Архитектура эвм вычислительные сети

43.Архитектура сетей эвм.

Архитектура- это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

Общие принципы построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:

1. Структура памяти ЭВМ
2. Способы доступа к памяти и внешним устройствам
3. Возможность изменения конфигурации компьютера
4. Система команд
5. Форматы данных
6. Организация интерфейса

Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил Джон фон Нейман. В 1946 году он вместе со своими коллегами опубликовал статью «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства», в которой убедительно обосновывается использование двоичной системы счисления для представления чисел в ЭВМ (до этого машины хранили данные в 10 – ом виде) и излагаются следующие принципы:

1. Принцип программного управления. Он обеспечивает автоматизацию процессов вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

2. Принцип однородности памяти (принцип хранимой команды). Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Компьютер не различает, что храниться в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатом вычислений.

3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Это позволяет обращаться к произвольной ячейке (адресу) без просмотра предыдущих.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фон-неймановских.

На сегодняшний день это подавляющее большинство компьютеров, в том числе и IBM PС – совместимые. Но есть и компьютерные системы с иной архитектурой – например системы для параллельных вычислений.

44.Эволюция и виды операционных систем. Характеристика операционных систем.

Ламповые вычислительные устройства были созданы в середине 1940-х гг. В это время ОС не применялись, все задачи решались вручную программистом с помощью пульта управления.

В середине 1950-х гг. были изобретены и начали использоваться полупроводниковые элементы, в связи с этим появились первые алгоритмические языки и первые системные програм­мы — компиляторы, а затем и первые системы пакетной обработки. Эти системы становились прообразом современных ОС и являлись первыми системными программами для управления вычислительным процессом.

В период с 1965 по 1980 г. наблюдался переход к интеграль­ным микросхемам.

Появление БИС привело к резкому удешевлению микро­схем. Компьютер стал доступен отдельному человеку, что об­условило наступление эры ПК.

Для середины 1980-х гг. характерно развитие сетей ПК, ра­ботающих под управлением сетевых или распределенных ОС.

Операционная система является главной частью сетевого программного обеспечения, она составляет среду для выпол­нения приложений и определяет, как эффективно они будут работать. Основное требование, предъявляемое к современным ОС, -— способность выполнения основополагающих функций, в частности эффективного управления ресурсами и обеспече­ния удобного интерфейса для пользователя и прикладных про­грамм. Операционная система призвана реализовывать муль­типрограммную обработку, виртуальную память, поддерживать многооконный интерфейс и др. Кроме функциональных к ОС предъявляется и рыночные требования.

/. Расширяемость. Система должна быть написана так, чтобы в нее можно было без труда внести дополнения и изменения и не нарушить при этом ее целостность.

1. Переносимость, Без особых трудностей ОС должна пере­носиться с аппаратных средств одного типа на аппаратные’ родства другого типа.
2. Надежность и отказоустойчивость. Операционная систе­ма должна быть защищена от внутренних и внешних ошибок, поев и отказов; действия ее должны быть предсказуемыми, а приложения не должны ее разрушать.

4. Совместимость. Система должна иметь средства для вы­полнения прикладных программ, написанных для других ОС. Пользовательский интерфейс системы должен быть совместим существующими системами и стандартами.

5 Безопасность. У системы должны быть средства защиты ресурсов одних пользователей от других.

6 Производительность. Система должна обладать настолько хорошим быстродействием, насколько это позволяют аппаратные средства.

Сетевая ОС оценивается по следующим критериям:

возможность совместного использования файлов и принципов при высокой производительности;

эффективное выполнение прикладных программ, ориентированных на архитектуру клиент-сервер, включая прикладные программы производителей;

наличие условий для работы на различных платформах и с различным сетевым оборудованием;

обеспечение интеграции с сетью Интернет, т.е. поддержка соответствующих протоколов и программного обеспечения Web-сервера;

дистанционный доступ к сети;

организация внутренней электронной почты, телекон­ференций;

доступ к ресурсам территориально разбросанных, много-серверных сетей с помощью служб каталогов и имен.

Источник

Архитектура ЭВМ, операционные системы и сети

Архитектура ЭВМ — это структура базовых компонентов электронной вычислительной машины.

Введение

Архитектура электронной вычислительной машины (ЭВМ) — это набор определённых законов организации электронных вычислительных систем, главные конструктивные и технологические особенности, применяемые в них. Архитектура электронной вычислительной машины может применяться как инструмент при выработке стандартов. То есть вычислительные системы могут быть реализованы в соответствии с этими стандартами по имеющейся схемотехнической базе и последним достижениям в области технологий.

Архитектурой могут также называться методики по реализации электронных вычислительных машин или их узлов, используемых в технологиях отдельных брендов. В таком плане, спроектированная компанией архитектура считается её интеллектуальной собственностью и применяется только данной компанией как инструментарий конкурентной борьбы на рынке. Вместе с тем, технологические особенности различных брендов часто классифицируются как общая концепция, соединяющая в себе главные моменты, характеризующие разные модификации ЭВМ.

Классическая архитектура электронных вычислительных машин

Главный набор законов, по которым можно реализовать электронную вычислительную машину согласно её целевой логической структуре, сформулировал в своё время выдающийся учёный и математик Фон Нейман. Выработанные им методы являются классической архитектурой электронной вычислительной машины. В соответствии с правилами Фон Неймана ЭВМ обязана иметь в своей архитектурной организации, следующие основные элементы:

1. Арифметико-логическое устройство
2. Устройство управления.
3. Блок внешней памяти.
4. Оперативное запоминающее устройство.
5. Блок ввода/вывода информации.

Согласно этой архитектурной организации, работа отдельных узлов ЭВМ должна выполняться в строго определённой последовательности. Вначале в память ЭМВ записывается информация, содержащая выполняемое программное приложение. Программа может быть введена при помощи внешних устройств. Далее блок управления выбирает программную информацию из памяти ЭВМ и отправляет её на обработку. При выполнении обработки могут быть задействованы различные иные элементы, входящие в состав ЭВМ.

Архитектура современных ЭВМ

Современные ЭВМ имеют структурную организацию, отличающуюся от классической, но всё-таки в целом являются её продолжением. Главным отличием современных ЭВМ является то, что у них арифметико-логическое устройство и устройство управления объединены в один блок, называемый блоком центрального процессора. Это соединение было обусловлено существенным повышением степени интеграции микросхем и их стремительным прогрессом, позволившим поместить в одном элементе большой набор исполняемых функций. Архитектура сегодняшних ЭВМ обладает ещё одним отличием, заключающимся в присутствии в их структуре различных контроллеров (микроконтроллеров). Их проявление сопряжено с коррекцией роли центрального процессора как главного устройства, которое осуществляет информационный обмен с внешними устройствами. Современные микросхемы имеют такие возможности, которые дают возможность убрать информационный ввод и вывод из обязанностей центрального процессора. Учёные спроектировали разные способы обмена информацией, а также наборы микросхем, которые вскоре стали именоваться контроллерами.

Операционные системы и сети

Операционные системы являются связующим звеном между устройствами электронных вычислительных машин и исполняемыми программными приложениями, а также пользователями. Операционная система выполняет роль программной надстройки над архитектурной организацией ЭВМ, которая способна предоставить пользователям удобный интерфейс, а так же взять на себя обязанности управления набором его подсистем в автоматическом режиме. Кроме того операционная система содержит готовые процедуры, позволяющие управлять внутренними и внешними ресурсными возможностями, то есть представляет собой некую автоматизированную систему управления функционированием ЭВМ, которая повышает удобство и эффективность применения ЭВМ.

Операционные системы, как правило, хранятся во внешних модулях памяти ЭВМ, на дисках. При запуске ЭВМ операционная система переписывается из памяти на жёстком диске в оперативную память, что именуется загрузкой операционной системы.

Сетевая операционная система состоит из набора управляющих и обслуживающих программных продуктов, которые призваны выполнить:

1. Межпрограммные способы доступа, то есть обеспечение возможности организовать связь среди отдельных прикладных программ комплекса, которые реализованы в разных сетевых узлах.
2. Обеспечение доступа отдельных программных приложений к сетевым ресурсам, и прежде всего, к модулям ввода и вывода.
3. Обеспечение синхронизации работы программных приложений при одновременном их обращении к одному и тому же доступному ресурсу.
4. Обеспечение информационного обмена среди программных приложений с применением почтовых ящиков сети.
5. Обеспечение удалённого ввода заданий, которые поступают с любого из терминалов, и реализация их на любой из ЭВМ в оперативном или пакетном режиме.
6. Обеспечение обмена информационными комплектами данных среди сетевых ЭВМ.
7. Обеспечение информационной защиты и защиты вычислительных сетевых ресурсов от несанкционированного доступа.

Сервисные подсистемы обеспечивают расширение возможностей операционных систем. Системы технического обслуживания применяются с целью облегчения осуществления тестов устройств ЭВМ и используются работниками, занимающимися обслуживанием ЭВМ.

Все программные продукты могут быть поделены на внутреннее и внешнее программное обеспечение. Внутреннее программное обеспечение хранится в постоянном запоминающем устройстве и обслуживает внутренние модули ЭВМ.

Источник