2.2. Электронные вычислительные машины (эвм)
В отличие от АВМ, в ЭВМ числа представляются в виде последовательности цифр. В современных ЭВМ числа представляются в виде кодов двоичных эквивалентов, то есть в виде комбинаций 1 и 0. В ЭВМ осуществляется принцип программного управления. ЭВМ можно разделить на цифровые, электрифицированные и счётно-аналитические (перфорационные) вычислительные машины. ЭВМ разделяются на большие ЭВМ, мини-ЭВМ и микро-ЭВМ. Они отличаются своей архитектурой, техническими, эксплуатационными и габаритно-весовыми характеристиками, областями применения. Достоинства ЭВМ: -высокая точность вычислений; -универсальность; — автоматический ввод информации, необходимый для решения задачи; -разнообразие задач, решаемых ЭВМ; -независимость количества оборудования от сложности задачи. Недостатки ЭВМ: -сложность подготовки задачи к решению (необходимость специальных знаний методов решения задач и программирования); -недостаточная наглядность протекания процессов, сложность изменения параметров этих процессов; -сложность структуры ЭВМ, эксплуатация и техническое обслуживание; -требование специальной аппаратуры при работе с элементами реальной аппаратуры.
Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения. Смена поколений связаны со сменой элементной базы ЭВМ, с прогрессом электронной техники. Это всегда приводило к росту вычислительной мощности ЭВМ, т.е. быстродействия и объема памяти, а также происходили изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером. Можно выделить 4 основные поколения ЭВМ.
2.3. Поколение эвм
2.3.1. 1 Поколение
В первой половине XX в. бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы. Электронные лампы стали технической основой для первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Первая ЭВМ — универсальная машина на электронных лампах построена в США в 1945 году. Она называлась ENIAC, ее конструкторами были Моучли и Эккерт. Скорость счета этой машины превосходила скорость релейных машин того времени в тысячу раз. В 1946 г. вышла в свет статья Джона фон Неймана, в которой были изложены принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них — принцип хранимой в памяти программы, согласно которому данные и программа помещаются в общую память машины. В 1949 г. была построена первая ЭВМ с архитектурой Неймана. В нашей СССР, первая ЭВМ была создана в 1951 г. Называлась она МЭСМ — малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев. Затем были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ (большая электронная счетная машина). В то-время эти машины были одними из лучших в мире. Самым выдающимся достижением в 60-х г. было изобретение БЭСМ — 6 — это первая отечественная и одна из первых в мире ЭВМ с быстродействием 1 миллион операций в секунду. Итак, первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов. Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тыс.опер/сек. Для ввода программ и данных использовались перфокарты и перфоленты. Т.к. внутренняя память машин была невелика, то они пользовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. Это были довольно громоздкие сооружения, содержащие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт. Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд Это довольно трудоемкая работа. Поэтому программирование в тс времена было доступно немногим.
Организация эвм и вычислительных систем
Раздел 1 Общие сведения об организации и архитектуре эвм и систем
Тема 1 История развития вт и классификация эвм Терминология в области эвм, вс и комплексов
Вычислительная машина (ВМ, Computer)
Совокупность технических средств, создающая возможность проведения обработки информации и получения результата в необходимой форме.
Электронно-вычислительная машина (ЭВМ, Electronic Computer)
Программируемое функциональное устройство, состоящее из одного или нескольких взаимосвязанных центральных процессоров, периферийных устройств, управление которыми осуществляется посредством программ, располагающихся в оперативной памяти.
Система обработки информации (СОИ, Information Processing System)
Совокупность технических средств и ПО, а также методов обработки информации и действий персонала, обеспечивающая выполнение автоматизированной обработки информации.
Вычислительная система (Computer System)
Часть, подсистема автоматизированной системы обработки информации (АСОИ), конструктивно обособленная и автономная по своему функциональному назначению.
Многопроцессорная вычислительная система (Multiprocessor computer system)
Система, в состав которой входят два или несколько процессоров.
Вычислительная сеть (сеть ЭВМ) (Computer Network)
Территориально рассредоточенная многомашинная система, состоящая из взаимодействующих ЭВМ, связанных между собой каналами передачи данных.
Совокупность средств и правил, обеспечивающих взаимодействие устройств ЭВМ или ВС, программ, а также пользователей.
Центральный процессор (ЦП, ЦПУ, CPU)
Исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами.
Технологический процесс
Масштаб технологии, которая определяет размеры полупроводниковых элементов, составляющих основу внутренних цепей полупроводниковых изделий.
Запись алгоритма в форме, понятной ЭВМ
Нулевое поколение
- Механические компьютеры (1642-1945)
- 1642г. Блез Паскаль сконструировал счетную машину
- 1801г. Жозеф Мария Жаккард строит ткацкий станок с программным управлением, программа работы которого задается с помощью комплекта перфокарт.
- 1832г. Чарльз Бэббидж построил разностную машину
- 1938 год. Немецкий инженер Конрад Цузе строит механический программируемый вычислитель Z1 с памятью на 1000 бит.
- 1943г. Группа ученых Гарвардского университета во главе с Говардом Айкеном разрабатывает вычислительASCCMarkI(AutomaticSequence—ControlledCalculatorMarkI). — первый программно-управляемый вычислитель, получивший широкую известность.