§5 Четвертое поколение эвм

К сожалению, начиная с середины 1970-х годов стройная картина смены поколений нарушается. Все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке.

Развитие ЭВМ 4-го поколения пошло по 2-м направлениям:

1-ое направление — создание суперЭВМ - комплексов многопроцессорных машин.

Быстродействие таких машин достигает нескольких миллиардов операций в секунду. Они способны обрабатывать огромные массивы информации.

2-ое направление — дальнейшее развитие на базе БИС и СБИС микро-ЭВМ и персональных ЭВМ (ПЭВМ). Первыми представителями этих машин являются Apple, IBM - PC ( XT , AT , PS /2), «Искра», «Электроника», «Мазовия», «Агат», «ЕС-1840», «ЕС-1841» и др.

Начиная с этого поколения ЭВМ повсеместно стали называть компьютерами. А слово «компьютеризация» прочно вошло в наш быт.

Благодаря появлению и развитию персональных компьютеров (ПК), вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной

§6 Пятое поколение эвм

ЭВМ пятого поколения — это ЭВМ будущего. Программа разработки, так называемого, пятого поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г.

. Если перед разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи, как увеличение производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из представленных фактов), развитие "интеллектуализации" компьютеров - устранения барьера между человеком и компьютером.

§7 Современные персональные компьютеры

Современные персональные компьютеры (ПК или РС в английской транскрипции) в соответствии с принятой классификацией надо отнести к ЭВМ четвертого поколения. Но с учетом быстро развивающегося программного обеспечения, многие авторы публикаций относят их к 5-му поколению.

Персональные компьютеры появились на рубеже 60 – 70-х годов. Американская фирма Intel разработала первый 4-разрядный микропроцессор (МП) 4004 для калькулятора. Он содержал около тысячи транзисторов и мог выполнять 8000 операций в секунду. Вскоре была выпущена 8-битная версия данного МП, получившая название 8008. Оба МП всерьез восприняты не были, поскольку рассчитывались для конкретных применений. Они относятся к МП первого поколения.

Ну, и конечно же, компьютер нельзя представить без программного обеспечения. Как архитектура IBM PC стала стандартом для аппаратной части ПК, так и продукция фирмы MicroSoft (Билл Гейтс) стала эталоном для программ. Особенно популярны ее операционные системы Windows и офисные приложения MS-Office.

Вопрос 4 Понятие и основные виды архитектуры эвм (архитектура и принципы архитектуры Дж.Фон Неймана)

Принципы работы вычислительной системы

В основу построения большинства компьютеров положены следующие принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом:

- принцип использования двоичной системы представления данных,

- принцип программного управления,

- принцип однородности памяти,

- принцип адресности.

Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

Архитектура вычислительной машины (англ. сomputer architecture) – концептуальная структура вычислительной машины, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

Классическая архитектура ЭВМ 1-го и 2-го поколения

- Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана. Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные - управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ

В построенной по описанной схеме ЭВМ происходит последовательное считывание команд из памяти и их выполнение. Номер (адрес) очередной ячейки памяти, из которой будет извлечена следующая команда программы, указывается специальным устройством - счетчиком команд в устройстве управления (УУ).

Шинная (магистральная) архитектура ЭВМ

Наличие интеллектуальных контроллеров внешних устройств стало важной отличительной чертой машин третьего и четвертого поколений.

Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой внешнего устройства. Такой процессор имеет собственную систему команд. Например, контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (дисковода) умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать или записывать сектор, форматировать дорожку и т.п. Результаты выполнения каждой операции заносятся во внутренние регистры памяти контроллера и могут быть в дальнейшем прочитаны центральным процессором.

Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдает задание на его осуществление контроллеру. Дальнейший обмен информацией может протекать под руководством контроллера без участия центрального процессора. Последний получает возможность «заниматься своим делом», т.е. выполнять программу дальше (если по данной задаче до завершения обмена ничего сделать нельзя, то можно в это время решать другую).

Шинная (магистральная) архитектура ЭВМ для связи между отдельными функциональными узлами ЭВМ используется общая шина (часто ее называют магистралью). Шина состоит из трех частей:

• шина данных, по которой передается информация;

• шина адреса, определяющая, куда передаются данные;

• шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.

Архитектура современного персонального компьютера подразумевает такую логическую организацию аппаратных компонент компьютера, при которой все устройства связываются друг с другом через магистраль, включающую в себя шины данных, адресов и управления.

Важной составляющей частью архитектуры ЭВМ является система команд. Система команд ЭВМ включает:

команды выполнения арифметических и логических операций

команды управления (это прежде всего команды условного и безусловного перехода, команды обращения к подпрограмма)

команды передачи данных (копируют информацию из одного места в другое и

команды ввода и вывода информации для обмена с внешними устройствами

Архитектура фон Неймана ( архитектура фон Неймана-Экерта-Макли ), архитектура электронных вычислительных машин, основным отличием которой от других подобных архитектур является совместное хранение данных и машинных команд в ячейках одной и той же памяти, что делает невозможным их различение по способу представления или кодирования. Названная так в честь известного математика и теоретика вычислительной техники Джона фон Неймана (John von Neumann), и поныне остается доминирующей схемой организации ЭВМ общего назначения.

Вычислительная машина является машиной с архитектурой фон Неймана, если:

1. Программа и данные хранятся в одной общей памяти .

2. Каждая ячейка памяти машины идентифицируется уникальным номером, который называется адресом .

3. Разные слова информации (команды и данные) различаются по способу использования, но не по способу кодирования и структурой представления в памяти.

4. Каждая программа выполняется последовательно, начиная с первой команды, если нет специальных указаний. Для изменения этой последовательности используются команды передачи управления .

Классическая структура машины фон Неймана

Машина фон Неймана, как и практически каждый современный ЭВМ общего назначения, состоит из четырех основных компонентов: