Семейство эвм

Современные ЭВМ и микропроцессоры выпускаются семействами. С позиции различных специалистов по ВТ: каждую ЭВМ или МП можно рассматривать под разными углами зрения, в деталях останавливаться на отдельных архитектурных свойствах и характеристиках.

С другой стороны каждую ЭВМ или МП можно рассматривать с точки зрения одних и тех же качественных свойств и характеристик и можно выделять подмножества машин и МП с архитектурных родством.

Совокупность архитектурно близких ЭВМ и МП, выделяемых для фиксированного уровня развития ВТ называется семейством ЭВМ или МП. В литературе встречается близкое понятие – ряд ЭВМ.

Границы семейства ЭВМ и МП устанавливаются чисто условно. Точно указать набор архитектурных свойств не представляется возможным.

Машины и МП одного семейства могут различаться по техническим характеристикам и по конструктивному исполнению. Название семейства часто связывают с названием фирмы-изготовителя.

Понятие семейства ЭВМ всегда характеризуется совместимостью. Совместимость означает, что пользовательская программа, предназначенная для одной модели семейства, будет давать одинаковый результат на всех машинах семейства. Как правило, на свойство совместимости накладывается ограничение, такое, что совместимость достигается на всех моделях снизу вверх. Свойство совместимости позволяет легко ограничивать и сокращать функциональные возможности ЭВМ или МП путем изменения их конфигураций (состава устройств), замены младшей модели на старшую, сохранять задел в области программного обеспечения, упрощать процесс обучения программистов и обслуживающего персонала.

Различают 3 типа совместимости: аппаратная, программная и информационная.

Аппаратная – за счет единства конструкторских решений, модульности построения ЭВМ или МП, стандартизацией связи и процедурностью управления (на уровне ЦП, внешних устройств и т.д.).

Программная совместимость достигается единством в функциональных и логических структурах ЭВМ, в единстве команд, в единстве видов адресации. Набор команд каждой модели семейства является подмножеством единой системы команд, что гарантирует совместимость команд как снизу вверх, так и сверху вниз.

Информационная совместимость достигается использованием единых форматов для представления данных, единых способов построения массивов, применением одинаковых носителей данных.

Архитектурное сходство и родство представителей семейства

Все модели, входящие в состав семейства обычно различаются между собой значениями технических характеристик, среди которых главными являются быстродействие, емкость памяти, разрядность данных и команд, количество каналов прямого доступа в память, кол-во внешних коммуникационных каналов, потребляемая электрическая мощность, тип ОЗУ (статическая, динамическая), тип постоянной памяти и др.

Сейчас одним из самых распространенных понятий является «семейство ПК». Для КПК используется другое семейство микропроцессоров.

Поколения ЭВМ

Развитие современных ВТ характеризуется процессом смены одного поколения промышленных средств обработки информации другим, более совершенным.

Первые 3 поколения были основаны на модели вычислителя, близкой к функциональной структуре ЭВМ Фон-Неймана. По классификации архитектура этих поколений относится к классу SIST.

Появление каждого из трех связано с использованием для построения ЭВМ новой элементной базы (электронные лампы, транзисторы, интегральные схемы).

После появления первых интегральных схем их возможности практически удваивались каждые полтора года. В конце 1970го года фирмой Intel был создан первый четырехразрядный процессор.

После 3-его поколения ЭВМ практически не представляется возможным выделить очередное поколение. Связано это с достаточно короткими интервалами времени, в которых сохраняются постоянные архитектурные свойства и параметры. В настоящее время не принято говорить о поколении ЭВМ. Все современные ЭВМ на макроуровне близки к ЭВМ третьего поколения.

С другой стороны на уровне внутренней структуры МП в них присутствуют существенные различия.

Поколения ВТ характеризуются показателем эффективности и архитектурных свойств. Для представления эффективности ЭВМ каждого поколения можно использовать вектор E, определенный следующим образом: совокупность 4х координат

E = {ω, ν, υ, σ}, где

ω – показатель производительности (среднее число операций, выполняемых ЭВМ в секунду),

ν - емкость ОЗУ (в битах),

υ - среднее время работы ЭВМ (работы до отказа, в часах),

σ - цена операции, определяется как отношение цены ЭВМ к ее показателю производительности.