешние устройства
- •Дополнительные интегральные микросхемы
- •Элементы конструкции вм
- •Функциональные характеристики вм
- •Микропроцессоры
- •Микропроцессоры cisc
- •Микропроцессоры risc
- •Микропроцессоры vliw
- •Физическая и функциональная структура микропроцессоров
- •Устройство управления
- •Арифметико-логическое устройство
- •Микропроцессорная память
- •Интерфейсная часть микропроцессора
- •Системные платы вм
- •Разновидности системных плат
- •Чипсеты системных плат
- •Интерфейсы вычислительных машин
- •Шины расширений
- •Локальные шины
- •Семейство последовательных интерфейсов pci Express
- •Периферийные шины
Второе поколение
1960-1970 годы.
Логические схемы уже строятся на дискретных полу проводниковых и магнитных элементах: диоды, биполярные транзисторы, тороидальные и фиритовые микро трансформаторы.
Широко стала использоваться технология производства устройства с печатным монтажом на фольгированном гетинаксе.
Вычислительные машины стали конструироваться блочным принципом.
Данный принцип позволил подключать много дополнительных блоков и устройств внешних, что позитивно сказалось на необходимой функциональности ВМ.
Повысилось быстродействие, соответственно снизилась потребляемая мощность и потребляемого питания. Мощность до сотен ват, напряжения до 1-15 вольт.
Среднее время безотказной работы возросло до нескольких сотен часов.
Но при этом все равно требовалось регулярное профилактическое обслуживание.
В оперативно запоминающих устройствах стали применятся миниатюрные тероидальные фиритовые сердечники.
Для постоянных запоминающих устройств применялись трансформаторы.
Впервые начинают применятся жесткие диски в качестве внешних накопителей данных. Первый жесткий диск появился в 1956г. (5 мегабайт).
Флоппи диски и соответствующие дисковые устройства появились так же в это поколение.
В 64 году появляется первый монохромный монитор для компьютера IBM (12х12 дюймов).
Появление первых операционных систем, а так же языки машинно ориентированного низкого уровня и высокого уровня Algol, Fortrun, Basic.
Программы получили возможность переноса между типами ВМ.
Конструкции ЭВМ, их программы стали более ориентированными на обработку уже массивов информации.
ВМ стали применятся для решения не только научно технических задач, но и в задачах автоматизации и управления технологическими процессами, а так же в задачах организационного и административного управления.
На базе полу проводниковых ВМ успешно создавались АСУП и АСУТП.
К концу этого поколения широко стали внедрятся меры по повышению надежности ВМ путем применения кодов с обнаружения кодов с обнаружением и исправлением ошибок.
А так же встроенными схемами контроля и диагностики.
В ВМ данного поколения впервые реализованы режимы пакетной обработки и теле обработки информации.
Основными направления совершенствования ЭВМ второго поколения являются:
Переход на полупроводниковую базу и печатный монтаж
Блочный принцип конструирования и унификация блоков ЭВМ
Облегчение программирования ЭВМ
Ориентация ЭВМ не только на вычислительную работу, но и на обработку массивов информации
Повышение надежности работы ВМ, использование кодов с обнаружением и исправлением ошибок и встроенных средств контроля
Расширение областей применения ВМ.
Третье поколение эвм
1970-1980 годы.
В 1958 году была изобретена малая кремневая интегральная схема.
На этой схеме удалось разместить десятки транзисторов, такие схемы стали основой схем с малой степенью интеграции (ИМС).
С конца 1960 годов интегральные схемы стали применятся ВМ.
Таким образом логические схемы ВМ третьего поколения целиком строились на интегральных схемах.
Тактовые частоты логических схем повысились до нескольких мегагерц (1-10), СО снижением НАПРЯЖЕНЯИ ПИТАНИЯ НЕСКОЛЬКО ВОЛЬТ и потребляемой мощности при существенном росте надежности и быстродействии ВМ.
В оперативно запоминающих устройствах использовались миниатюрные фиритовые сердечники, в последствии фиритовые пластины и магнитные пленки.
В качестве внешних запоминающих устройств стали широко применятся дисковые накопители.
Кроме этого появился новый класс сверх оперативных запоминающих устройств которые уже строились на транзисторных триггерах. Триггерные регистры имеют огромное быстродействие, но не большой объем. В первые была предложена быстродействующая кэш память.
ОС стали поддерживать механизмы виртуальной памяти.
Впервые ввиду существенного усложнения как аппаратной, так и логической структуры, ряд вычислительных машин третьего поколения, справедливо относят к вычислительным системам.
Т.е. этот период характеризуется становлением первых суперкомпьютеров.
1972 г. была выпущена первая ЭВМ нового класса которую принято относить к суперкомпьютерам.
С 1975 г. суперкомпьютеры стали выпускаться серийно.
В ВМ третьего поколения большое внимание уделялось к снижению трудоемкости программирования, а так же эффективности исполнения программ компьютерами и улучшение коммуникации между программистом и ВМ.
Это обеспечивалось развитыми ОС, более эффективными и современными системами программирования, появлением систем работы с прерываниями, режимов работы с разделением времени, режимов работы в реальном времени, а так же мультипрограммными режимами работы и интерактивными режимами общения человека и ВМ.
В этот же период появилось первое устройство отображения информации оператору – видеодисплей.
Помимо улучшения эффективности улучшается и обслуживание ЭВМ. Поскольку в ВМ внедрялись специализированные средства контроля достоверности и надежности информации, путем применения корректирующих кодов.
Большое влияние на развитие ЭВМ к концу этого поколения оказали развитие систем телеобработки информации, когда по средствам удаленного терминала, можно было выполнять обработку информации на вычислительных центрах коллективного пользования, передавая и получая информацию по каналом связи.
Кроме того в это поколения образуются многочисленные информационные сети.
К концу третьего поколения задачи чисто вычислительного характера стали замещаться на информационную работу, благодаря внедрению в процессоры ВМ наборов команд позволяющих работать с символьными данными.
А так же стала применятся специализированная единица хранения информации.
Соответствующее развитие получили и устройства ввода – вывода информации.
Модульная организация ВМ и модульное построение их ОС предоставили широкие возможности, по изменению внутренней конфигурации ВМ и ВС.
В связи с чем и появилось новое понятие – архитектура ВС – определяющая логическую организацию системы с точки зрения пользователя и программиста.