Шестое поколение (1990-)

На ранних стадиях эволюции вычислительных средств смена поколений ассоциировалась с революционными технологическими прорывами. Каждая из первых четырех поколений имело четко выраженные отличительные признаки и вполне определенные хронологические рамки. Последующее деление на поколения уже не столь очевидно и может быть понятно лишь при ретроспективном взгляде на развитие вычислительной техники. Пятое и шестое поколения в эволюции ВТ – это отражение нового качества, возникшего в результате последовательного накопления частных достижений, главным образом в архитектуре вычислительных систем и, в несколько меньшей мере, в сфере технологий.

Поводом для начала отсчета нового поколения стали значительные успехи в области параллельных вычислений, связанные с широким распространением вычислительных систем с массовым параллелизмом. Появление вычислительных систем с массовым параллелизмом дало основание говорить о производительности, измеряемой в TFLOPS (1 TFLOPS соответствует 10¹² операциям с плавающей запятой в секунду).

Вторая характерная черта шестого поколения – резко возросший уровень рабочих станций. В процессорах новых рабочих станций успешно совмещаются RISC архитектура, конвейеризация и параллельная обработка. Некоторые рабочие станции по производительности сопоставимы с суперЭВМ четвертого поколения. Впечатляющие характеристики рабочих станций породили интерес к гетерогенным (неоднородным) вычислениям, когда программа, запущенная на одной рабочей станции, может найти в локальной сети не занятые в данный момент другие станции, после чего вычисления распараллеливаются и на эти простаивающие станции.

Наконец, третьей приметой шестого поколения в эволюции ВТ стал взрывной рост глобальных сетей.

Завершая обсуждение эволюции ВТ, отметим, что верхняя граница шестого поколения хронологически пока не определена и дальнейшее развитие вычислительной техники может внести в его характеристику новые коррективы. Не исключено так же, что последующие события дадут повод поговорить и об очередном поколении.

меет порядок 100 000.транзисторов на одном кристалле в на кристаллемы большой и.

.

2.Процессор. Структурная схема процессора.Понятие о микропрограммном управлении.

Процессором называется устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом. Процессор дешифрует и выполняет команды программы, организует обращение к оперативной памяти(ОЗУ), в нужных случаях инициирует работу периферийного устройства(ПУ), воспринимает и обрабатывает запросы прерывания. Процессор занимает центральное место в структуре ЭВМ, так как он осуществляет управление взаимодействием всех устройств, входящих в состав ЭВМ.

Упрощенная структурная схема процессора состоит из: арифметико-логического устройства(АЛУ), блока регистровой памяти, блока связи с ОЗУ, устройства управления (УУ) и блока управляющих регистров(БУР).

АЛУ выполняет все логические и арифметические операции над операндами.

Блок регистровой памяти используется для хранения операндов, а также для хранения индексов и адресов при обращении к стековой или оперативной памяти. Этот блок регистров имеет более высокое, чем ОЗУ быстродействие и предназначен для повышения производительности процессора.

Блок связи с ОЗУ (интерфейс процессора) организует обмен информацией процессора с ОЗУ и защиту ОЗУ от несанкционированного доступа.

УУ выполняет последовательность управляющих сигналов, инициирующих выполнение отдельных команд.

Блок управляющих регистров предназначен для хранения управляющей информации. Он содержит регистры и счетчики, участвующие в управлении вычислительным процессом, в частности в этот блок входят регистры, хранящие информацию о состоянии процессора, регистры запросов прерывания, счетчики тактов, счетчики команд и т д. Например, счетчик команд служит для определения адреса команды, которую в данный момент времени процессор читает из ОЗУ. Для линейных участков программы этот адрес вычисляется в счетчике команд путем сложения адреса предыдущей команды, который находится в счетчике с числом, равным количеству байт предыдущей команды.

Программа

Процессор, как любое цифровое устройство, можно рассматривать состоящим из двух блоков: операционного и управляющего. На структурной схеме управляющий блок выделен обводкой, состоящей из пунктирных линий, а остальные невыделенные блоки входят в состав операционного устройства. Процессор работает под управлением программы, находящейся в ОЗУ, которая, в свою очередь, состоит из команд. Процессор читает из ОЗУ одну команду за другой и последовательно их выполняет. В свою очередь любая команда, выполняемая в операционном блоке процессора, описывается некоторой микропрограммой и реализуется за несколько тактов, в каждом из которых выполняется одна или несколько микроопераций. Интервал времени, отводимый на выполнение микрооперации, называется рабочим тактом процессора. Для реализации команды необходимо на соответствующие управляющие входы операционного блока подать определенным образом распределенную во времени последовательность управляющих сигналов. Каждая микрооперация в АЛУ выполняется под действием своего управляющего сигнала , который поступает в операционный блок в начале соответствующего такта. Управляющий блок как раз и предназначен для выработки этих управляющих сигналов, под действием которых в АЛУ выполняются микрооперации.

Обычно управляющий блок рассматривают как конечный автомат, предназначенный для выработки этих управляющих сигналов , под действием которых в АЛУ выполняются микрооперации.

Существуют два основных типа управляющих автоматов(УА):

1. УА с жесткой логикой. В таком автомате для каждой операции строится набор комбинационных схем, которые вырабатывают нужную последовательность управляющих сигналов .

2. УА с программируемой логикой. В таком автомате каждой выполняемой в операционном блоке операции ставится в соответствие совокупность хранимых в памяти автомата слов, называемых микрокомандами. Каждая микрокоманда содержит информацию о подлежащих выполнению в данном такте микрооперациях и о микрокоманде, которая должна быть выполнена в следующем такте.

Последовательность микрокоманд, выполняющих одну машинную команду, образуют микропрограмму. Обычно микропрограмма хранится в специальной памяти микропрограмм. Метод управления цифровым устройством с помощью микропрограмм называется микропрограммированием, а использующие этот метод управляющие блоки – микропрограммными управляющими устройствами.