Файл: В россии в xvixvii веках появилось намного более передовое изобретение.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 271
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ЭВМ общего назначенияи проблемно-ориентированные (специализированные).
ЭВМ общего назначения имеют большие операционные ресурсы (большой объем памяти, универсальную систему команд, высокие быстродействие и разрядность, большой набор разнообразных устройств ввода-вывода и отображения, развитое ПО, обеспечивают высокую точность расчетов). ЭВМ общего назначения предназначены для решения широкого круга научно-технических, экономических и информационно-логических задач. Как правило, это большие ЭВМ которые устанавливаются на ВЦ. На их основе возможно создание крупных банков данных, АСУ отраслью, САПР. Однако уже появились универсальные мини- и даже микро-ЭВМ.
Проблемно-ориентированные ЭВМ приспособлены для решения ограниченного круга задач (или даже одной задачи). Эти ЭВМ должны быть дешевы, просты в эксплуатации. Нужные характеристики достигаются в этих ЭВМ за счет разумного ограничения машинных ресурсов: уменьшены разрядность, объем оперативной памяти, ограничены набор команд, количество типов обрабатываемых данных, набор УВВ. Обычно это мини- и микро-ЭВМ. Они используются в качестве управляющих ЭВМ для автоматизации технологических процессов, контроля и измерений, при первичной обработке данных (по месту их получения), для выполнения расчетов ограниченной сложности, для создания автоматизированных рабочих мест (АРМ) различного назначения и т. п.
Более низкая стоимость и специфическая структура мини-ЭВМ позволяют встраивать их в локальные сети пользователей при значительно меньших материальных затратах, чем в случае применения ЭВМ общего назначения. Вместе с тем в классе малых ЭВМ уже появились супермини-ЭВМ, которые по своей производительности, разрядности и надежности могут конкурировать со средними и большими ЭВМ.
По сравнению с мини-ЭВМ микро-ЭВМ, полностью построенные на основе микропроцессорных БИС и СБИС, имеют лучшие массо - габаритные показатели. Микро-ЭВМ общего пользования оснащаются стандартным набором УВВ (дисплеем, клавиатурой), малогабаритным внешним ЗУ на основе накопителя на диске типовым ПО, имеют открытую магистраль, к которой можно подключить специализированные сопроцессоры (арифметику, графику, символьную обработку и т. п.), размещаются на рабочем столе, могут комплектоваться печатающим устройством. В классе микро-ЭВМ обособляется специальная группа недорогих персональных машин (ПЭВМ), ориентированных на индивидуальную самостоятельную работу пользователя без помощи профессионального программиста. Операционная система (ОС) ПЭВМ гарантирует простое и наглядное управление процессом решения задачи в режиме диалога пользователя с машиной, обязательно предоставляет большое число пакетов прикладных программ, (ППП) и алгоритмический язык высокого уровня.
Классификация ЭВМ по целевому назначению.
По целевому назначению ПЭВМ подразделяют на профессиональные, бытовые, учебные и др.
Профессиональные ЭВМ предназначены для инженерных, научно-исследовательских расчётов, обработки текстов и т.п.
В бытовых компьютерах предусматривается возможность подключения бытовых приборов пользователя: телевизора, магнитофона, т. п., операционная система содержит ПО для решения широкого круга хозяйственных задач (ведение бюджета, ведение дневников, справочников и т. п.), а также для обработки текстов, работы с базами данных, электронных игр, выход в Интернет и многое другое.
В классе микро-ЭВМ также можно выделить супермикро-ЭВМ, которые по производительности и разрядности приближаются к мини-ЭВМ.
Узкоспециализированные ЭВМ за счет полного соответствия-архитектуры и структуры реализуемому алгоритму позволяют при ограниченных возможностях элементной базы в рамках относительно простой системы обеспечить высокую производительность.
Кодирование информации
Для автоматизации работы с данными, относящимися к разным типам, унифицируют их форму представления. Это можно сделать с помощью кодирования данных на единой основе. Язык— это система кодирования понятий. Чтобы записать слова, применяется опять же кодирование — азбука. Проблемами универсального кодирования занимаются различные области науки, техники, культуры. Подготовка данных для обработки на компьютере в информатике имеет свою специфику, связанную с электроникой.
История кодирования очень обширна. В быту используются такие системы кодировки, как код Морзе , Брайля , код морских сигналов и т. п. В вычислительной технике система кодирования называется двоичным кодированием и основана на представлении данных в двоичной системе. Такое представление наиболее просто реализовать в электронных схемах с двумя устойчивыми состояниями: есть ток— 1, нет тока— 0. Таким образом, используются два знака 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами. Двумя битами можно закодировать четыре различных комбинации 00, 01, 10 и 11, три бита дадут восемь комбинаций 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 и т. д.
Общая формула имеет вид
N = 2m,
где: N — количество независимых кодируемых значений, т — разрядность кодирования, принятая в данной системе.
Системы счисления
Системой счисления называется принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений.
Все системы счисления разделяются на два класса: позиционные и непозиционные.
Позиционной системой счисления называется такое представление чисел, в котором последовательные числовые разряды являются последовательными целыми степенями некоторого целого числа, называемого основанием системы счисления. Основание системы счисления — это отношение соседних разрядов числа. Позиционные системы для записи чисел используют ограниченный набор символов, называемых цифрами, и величина числа зависит не только от набора цифр, но и от того, в какой последовательности записаны цифры, т. е. от позиции, занимаемой цифрой.
Непозиционные системы для записи числа используют бесконечное множество символов, и значение символа не зависит от того места, которое он занимает в числе. Примером непозиционной системы может служить римская система счисления.
Например, числа один, два и три кодируются буквой 1: I, II, III. Для записи числа пять выбирается новый символ V, для десяти — X и т. д. Кроме сложной записи самих чисел такая форма их представления приводит к очень сложным правилам арифметики.
Число в позиционной системе счисления с основанием gможет быть представлено в виде многочлена по степеням gследующим образом:
X = хп-1 gn-1 + хп-2 gn-2 +…. +х1 g1 + х0 g0 + х-1 g-1+ ….+ х-mg-m,
где : X— запись числа в системе счисления с основанием g, хi — цифра в i -ом разряде, п — число разрядов целой части, т— число разрядов дробной части.
Записывая слева направо числа, получим закодированную запись числа в g -ичной системе счисления X = хп-1 хп—2……..х1 х2х-1……х-m
В двоичной системе счисления все арифметические действия выполняются весьма просто, например таблица сложения и умножения будет иметь восемь правил (табл. 1.1). Однако запись числа в двоичной системе счисления длиннее записи того же числа в десятичной системе счисления в log
2 10 раз (примерно в 3,3 раза). Это громоздко и неудобно для использования.
Наряду с двоичной системой в информатике применяются восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Восьмеричная система счисления имеет восемь цифр (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), шестнадцатеричная— шестнадцать (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,9, А, В, С, D, Е, F).
Таблица 1.1. Арифметические действия в двоичной системе счисления
ЭВМ общего назначения имеют большие операционные ресурсы (большой объем памяти, универсальную систему команд, высокие быстродействие и разрядность, большой набор разнообразных устройств ввода-вывода и отображения, развитое ПО, обеспечивают высокую точность расчетов). ЭВМ общего назначения предназначены для решения широкого круга научно-технических, экономических и информационно-логических задач. Как правило, это большие ЭВМ которые устанавливаются на ВЦ. На их основе возможно создание крупных банков данных, АСУ отраслью, САПР. Однако уже появились универсальные мини- и даже микро-ЭВМ.
Проблемно-ориентированные ЭВМ приспособлены для решения ограниченного круга задач (или даже одной задачи). Эти ЭВМ должны быть дешевы, просты в эксплуатации. Нужные характеристики достигаются в этих ЭВМ за счет разумного ограничения машинных ресурсов: уменьшены разрядность, объем оперативной памяти, ограничены набор команд, количество типов обрабатываемых данных, набор УВВ. Обычно это мини- и микро-ЭВМ. Они используются в качестве управляющих ЭВМ для автоматизации технологических процессов, контроля и измерений, при первичной обработке данных (по месту их получения), для выполнения расчетов ограниченной сложности, для создания автоматизированных рабочих мест (АРМ) различного назначения и т. п.
Более низкая стоимость и специфическая структура мини-ЭВМ позволяют встраивать их в локальные сети пользователей при значительно меньших материальных затратах, чем в случае применения ЭВМ общего назначения. Вместе с тем в классе малых ЭВМ уже появились супермини-ЭВМ, которые по своей производительности, разрядности и надежности могут конкурировать со средними и большими ЭВМ.
По сравнению с мини-ЭВМ микро-ЭВМ, полностью построенные на основе микропроцессорных БИС и СБИС, имеют лучшие массо - габаритные показатели. Микро-ЭВМ общего пользования оснащаются стандартным набором УВВ (дисплеем, клавиатурой), малогабаритным внешним ЗУ на основе накопителя на диске типовым ПО, имеют открытую магистраль, к которой можно подключить специализированные сопроцессоры (арифметику, графику, символьную обработку и т. п.), размещаются на рабочем столе, могут комплектоваться печатающим устройством. В классе микро-ЭВМ обособляется специальная группа недорогих персональных машин (ПЭВМ), ориентированных на индивидуальную самостоятельную работу пользователя без помощи профессионального программиста. Операционная система (ОС) ПЭВМ гарантирует простое и наглядное управление процессом решения задачи в режиме диалога пользователя с машиной, обязательно предоставляет большое число пакетов прикладных программ, (ППП) и алгоритмический язык высокого уровня.
Классификация ЭВМ по целевому назначению.
По целевому назначению ПЭВМ подразделяют на профессиональные, бытовые, учебные и др.
Профессиональные ЭВМ предназначены для инженерных, научно-исследовательских расчётов, обработки текстов и т.п.
В бытовых компьютерах предусматривается возможность подключения бытовых приборов пользователя: телевизора, магнитофона, т. п., операционная система содержит ПО для решения широкого круга хозяйственных задач (ведение бюджета, ведение дневников, справочников и т. п.), а также для обработки текстов, работы с базами данных, электронных игр, выход в Интернет и многое другое.
В классе микро-ЭВМ также можно выделить супермикро-ЭВМ, которые по производительности и разрядности приближаются к мини-ЭВМ.
Узкоспециализированные ЭВМ за счет полного соответствия-архитектуры и структуры реализуемому алгоритму позволяют при ограниченных возможностях элементной базы в рамках относительно простой системы обеспечить высокую производительность.
Кодирование информации
Для автоматизации работы с данными, относящимися к разным типам, унифицируют их форму представления. Это можно сделать с помощью кодирования данных на единой основе. Язык— это система кодирования понятий. Чтобы записать слова, применяется опять же кодирование — азбука. Проблемами универсального кодирования занимаются различные области науки, техники, культуры. Подготовка данных для обработки на компьютере в информатике имеет свою специфику, связанную с электроникой.
История кодирования очень обширна. В быту используются такие системы кодировки, как код Морзе , Брайля , код морских сигналов и т. п. В вычислительной технике система кодирования называется двоичным кодированием и основана на представлении данных в двоичной системе. Такое представление наиболее просто реализовать в электронных схемах с двумя устойчивыми состояниями: есть ток— 1, нет тока— 0. Таким образом, используются два знака 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами. Двумя битами можно закодировать четыре различных комбинации 00, 01, 10 и 11, три бита дадут восемь комбинаций 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 и т. д.
Общая формула имеет вид
N = 2m,
где: N — количество независимых кодируемых значений, т — разрядность кодирования, принятая в данной системе.
Системы счисления
Системой счисления называется принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений.
Все системы счисления разделяются на два класса: позиционные и непозиционные.
Позиционной системой счисления называется такое представление чисел, в котором последовательные числовые разряды являются последовательными целыми степенями некоторого целого числа, называемого основанием системы счисления. Основание системы счисления — это отношение соседних разрядов числа. Позиционные системы для записи чисел используют ограниченный набор символов, называемых цифрами, и величина числа зависит не только от набора цифр, но и от того, в какой последовательности записаны цифры, т. е. от позиции, занимаемой цифрой.
Непозиционные системы для записи числа используют бесконечное множество символов, и значение символа не зависит от того места, которое он занимает в числе. Примером непозиционной системы может служить римская система счисления.
Например, числа один, два и три кодируются буквой 1: I, II, III. Для записи числа пять выбирается новый символ V, для десяти — X и т. д. Кроме сложной записи самих чисел такая форма их представления приводит к очень сложным правилам арифметики.
Число в позиционной системе счисления с основанием gможет быть представлено в виде многочлена по степеням gследующим образом:
X = хп-1 gn-1 + хп-2 gn-2 +…. +х1 g1 + х0 g0 + х-1 g-1+ ….+ х-mg-m,
где : X— запись числа в системе счисления с основанием g, хi — цифра в i -ом разряде, п — число разрядов целой части, т— число разрядов дробной части.
Записывая слева направо числа, получим закодированную запись числа в g -ичной системе счисления X = хп-1 хп—2……..х1 х2х-1……х-m
В двоичной системе счисления все арифметические действия выполняются весьма просто, например таблица сложения и умножения будет иметь восемь правил (табл. 1.1). Однако запись числа в двоичной системе счисления длиннее записи того же числа в десятичной системе счисления в log
2 10 раз (примерно в 3,3 раза). Это громоздко и неудобно для использования.
Наряду с двоичной системой в информатике применяются восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Восьмеричная система счисления имеет восемь цифр (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), шестнадцатеричная— шестнадцать (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,9, А, В, С, D, Е, F).
Таблица 1.1. Арифметические действия в двоичной системе счисления
| | Сложение | Умножение |
| | 0 + 0=0 | 0x0 = 0 |
| | 0 + 1=1 | 0x1=0 |
| | 1+0 = 1 | 1x0 = 0 |
| | 1 +1 =10 | 1x1=1 |
Если из контекста не ясно, к какой системе счисления относится запись, то основание системы записывается после числа в виде нижнего индекса.
Например, одно и то же число 137 запишется в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системе следующим образом: 13710 = 100010012 = 2118 = 8916.
Арифметические действия с числами в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления выполняются по аналогии с двоичной и десятичной системами.
Для этого необходимо воспользоваться соответствующими таблицами (например, табл. 1.2).
Таблица 1.2. Арифметические действия в восьмеричной системе счисления
| | Сложение | | | | | | | Умножение | | | | | | | |||||
| | + | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | X | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| | 0 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 10 | 1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| | 2 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 10 | 11 | 2 | 0 | 2 | 4 | 6 | 10 | 12 | 14 | 16 | |
| | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 10 | 11 | 12 | 3 | 0 | 3 | 6 | 11 | 14 | 17 | 22 | 25 | |
| | 4 | 4 | 5 | 6 | 7 | 10 | 11 | 12 | 13. | 4 | 0 | 4 | 10 | 14 | 20 | 24 | 30 | 34 | |
| | 5 | 5 | 6 | 7 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 5 | 0 | 5 | 12 | 17 | 24 | 31 | 36 | 43 | |
| | 6 | 6 | 7 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 6 | 0 | 6 | 14 | 22 | 30 | 36 | 44 | 52 | |
| | 7 | 7 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 7 | "0 | 7 | 16 | 25 | 34 | 43 | 52 | 61 | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |