Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпаргалка.doc
Скачиваний:
111
Добавлен:
01.05.2014
Размер:
1.1 Mб
Скачать

16

Основные понятия архитектуры и организации эвм. Состав электронной вычислительной машины (эвм)

ЭВМ (ВМ ) - это совокупность аппаратных и программных средств, предназначенных для обработки информации. ВМ обычно содержит один основной процессор и, возможно, несколько сопроцессоров, имеет фиксированный состав и универсальное применение.

Вычислительные системы (ВС) - содержат несколько процессоров, имеют переменный состав и являются проблемно-ориентированными.

Состав аппаратных и программных средств ВМ :

Аппаратные средства :

Процессор-основное устройство управления и обработки данных.

Память–набор устройств для хранения информации, используемой в процессе работы машины.

Внешние устройства обеспечивают взаимодействие машины с внешней средой (в том числе, с пользователями).

Шины и протоколы связи реализуют физическую среду и алгоритмы обмена данными между различными устройствами.

Программные средства :

Операционные системы - основные средства управления выполнением программ и распределением ресурсов машины между процессами.

Инструментальные ПС(Программные средства) включают все средства, необходимые для разработки программ: редакторы, компиляторы, отладчики и др.

Проблеммно-ориентированные ПС - предназначены для определенной области применения: MathCAD (научные вычисления), AutoCAD(конструирование), 3D-Studio(граф прилож )

Инструментально технолог средства(ИТС) - ПС, позволяющие реализовать определенную технологию разработки программных средств: DCOM, CORBA, RMI и др.

Утилиты - сервисные средства, облегчающие взаимодействия пользователя и ЭВМ: архиваторы, программы форматирования, антивирусные программы и др.

В настоящее время применяются следующие классы ЭВМ:

  • Микро-ЭВМ - ВМ со встроенными микропроцессорами, используемые как программируемые контроллеры для промышленного оборудования (Embedded Computers);

  • Персональные компьютеры (ПК PentiumI-IV ) – ВМ, предназначенные для работы одного пользователя;

  • Рабочие станции (Sun WorkStations) – ВМ, большей производительности, чем ПК; имеют проблеммную ориентацию или управляют несколькими ПК, объединенными в простую сеть;

  • Средние и большие машины (Host computers) - вычислительные системы из нескольких процессоров (CDC6600, Cray, HP9000, Series800, SGI) - это системы, которые предназначены для решения сложных задач обработки данных и управления несколькими машинами;

  • Супер ЭВМ - системы с параллельной архитектурой (Iliac IV, VP-2000, Эльбрус), имеющие сверхвысокую производительность обработки данных.

Принцип программного управления и машина фон Неймана

Фон Нейман впервые предложил в 40-х годах нашего века концепцию хранимой программы, основные принципы которой заключаются в следующем:

  1. команды, так же как и данные, хранятся в памяти машины, в команде указываются не сами данные, а адреса их размещения в памяти;

  2. команды могут обрабатываться так же, как и числовые данные (модификация команд), но из-за снижения надежности программ этот подход сейчас не применяется;

  3. хранимая программа позволяет осуществлять произвольный переход от одной команды к другой, что необходимо при реализации ветвлений и циклов в алгоритмах обработки.

Основные особенности машинами фон Неймановского типа :

  1. наличие единого вычислительного устройства, включающего один процессор, память и некоторые внешние устройства;

  2. использование линейной структуры адресации памяти со словами фиксированной длины;

  3. централизованный принцип управления выполнением программы по последовательному алгоритму;

  4. низкий уровень машинных команд, позволяющих выполнять только элементарные операции.

Для таких машин «узким» местом», ограничивающим производительность, является память и каналы связи: как данные, так и команды должны последовательно выбираться из памяти и передаваться между устройствами. Для повышения производительности в фон Неймановских машинах применяются:

  • увелич разрядности обработки данных (16 бит32 и 64 бита);

  • активное использование конвейеризации при выборке и обработке команд;

  • активное использование кэш-памяти (Cash- скрытый, не замечаемый пользователем), т.е. блоков памяти, которые являются буферными между процессором и оперативной памятью.