Вопрос №12 Функциональные характеристики эвм

Основными функциональными характеристиками ЭВМ являются:

• Производительность, быстродействие, тактовая частота системной платы и тактовая частота микропроцессора.

• Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса.

• Типы системного, локальных и внешних интерфейсов.

• Тип и емкость оперативной памяти.

• Наличие, виды и емкость кэш-памяти.

• Тип и емкость накопителей на жестких магнитных дисках.

• Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках.

• Вид и емкость накопителей CD и DVD.

• Наличие и емкость накопителей на магнитной ленте.

• Тип видеомонитора (дисплея) и видеоадаптера.

• Наличие и тип принтера.

• Наличие и тип модема.

• Наличие и виды мультимедийных аудио- и видеосредств.

• Имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы.

• Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров.

• Возможность работы в вычислительной сети.

• Возможность работы в многозадачном режиме.

• Надежность.

• Стоимость.

• Габариты и вес.

Некоторые из приведенных функциональных характеристик нуждаются в пояснении, поэтому остановимся на них подробнее.

Производительность, быстродействие, тактовая частота

Производительность современных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду. Единицами измерения служат:

 МИПС (MIPS — Millions Instruction Per Second) — для операций над числами, представленными в форме с фиксированной запятой (точкой);

 Мфлопс (MFLOPS — Millions of FLoating point Operation Per Second) — для опе­раций над числами, представленными в форме с плавающей запятой (точкой).

Реже производительность компьютеров определяют с использованием следующих единиц измерения:

 Кфлопс (KFLOPS — KILOFLOPS) для низкопроизводительных компьютеров — тысяча неких усредненных операций над числами; Q Гфлопс (GFLOPS — GIGAFLOPS) — миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой.

Оценка производительности ЭВМ всегда приблизительная, ибо ориентируется на не­которые усредненные или, наоборот, на конкретные виды операций. Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций. В 70-е годы были) разработаны усредненные наборы операций (смеси Гибсона) для разных типов задач: экономических, технических, математических и т. д., в которые разные команды входили ] в определенном процентном отношении. По смесям Гибсона можно определять среднее быстродействие ЭВМ для этих типов задач. Существуют и более новые тесты — тестовые наборы фирм-изготовителей для определения быстродействия своих изделий: показатель iCOMP — Intel Comparative Microprocessor Performance (1992 год) для микропроцессоров фирмы Intel; (iCOMP2.0 — тест 1996 года), ориентированный на 32-битовые ОС и мультимедийные технологии); специализированные тесты для конкретных областей применения компьютеров — Winstone97-Business для офисной группы задач, варианты тестов WinBench 97 для других видов задач.

Для универсальных ЭВМ, выполняющих самые разные задания, эти оценки будут весьма неточными. Поэтому для характеристики ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более объективно определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для своего выполнения вполне определенного количества тактов. Зная тактовую частоту, можно достаточно точно определить время выполнения любой машинной операции.

Например, при отсутствии конвейерного выполнения команд и увеличения внутрен­ней частоты у микропроцессора, тактовый генератор с частотой 100 Мгц обеспечивает выполнение 20 млн коротких машинных операций (простые сложение и вычитание-пересылка информации и т. д.) в секунду; с частотой 1000 Мгц — 200 млн коротких операций в секунду.

Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса

Разрядность — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК.

Разрядность МП определяется иногда по разрядности его регистров и кодовой шины данных, а иногда по разрядности кодовых шин адреса. Одинаковая разрядность этих шин только у МП типа VLIW (64-битовая intel-архитектура — IA).

Типы системного, локальных и внешних интерфейсов

Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и раз­личные их виды, используют беспроводные каналы связи.

Емкость оперативной памяти

Емкость оперативной памяти измеряется обычно в мегабайтах. Напоминаем, что 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 10242 байт.

Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющей емкость меньше 16 Мбайт, просто не работают либо работают, но очень медленно.

Следует иметь в виду, что увеличение емкости основной памяти в 2 раза, помимо всего прочего, увеличивает эффективную производительность компьютера при решении сложных задач (когда ощущается дефицит памяти) примерно в 1,41 раза (закон корня квадратного).

Разные типы оперативной памяти — SDRAM, DDR DRAM, DR DRAM и др. — имеют разные функциональные возможности.

Виды и емкость накопителей на жестких магнитных дисках

Емкость НЖМД измеряется обычно в гигабайтах, 1 Гбайт = 1024 Мбайт.

Винчестер объемом 50 Гбайт сегодня еще приемлем, но, по прогнозам специалистов, новые программные продукты будут требовать многие гигабайты внешней памяти.

Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках

Сейчас еще применяются накопители на гибких магнитных дисках с форм-фактором 3.5 дюйма, имеющие стандартную емкость 1,44 Мбайт (накопители для гибких дисков 5,25 дюйма, емкостью 1,2 Мбайт, в современные ЭВМ уже не устанавливаются).

Наличие, виды и емкость кэш-памяти

Кэш-память—это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Например, для ускорения операций с основной памятью организуется регистровая кэш-память в ядре микропроцессора (L1 — кэш-память первого уровня), на плате микропроцессора (L2 — кэш-память второго уровня), на материнской плате (L3 — кэш-память третьего уровня); для ускорения операций с дисковой памятью организуется кэш-память на ячейках оперативной памяти или на флэш-памяти внутри дисковода (L4 — кэш-память четвертого уровня).

Следует иметь в виду, что наличие кэш-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность ПК примерно на 20%.

Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров

Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров означает возможность использования на компьютере, соответственно, тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин.

Возможность работы в многозадачном режиме

Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим). Совмещение во времени работы нескольких устройств машины, возможное в таком режиме, позволяет существенно увеличить эффективное быстродействие компьютера.

Надежность

Надежность — это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции.