2.2. Типы архитектур вычислительных систем

Архитектура ВС - структура, характеристики и взаимосвязь устройств ЭВМ (структурная организация), принципы функционирования ЭВМ и ее машинный язык.

Вычислительная система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, внешних устройств и программного обеспечения, предназначенных для подготовки и решения задач пользователей.

ОДНОПРОЦЕССОРНЫЕ ВС. Архитектура Фон Неймана: 1 процессор, через который проходит 1 поток данных и 1 поток команд.

МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ ВС. Наличие нескольких процессоров. Следовательно, можно параллельно обрабатывать несколько потоков данных и несколько потоков команд.

МНОГОМАШИННЫЕ ВС. Несколько процессоров, не имеющих общей памяти. Каждая ЭВМ имеет свою память и классическую архитектуру Фон Неймана.

2.1. ЭВМ

Классификация

По поколениям: 1-е: с электронными лампами (очень большие размеры); 2-е: полупроводниковае; 3-е: интегральные схемы; 4-е: большие интегральные схемы, появление персонального компа; 5-е: современные технологии+сверхбольшие интегральные схемы.

По формам представления информации: 1)цифровые (дискретные) – ЦВМ 2) аналоговые (непрерывные) – АВМ 3)гибридные (аналого-цифровые) – АЦВМ

По назначению: 1)Универсальные 2)Специализированные

По функциям в сети:1) Серверы 2)Рабочие станции

По аппаратной совместимости: различают так называемые аппаратные платформы

В области ПК сегодня наиболее распространены две аппаратные платформы: IBM-совместимые и Apple Macintosh.

В области мэйнфреймов – IBM AS/400

ЭВМ (компьютер) – взаимосвязанная совокупность устройств, основные функциональные элементы которых построены на электронных приборах, предназначенная для обработки информации в соответствии с заданным алгоритмом, в которой исходные данные преобразуются в результаты решения задачи.

Архитектура ЭВМ – структура, характеристики и взаимосвязь устройств ЭВМ (структурная организация), принципы функционирования ЭВМ и ее машинный язык.

В основу построения подавляющего большинства ЭВМ положены общие принципы, сформулированные в 1945 году американским ученым ДЖОНОМ фон НЕЙМАНОМ. Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков 1)Устройства ввода/вывода информации 2)Память компьютера 3)Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ)

Обобщенная структура ЭВМ:

Принцип двоичного кодирования - вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.

Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Принцип адресности: Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Это позволяет давать имена областям памяти и обращаться к хранимым в них значениям или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

Принцип однородности памяти: Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда.

ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА

Системный блок (базовый блок) реализует все основные процессы по переработке информации, осуществляя хранение программ и данных, управляет работой всех блоков, обеспечивая их системное взаимодействие. Содержит микропроцессор, оперативное запоминающее устройство, дисковую память и др.

Дисплей (видеодисплей, монитор) предназначен для отображения информации, вводимой с клавиатуры (для контроля правильности вводимых данных) или выводимой из памяти машины. Системный блок и дисплей могут быть совмещены.

Клавиатура предоставляет пользователю возможность вводить информацию (программы и данные) в память ПЭВМ и управлять работой машины.

Манипулятор «мышь» обеспечивает быстрое перемещение световой (цветовой) метки по экрану, определяя реализуемую функцию.