Перечень ответов на вопросы к промежуточному зачетупо дисциплине «Организация ЭВМ и ВС»1. Основные принципы построения ЗВМ.Рассмотрим некоторые из наиболее популярных классификаций: по принципу действия.Критерием деления вычислительных машин здесь является форма представления информации, с которой они работают:1. Аналоговые (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).Основные достоинства и недостатки АВМ: - простота и удобство в эксплуатации; - программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое;- скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь - угодно большой (больше, чем у ЦВМ);но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5%).На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.2. Цифровые (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.3. Гибридные (ГВМ) - вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме.Они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации - электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере.- по назначению1. Универсальные (общего назначения) - предназначены для решения самых различных технических задач, экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных.Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.2. Проблемно-ориентированные - служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам.

---

Они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы3. Специализированные - используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций.Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.- по размерам и функциональным возможностям1. сверхбольшие (суперЭВМ);2. большие (универсальные ЭВМ общего назначения);3. малые (или мини);4. сверхмалые (микроЭВМ)2. Архитектуры процессоров и их сравнительная оценка. Процессоры CISC, RISC, VLIW, MISC и их особенности.В зависимости от набора и порядка выполнения команд процессоры можно разделить на:1. Complex Instruction Set Comand (CISC) – процессор со сложным (полным) набором команд;2. Reduced Instruction Set Comand (RISC) – процессор с сокращенным набором команд;3. Minimum Instruction Set Comand (MISC) – процессор с минимальным набором команд. Архитектура MISC строится на стековой вычислительной модели с ограниченным числом команд (примерно 20–30 команд);4. Very long instruction word (VLIW) – процессор с очень длинным командным словом — архитектура с несколькими АЛУ. В одной инструкции процессора задаётся несколько операций, которые должны выполняться параллельно.3. Основные характеристики ЭВМ.Функциональные возможности ЭВМ обусловливают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:• быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;• разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует ЭВМ;

---

• номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;• номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;• типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между собой (внутримашинного интерфейса);• способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность);• типы и технико-эксплутационные характеристики операционных систем, используемых в машине;• наличие и функциональные возможности программного обеспечения;• способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ (программная совместимость с другими типами ЭВМ);• система и структура машинных команд;• возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;• эксплуатационная надежность ЭВМ;• коэффициент полезного использования ЭВМ во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.ЛибоВ качестве основных характеристик ЭВМ обычно рассматривают: быстродействие и производительность емкость памяти, стоимость и надежность.Для пользователей обычно представляют основной интерес быстродействие и производительность.Быстродействие оценивают либо как количество стандартных операций в единицу времени, либо как скорость вычислений при выполнении эталонного алгоритма или некоторого класса алгоритмов.В качестве стандартных операций обычно выбирают либо короткую операцию сложения, либо операции с плавающей точкой.4. Способы организации работы процессоров (последовательный, параллельный, конвейерный и т.д.).Последовательная обработкаВо время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода — тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки аппаратного прерывания.Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы

---

, служащие ритмом для центрального процессора.

Параллельная обработка

В основу было положено понятие потока, под которым понимается последовательность элементов, команд или данных, обрабатываемая процессором. Соответствующая система классификации основана на рассмотрении числа потоков инструкций и потоков данных и описывает четыре архитектурных класса:

SISD (single instruction stream / single data stream) - одиночный поток команд и одиночный поток данных

MISD (multiple instruction stream / single data stream) - множественный поток команд и одиночный поток данных.

SIMD (single instruction stream / multiple data stream) - одиночный поток команд и множественный поток данных.

MIMD (multiple instruction stream / multiple data stream) - множественный поток команд и множественный поток данных

В основе параллельного компьютера лежит идея использования для решения одной задачи нескольких процессоров, работающих сообща, причем процессоры могут быть как скалярными, так и векторными.

Конвейерная обработка

Конвейерная архитектура (pipelining) была введена в центральный процессор с целью повышения быстродействия. Обычно для выполнения каждой команды требуется осуществить некоторое количество однотипных операций, например: выборка команды из ОЗУ, дешифрация команды, адресация операнда в ОЗУ, выборка операнда из ОЗУ, выполнение команды, запись результата в ОЗУ. Каждую из этих операций сопоставляют одной ступени конвейера. Например, конвейер микропроцессора с архитектурой MIPS-I содержит четыре стадии:

· получение и декодирование инструкции (Fetch);

· адресация и выборка операнда из ОЗУ (Memory access);

· выполнение арифметических операций (Arithmetic Operation);

· сохранение результата операции (Store).

После освобождения k-й ступени конвейера она сразу приступает к работе над следующей командой. Если предположить, что каждая ступень конвейера тратит единицу времени на свою работу, то выполнение команды на конвейере длиной в n ступеней займёт n единиц времени, однако в самом оптимистичном случае результат выполнения каждой следующей команды будет получаться через каждую единицу времени.

Суперскалярная обработка

Способность выполнения нескольких машинных инструкций за один такт процессора. Появление этой технологии привело к существенному увеличению производительности.

---

5. Цикл процессора (выборка команды ). Последовательность выборки команды

---

Смотрите также файлы

• Бедность как социальная проблема презентация.pptx

• Тема Философскобиологическая антропология Влияние биоантропологических основ человеческой жизнедеятельности на институциональные формы культурноисторической действительности.docx

• Здоровые суставы.docx

• Определение длины световой волны при помощи бипризмы френеля (Лабораторная работа 64).doc

• КМ02 Жеке графикалы интерфейс элементтерін ру.docx