1.3 Основные характеристики вычислительных машин и

систем

Основными показателями, влияющими на архитектуру ВМ, являются стоимость и производительность /2/.

Стоимость определяет часть цены, которую, в свою очередь, можно рассчитать по формуле 1.1:

(1.1)

Главная надбавка учитывает стоимость научно- исследовательских работ, маркетинга, прибыль.

При установившемся производстве вычислительных машин и стабильной экономике относительные доли приведённых составляющих цены достаточно устойчивы, но отличаются для разных классов ВМ /2/. Например, для ПК доля стоимости элементов составляет 31%, стоимости изготовления – 10%, главной надбавки – 14%, неучтённых расходов – 45%.

Зная стоимость комплектующих элементов на текущий момент времени и относительные доли составляющих цены, можно оценить стоимость ВМ.

Производительность – это объём вычислительной работы, выполняемой ВМ за единицу времени. Для количественных оценок производительности используют понятия номинальной и системной производительности.

Номинальная производительность – это вектор V_н (Формула 1.2):

(1.2)

где v_i – быстродействие i-го устройства ВМ – чаще всего процессора и дисковой памяти.

Для характеристики степени использования потенциальных возможностей устройства в составе системы используется показатель загрузки i-го устройства p_i (Формула 1.3):

(1.3)

где T_i – время, в течение которого работало i-ое устройство за время T работы системы.

Системная производительность V_c учитывает совместную работу устройств в системе под управлением операционной системы для определённого класса задач (Формула 1.4):

(1.4)

Получение достоверных оценок показателей p_i весьма затруднительно, поэтому показатель системной производительности используется редко.

Чаще всего показатель производительности требуется как средство для качественного сопоставления производительности различных типов ВМ и выбора наиболее быстродействующей. Для этого используют упрощённые подходы, подробно изложенные в /2/.

Ещё одной характеристикой ВМ, тесно связанной с производительностью, является быстродействие, определяемое как число операций, выполняемых в секунду. Поскольку разные команды выполняются с различной скоростью и вероятности использования каждой команды для разных классов задач различны, то говорят о среднем быстродействии ВМ для каждого класса задач, которое вычисляется по формуле 1.5:

(1.5)

где P – среднее быстродействие;

b_j – все команды j-го типа;

t_j – среднее время выполнения;

N – число команд для разных классов задач.

Также к основным характеристикам ВМ можно отнести операционные ресурсы и ёмкость памяти /9/.

Операционные ресурсы – это перечень действий (операций), которые может выполнять ВМ при обработке информации (исходных данных):

1) система машинных операций ;

2) система машинных команд , порождающая указанную выше систему машинных операций;

3) способы представления информации в ВМ.

Чем шире операционные ресурсы ВМ, тем шире её возможности в плане обработки информации.

Ёмкость памяти – объём хранилища программ и данных ВМ. Единицы измерения – бит, байт , килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт. Ёмкость памятиобычно кратна 2 (, где- длина адреса).

Дополнительные характеристики ВМ:

1) Надёжность – способность ВМ при определённых условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени (стандарт ISO 2382/ 14 – 78).

2) Точность – возможность различать почти равные значения (стандарт ISO 2382/ 2 – 76). Точность полученных результатов определяется, в основном, разрядностью ВМ и величиной единицы информации (байтом, словом и т.д.).

3) Достоверность – свойство информации быть правильно воспринятой. Она характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов.

По указанным признакам, а также по ряду других (например, по областям применения, поколениям) ВМ и ВС можно разбить на различные группы, с чем подробно можно ознакомиться в приведённых литературных источниках.

Перейдём к рассмотрению организации вычислительных процессов в ВМ.