4. История эвм. Поколения эвм. Развитие программного обеспечения.

По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на поколения:

• Первое поколение, 50-е годы; ЭВМ на электронных вакуумных лампах.

• Второе поколение, 60-е годы; ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах).

• Третье поколение, 70-е годы; ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни – тысячи транзисторов в одном корпусе).

• Четвертое поколение, 80-е годы; ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах (десятки тысяч – миллионы транзисторов в одном

• Пятое поколение, 90-е годы; ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;

• Шестое и последующие поколения; оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейтронной структурой – с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейтронных биологических систем.

Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предыдущими существенно лучшие характеристики. Так, производительность ЭВМ и емкость всех запоминающих устройств увеличивается, как правило, больше чем на порядок.

5. Принципы фон Неймана. Особенности современных компьютеров.

В основу архитектуры современных компьютеров положены принципы Джона Фон Неймана и магистрально-модульный принцип.

Джон фон Нейман выдвинул идею нового типа логической организации ЭВМ:

• Наличие устройства ввода-вывода информации;

• Адресуемая память;

• Процессор, состоящий из устройства управления и арифметико-логического устройства;

• Данные и программы хранятся вместе

Именно эти устройства являются базовыми и достаточными для работы компьютера на пользовательском уровне.

Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фон-неймановские машины. Исключение составляют лишь отдельные разновидности систем для параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическая концепция переменной и имеются другие существенные принципиальные отличия от классической модели (примерами могут служить потоковая и редукционная вычислительные машины). По-видимому, значительное отклонение от фон-неймановской архитектуры произойдет в результате развития идеи машин пятого поколения, в основе обработки информации в которых лежат не вычисления, а логические выводы.

6. Архитектура пэвм. Магистрально-модульный принцип. Периферийные и внутренние устройства, схема взаимодействия.

Архитектура ПЭВМ— это общее описание структуры и функций ПЭВМ на уровне, достаточном для понимания пользователем принципов работы и системы команд ЭВМ.

Архитектура не включает в себя описание деталей технического и физического устройства компьютера.

Основные компоненты архитектуры ЭВМ:

• процессор,

• внутренняя (основная) память,

• внешняя память,

• устройства ввода,

• устройства вывода.

Магистрально-модульный принцип. Компьютер не является неделимым, цельным объектом. Он состоит из некоторого количества устройств – модулей (комплектовать свой компьютер из этих модулей пользователь может по собственному желанию). А связаны все модули компьютера между собой через набор электронных линий – магистраль (системная шина). Шина - это кабель, состоящий из множества проводов. Магистраль обеспечивает обмен данными между устройствами компьютера.

Магистраль состоит из трех частей:

• Шина адреса, на которой устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства, с которым будет происходить обмен информацией.

• Шина данных, по которой будет передаваться необходимая информация.

• Шина управления, регулирующая этот процесс. (по шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Эти сигналы показывают – какую операцию следует производить).

Для того, чтобы компьютер функционировал правильно, необходимо, чтобы все его устройства работали дружно, «понимали» друг друга и «не конфликтовали». Это обеспечивается благодаря одинаковому интерфейсу, который имеют все устройства компьютера.

Периферийные устройства персонального компьютера – это клавиатура, манипулятор «мышь», монитор, принтер, жесткий диск, привод CD-/DVD-/Blu-Ray-дисков, модем, сетевая карта, видеокамера, сканер и т.п.

В свою очередь, любые периферийные устройства подразделяются на внутренние и внешние. Все, что внутри корпуса, включая жесткий диск, сетевой адаптер, привод для чтения CD/DVD-дисков, разумеется, внутренние периферийные устройства. Мышь, клавиатура, монитор, веб-камера, сканер, принтер и относятся к внешней периферии.

Для обмена данными между компьютером и периферийным устройством (ПУ) в компьютере предусмотрен внешний интерфейс, то есть набор проводов, соединяющих компьютер и периферийное устройство, а также набор правил обмена информацией по этим проводам (иногда вместо термина интерфейс употребляется термин протокол).