Файл: Lektsii_Informatika_Ekonom.doc

Классификация эвм.

1. Классификация эвм по принципу действия

По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса: аналоговые (авм), цифровые (цвм) и гибридные (гвм).Критерием деления вычислительных машин на эти три класса является форма представления информации, с которой они работают: аналоговая, цифровая, импульсная.

Цифровые вычислительные машины (цвм)- вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

Аналоговые вычислительные машины (авм) - вычислительные машины непрерывного действия. Авм работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме. Чаще всего она представляется в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины, например, электрического напряжения.Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны 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.

Гибридные вычислительные машины (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.

2. Классификация эвм по этапам создания

По этапам создания и используемой элементной базе эвм условно делятся на поколения:

1-е поколение, 50-е гг.: эвм на электронных вакуумных лампах;

2-е поколение, 60-е гг.: эвм на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах);

3-е поколение, 70-е гг.: эвм на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе);

4-е поколение, 80-е гг.: эвм на больших и сверхбольших интегральных схе­мах - микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном кристалле);

5-е поколение, 90-е гг.: эвм - со многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний. Эвм на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;

6-е и последующие поколения: оптоэлектронные эвм с массовым парал­лелизмом и нейронной структурой - с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Каждое следующее поколение эвм имеет по сравнению с предшествующим поколением существенно лучшие характеристики. Так, производительность эвм и емкость всех запоминающих устройств увеличиваются, как правило, больше чем на порядок.

3. Классификация эвм по назначению

По назначению эвм можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные.

Универсальные эвмпредназначены для решения самых различных инженерно-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.

Характерными чертами универсальных эвм являются:

-высокая производительность;

-разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления;

-обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных;

-большая емкость оперативной памяти;

-развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств.

Проблемно-ориентированные эвм служат для решения более узкого круга задач, связанных:

-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 комплексы.

Специализированные эвмиспользуются 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:

-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.

4. Классификация эвм по размерам и функциональным возможностям

По своим размерам и функциональным возможностям современные эвм делятся на классы:

• Суперэвм(типаcrayи эльбрус) – применяются в решении сложнейших народнохозяйственных задач и проведении научных экспериментов (космические проекты, геофизические исследования и т.д.)

• Большие эвм(типа ус-1066) – используются для решения задач управления производством, имеют большой объем памяти.

• Средние эвм(типа ес-1022,ibm-360) – то же, что и большие.

• Мини-эвм(типаeclipc,pdp(cm-эвм)) – имеют большое количество дополнительных устройств – средств для автоматизации различных технологических процессов, научных исследований, проектно-конструкторских работ.

• Микроэвм или пк(типа «электроника-60»,celeron,pentium) – используются для автоматизации отдельных рабочих мест, обработки деловой информации, в быту и т.д.

Функциональные возможности эвм обуславливают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:

-быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;

-разрядность и форма представления чисел, с которыми оперирует эвм;

-номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;

-номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, устройств обмена и устройств 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-эксплуатационные 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.

Разновидности программ для компьютеров: системные программы, прикладные программы, системы программирования

Электронно-вычислительная машина или, как теперь ее называют - компьютер, состоит из двух взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов:электронных блоков (аппаратуры) и программного обеспечения.

Программное обеспечение(по) - совокупность программ и правил, позволяющая использовать эвм для решения различных задач. Программное обеспечение микроэвм разделяются прикладное, системное.

прикладное программное обеспечение (ппо)- совокупность программ, предназначенных для решения конкретных задач. Прикладное программное обеспечение разрабатывается самим пользователем в зависимости от интересующей его задачи. В некоторых источниках можно встретить деление прикладного программного обеспечения на кроссовое и тестовое.

кроссовое программное обеспечение (кпо)- предназначено для работы с соответствующей микроэвм и ее программами, но реализованное на вычислительных машинах других классов (больших или мини-эвм) или на микроэвм другого типа.

тестовое программное обеспечение (тпо)- совокупность предназначенных для проверки работоспособности устройств, входящих в состав микроэвм на стадиях ее изготовления, эксплуатации и ремонта.

системное программное обеспечение (спо)- совокупность программ и языковых средств, предназначенных для поддержания функционирования эвм и наиболее эффективного выполнения его целевого назначения. По функциональному назначению в системном программном обеспечение можно выделить две системы -операционную систему и систему программирования.

операционная система (ос) -комплекс программ, предназначенный для обеспечения определенного уровня эффективности вычислительной системы за счет автоматизированного управления ее работой и представляемых пользователям услуг. Эту систему можно рассматривать как программное продолжение и расширения аппаратуры микроэвм.

система программирования (сп)- совокупность языка программирования и соответствующего ему языкового процессора, обеспечивающие автоматизацию отработки и отладки программ. Программные компоненты системы программирования работают под управлением операционной системы наравне с прикладными программами пользователя.