Первое поколение (1949-1951)

ω = 10⁵ опер/с

ν = 10⁶ бит

υ = 10 час

σ = 10 дол/(опре*с^-1)

ЭВМ предназначались для последовательной обработки информации в однопрограммном режиме.

Разнообразие ЭВМ определяется возможностями реализации концептуальной ЭВМ Фон-Неймана. Алгоритм управления вычислительными процессами универсально и последовательно адаптировали под фиксированную структуру ЭВМ. Алгоритм закладывался в аппаратное обеспечение ЭВМ при ее конструировании и оставался неизменным в течении всего ее существования.

Возможности ПО были примитивны. Использовались машинные языки для записи алгоритма обработки информации и стандартизации программ.

Элементная база – электронные лампы.

Второе поколение (1955-1966)

ω = 10⁶ опер/с

ν = 10⁷ бит

υ = 10² час

σ = 10⁰ дол/(опре*с^-1)

Способ обработки данных в ЭВМ второго поколения остается последовательным. В это поколение внедряется мультипрограммирование. Его особенностью являлась реализация размещения в машине набора последовательности программ, решение которых оставалось последовательным.

Процессор ЭВМ второго поколения позволял одновременно выполнять только одну команду. При этом допускалась параллельная работа внешних устройств.

Такой способ реализации позволил снизить простои процессора и повысить производительность ЭВМ.

Опр.: мультипрограммный режим – режим обработки данных при котором ресурсы ЭВМ используются более чем одной программой. В вычислительные ресурсы ЭВМ входят: ресурс производительности процессора, ресурс по объему памяти (оперативная, внешняя), пропускная способность коммуникационных каналов (внутренних и внешних).

Устройство и структура ЭВМ второго поколения не претерпели серьезных модификаций. По сравнению с первым поколением в процессор введены устройство ускорения арифметических операций, средства прерывания для обеспечения работы ЭВМ в реальном времени, что было востребовано при управлении объектами, технологическими процессами, научными экспериментами.

В структуре ЭВМ появились устройства для подключения каналов удаленного доступа. Алгоритм управления вычислительными процессами был трансформирован в последовательно-параллельный, при котором допускалось совместимость во времени выполнения программ процессора и работы внешних устройств.

ОС представляла собой реализацию диспетчера, который позволял управлять ресурсами ЭВМ. При разработке ЭВМ внедрялись элементы проектирования для разработки печатной платы.

Способ обработки информации в ЭВМ 1го и 2го поколений был последовательно процедурным. Процедурная обработка основывалась на фиксированной системе команд, обладающей полнотой для обеспечения универсальности ЭВМ и заключающейся в представлении любого алгоритма преобразования данных в виде программы, состоящей из последовательности команд ЭВМ. Процедурный способ обработки данных характеризуется тем, что время выполнения команды зависит от адекватности системы задач ЭВМ к решению задачи. При этом возникают накладные расходы, связанные с выбором команды из памяти ее дешифрации.

Виды архитектур:

CISC – полный набор команд -> сложные команды (арифметические операции, операции с памятью – ОЗУ -> ЦП; ЦП -> ОЗУ, перемножение и скалярное произведение векторов).

RISC – упрощенный набор команд -> простые команды (арифметические операции и операции с памятью).

Производительность (ТРЧ – тактовая рабочая частота) – среднее количество тактов на одну операцию. Сложные команды выполняются за большое число тактов, простые – за маленькое. Из оценки производительности видно. Что машина с CISC архитектурой должна иметь высокую тактовую рабочую частоту.

Одним из способов достижения на практике высокой тактовой рабочей частоты является совершенствование технологии производства СБИС, связанное с уменьшением технологических норм. Для обеспечения высокой производительности МП с RISC архитектурой не требуется значительного роста тактовой рабочей частоты.