Четвертое поколение эвм.

Для машин четвертого поколения характерно применение больших интегральных схем (БИС). ЭВМ четвертого поколения выполняли параллельно-последовательные алгоритмы вычислений и имели возможность автоматически (программным способом) изменять структуру вычислительных средств.

БИС называют микросхемы высокой степени интеграции, которые содержат более 1 тыс. компонентов в микросхеме (чипе), сверхбольшие БИС (СБИС) имеют свыше 10 тыс. компонентов. В настоящее время СБИС включают десятки миллионов компонентов.

В результате применения БИС и СБИС для построения ЭВМ достигнуто следующее:

1. Появилась возможность поместить на один кристалл не только все элементы процессора, но и всю вычислительную машину с памятью, процессором и системой ввода-вывода;

2. Увеличилась плотность компоновки электронной аппаратуры;

3. Повысились надежность и быстродействие;

4. Снизилась стоимость.

Наиболее существенное событие для развития микропроцессоров произошло в связи с выпуском микропроцессора общего назначения модели 8080.Прежние модели годились только для построения процессоров специализированных ЭВМ, тогда как процессор 8080 предназначался для ЭВМ самого широкого применения. С этого момента начал развиваться новый класс вычислительных машин –микроЭВМ, наименование которых со временем преобразовалось в персональные ЭВМ (ПЭВМ). Важным направлением развития вычислительных систем этого периода было появление машин с сотнями процессоров, ставшее переходом к прогрессу в области параллельных вычислений, благодаря которым каждый из процессоров может выполнять задачу отдельного пользователя. До этого же определяющим был параллелизм вычислений, выражающийся в виде конвейеризации, векторной обработки и распределения работы между небольшим числом процессоров.

2. Системы счисления, перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Система счисления – способ представления, наименования и изображения чисел с помощью символов, в том числе числовых знаков (цифр), имеющих определенные количественные значения.

Система нумерации– совокупность приемов представления и обозначения натуральных чисел.

Системы счисления рассматривает отрасль науки – арифметические основы цифровых ЭВМ. Эта отрасль рассматривает правила действий и записи над числами в соответствующих системах счисления, которые можно классифицировать по следующим основаниям:

· по правилам записи чисел – позиционные (ПСС), непозиционные (НПСС);

· основаниям системы счисления – двоичная, десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная, двоично-десятичная;

· форме представления чисел – естественная форма (форма с фиксированной точкой (запятой)), нормальная форма (форма с плавающей точкой);

· правилам действия над числами.

Позиционная система счисления– система, в которой значение любой цифры определяется не только конфигурацией ее символов, но и местоположением, занимаемым в числе.

Непозиционная система счисления– система счисления, в которой значение чисел, выражаемое совокупность цифр, определяется только конфигурацией цифровых символов.

В позиционной системе счисления количественное значение каждого символа (цифры) зависит от его положения – позиции в ряду символов, представляющих число.

Единица каждого следующего разряда больше единицы предыдущего в p раз, гдер – основание системы счисления.

Для получения числа Q суммируются значения по разрядам:

Где i – номер разряда данного числа;

m – количество разрядов;

ai – множитель, принимающий любое целочисленное значение в пределах от 0 доm – 1 и показывающий, сколько единицi-го разряда содержится в числе.

Основными характеристиками позиционной системы счисления являются:

· Основание (q) – количество различных цифр, использованных для представления чисел. Позиционные системы счисления могут быть классифицированы на однородные и смешанные:

a. Однородные– системы счисления, в которых количество допустимых цифр для всех позиций (разрядов) числа одинаково.

b. Смешанные– позиционные системы счисления, в которых количество допустимых цифр для всех разрядов числа различно.

· Форма записи чисел:

где q– основание;

ai – цифры системы счисления с основаниемq;

n – номер (вес) позиции (разряда чисел).

· Виды позиционной системы счисления и их характеристики:

a. десятичная:q = 10; старшая цифра разряда – 9; арифметические действия: сложение, вычитание, умножение, деление.

b. двоичная:q = 2; старшая цифра разряда –1; арифметические действия: сложение, вычитание (в младший разряд занимается две единицы), умножение (многократное сложение и сдвиг), деление (умножение и вычитание).Двоично-десятичная система счисления распространена в современных ЭВМ ввиду легкости перевода в десятичную систему и обратно.

c. восьмеричная:q = 8 = 23; один разряд представляется тремя двоичными разрядами; играет вспомогательную роль и обеспечивает компактную запись чисел в машинных командах. В восьмеричной системе счисления для записи всех возможных чисел используется восемь цифр, от 0 до 7 включительно. Перевод чисел из восьмеричной системы в двоичную сводится к замене каждой восьмеричной цифры трехразрядным двоичным числом.

d. шестнадцатеричная:q = 16 = 24 [0…9,A,B,C,D,E,F]; играет вспомогательную роль и обеспечивает компактную запись чисел в машинных командах; одному шестнадцатеричному разряду соответствует четыре двоичных разряда. Перевод чисел из этой системы счисления в двоичную систему счисления выполняется поразрядно и аналогичен переводу из двоичной в десятичную систему.

e. двоично-десятичная:кодирование десятеричных чисел тетрадами от 0000 до 1001, остальные тетрады запрещены; используется для ввода исходных данных, записанных в десятеричной системе счисления, которые предварительно кодируются в устройствах подготовки данных; после ввода двоично-десятеричных чисел в ЭВМ они переводятся в двоичную систему счисления.

Таблица двоичных кодов десятичных и шестнадцатеричных цифр: