Автор: Пользователь скрыл имя, 19 Декабря 2011 в 11:21, реферат
С увеличением объёма вычислений появился первый счётный переносной инструмент - “Счёты”.
В начале 17 века возникла необходимость в сложных вычислениях. потребовались счётные устройства, способные выполнять большой объём вычислений с высокой точностью. В 1642 г. французский математик Паскаль сконструировал первую механическую счётную машину - “Паскалину”.
Введение .............................................. 3
Направления развития и поколения ЭВМ
1.Аналоговые вычислительные машины (АВМ) .............. 4
2.Электронные вычислительные машины (ЭВМ) ............. 5
3.Аналого-цифровые вычислительные машины (АЦВМ) ....... 5
4.Поколения ЭВМ ....................................... 6
Единые серии ЭВМ
1.Отличия ЭВМ III поколения от прежних ................ 7
2.Особенности машин ЕС ЭВМ ............................ 8
3.Агрегатный принцип построения ЭВМ ................... 9
4.Интерфейс, селекторный и мультиплексный каналы ......10
5.Структура машин ЕС ЭВМ ..............................11
6.Машинные элементы информации ........................12
7.Система программного обеспечения ....................13
8.Программная совместимость ...........................15
9.Защита памяти .......................................15
10.Режимы работы ЕС ЭВМ ...............................16
Микропроцессоры и их применение
1.Эффективность микропроцессоров ......................17
2.Структура 3-магистрального МП .......................19
3.Области применения МП ...............................20
Многопроцессорные вычислительные системы, сети,
ЭВМ V поколения
1.Магиспральная организация процессоров ЭВМ ...........21
2.Матричная параллельная организация процессоров ......21
3.Мультипроцессорная организация ......................22
4.Сети связи ЭВМ ......................................23
5.Особенности ЭВМ V поколения .........................23
Òèïè÷íûìè
ïðåäñòàâèòåëÿìè ìàøèí III ïîêîëåíèÿ ÿâëÿåòñÿ
ÅÑ ÝÂÌ, IBM-360. Îíè èìåþò ñëåäóþùèå
îñîáåííîñòè: èñïîëüçîâàíèå èíòåãðàëüíûõ
ñõåì, àãðåãàòíîñòü, áàéòíîå ïðåäñòàâëåíèå
èíôîðìàöèè, èñïîëüçîâàíèå äâîè÷íîé è
äåñÿòè÷íîé àðèôìåòèêè, ïðåäñòàâëåíèå
÷èñåë â ôîðìå ñ ïëàâàþùåé è ôèêñèðîâàííîé
òî÷êîé, ïðîãðàììíàÿ ñîâìåñòèìîñòü, íàä¸æíîñòü,
ìóëüòèñèñòåìíîñòü.
2.Îñîáåííîñòè
ìàøèí ÅÑ ÝÂÌ.
ÅÑ ÝÂÌ - ýòî öåëîå ñåìåéñòâî ìàøèí, êîòîðûå ïîñòðîåíû íà åäèíîé ýëåìåíòíîé áàçå, åäèíîé êîíñòðóêòèâíîé îñíîâå, ñ åäèíîé ñèñòåìîé ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, îäèíàêîâûì íàáîðîì ïåðèôåðèéíîãî îáîðóäîâàíèÿ. Èõ ðàçðàáîòêà íà÷àëàñü â 1970 ã., à ïðîìûøëåííûé âûïóñê òàêèõ ìàøèí íà÷àëñÿ â 1972 ã.
Âñå ìàøèíû ÅÑ ÝÂÌ ïðîãðàììíî-ñîâìåñòèìû ìåæäó ñîáîé è ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðåøåíèÿ íàèáîëåå ñëîæíûõ è îáú¸ìíûõ çàäà÷. Ýòè ìàøèíû ìîæíî îòíåñòè ê òèïó ìàøèí óíèâåðñàëüíûõ, ìóëüòèïðîãðàììíûõ, ñ âîçìîæíîñòüþ ïàðàëëåëüíî îáðàáàòûâàòü íåñêîëüêî çàäà÷.
Ìíîãèå ìîäåëè èìåþò åäèíóþ ëîãè÷åñêóþ ñòðóêòóðó è ïðèíöèï ðàáîòû. îäíàêî ðàçëè÷íûå ìîäåëè îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà áûñòðîäåéñòâèåì, êîíôèãóðàöèåé, ðàçìåðîì ïàìÿòè è ò.ä.
Òàê êàê ñèñòåìà ÅÑ ÝÂÌ ïîñòîÿííî ðàçâèâàåòñÿ, ïîñòîÿííî óëó÷øàþòñÿ âñå õàðàêòåðèñòèêè, òî ýòè ìàøèíû ìîæíî ïîäðàçäåëèòü íà 2 ñåìåéñòâà. Ê ïåðâîìó ñåìåéñòâó ìîäåëåé (Ðÿä-1) ìîæíî îòíåñòè òàêèå ìàøèíû, êàê ÅÑ-1010, ÅÑ-1020, ÅÑ-1021, ÅÑ-1030, ÅÑ-1040, ÅÑ-1050, ÅÑ-1060. Ê ýòîìó ñåìåéñòâó îòíîñÿòñÿ òàê æå ìîäèôèöèðîâàííûå îáðàçöû (Ðÿä-1Ì): ÅÑ-1012, ÅÑ-1022, ÅÑ-1033, ÅÑ-1052. Áîëåå ñîâåðøåííûå ìàøèíû: ÅÑ-1015, ÅÑ-1025, ÅÑ-1035, ÅÑ-1045, ÅÑ-1055, ìîæíî îáúåäèíèòü â Ðÿä-2, à ìîäåðíèçèðîâàííûå (Ðÿä-2Ì): ÅÑ-1036, ÅÑ-1066 è äð.
Óñòðîéñòâà ÅÑ ÝÂÌ òàê æå ðàçäåëÿþòñÿ íà öåíòðàëüíûå è ïåðèôåðèéíûå. Öåíòðàëüíûå - ýòî óñòðîéñòâà, êîòîðûå îïðåäåëÿþò îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìàøèíû, ýòî öåíòðàëüíûé ïðîöåññîð, îïåðàòèâíàÿ ïàìÿòü, ìóëüòèïëåêñíûé è ñåëåêòîðíûé êàíàëû. Ê ïåðèôåðèéíûì îòíîñÿòñÿ âíåøíèå óñòðîéñòâà (ÂÓ), óñòðîéñòâà ïîäãîòîâêè äàííûõ (ÓÏÄ), ñåðâèñíûå óñòðîéñòâà.
Äëÿ õðàíåíèÿ áîëüøèõ îáú¸ìîâ èíôîðìàöèè èñïîëüçóþòñÿ íàêîïèòåëè íà ìàãíèòíûõ ëåíòàõ è ìàãíèòíûõ äèñêàõ. Óñòðîéñòâà ââîäà ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ âîñïðèÿòèÿ ââîäèìîé èçâíå èíôîðìàöèè, å¸ ïðåîáðàçîâàíèÿ â ýëåêòðè÷åñêèå êîäîâûå ñèãíàëû è ïåðåäà÷è ê ìóëüòèïëåêñíîìó êàíàëó ïî ñðåäñòâàì èíòåðôåéñà ââîäà-âûâîäà. Óñòðîéñòâà âûâîäà ïåðåâîäÿò âûâîäèìûé èç ìàøèíû ñèãíàë îáðàòíî è âûâîäÿò åãî íà ïåðôîêàðòû (ïåðôîëåíòû), ëèáî íà äðóãèå âíåøíèå óñòðîéñòâà.
Äèñïëåé - ýòî óñòðîéñòâî ââîäà-âûâîäà àëôàâèòíî-öèôðîâîé è ãðàôè÷åñêîé èíôîðìàöèè íà ýëåêòðîííî-ëó÷åâóþ òðóáêó. Îí î÷åíü óäîáåí äëÿ îïåðàòèâíîãî èçìåíåíèÿ äàííûõ íåïîñðåäñòâåííî âî âðåìÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è.
Âûíîñèìûå ïóëüòû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ îáùåíèÿ ïîëüçîâàòåëÿ ñ ÝÂÌ, êîãäà èõ ðàçäåëÿþò ñîòíè ìåòðîâ.
Ñóùåñòâóþò 3 ãðóïïû óñòðîéñòâ ïîäãîòîâêè äàííûõ ÅÑ ÝÂÌ: ïåðôîêàðòî÷íûå, ïåðôîëåíòî÷íûå è èñïîëüçóþùèå ìàãíèòíûå ëåíòû. Íà êîíòðîëüíèêàõ â ÝÂÌ ïðîèçâîäèòñÿ êîíòðîëü çà ïðàâèëüíîñòüþ çàïèñè èíôîðìàöèè íà ïåðôîêàðòû. Ñóùåñòâóåò äâà ðåæèìà ðàáîòû ÓÏÄ íà ìàãíèòíîé ëåíòå: çàïèñü äàííûõ è ïå÷àòü ñ÷èòûâàåìûõ äàííûõ.
Ñåðâèñíûå óñòðîéñòâà íóæíû äëÿ êîíòðîëÿ íàä òåõíè÷åñêèìè ñðåäñòâàìè, èõ íàëàäêè, èñïûòàíèÿ è ðåìîíòà.
Ïîêàçàòåëè
òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ ÅÑ ÝÂÌ ïîñòîÿííî
óëó÷øàþòñÿ: óâåëè÷èâàåòñÿ áûñòðîäåéñòâèå,
îáú¸ìû ïàìÿòè è ò.ä. Ýòî ïðîèñõîäèò â ÷àñòíîñòè
çà ñ÷¸ò ïåðåõîäà íà ìèêðîñõåìû ñ áîëåå
âûñîêèì óðîâíåì èíòåãðàöèè (ÁÈÑ). Íî ýòî
óæå îòíîñèòñÿ ê ìàøèíàì IV ïîêîëåíèÿ.
3.Àãðåãàòíûé
ïðèíöèï ïîñòðîåíèÿ ÝÂÌ.
Ýòîò ïðèíöèï çàêëþ÷àåòñÿ â èçãîòîâëåíèè îòäåëüíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ óñòðîéñòâ ñ åäèíûìè óíèôèöèðîâàííûìè ñâÿçÿìè. Ýòè óñòðîéñòâà ëåãêî ìîãóò áûòü ñîåäèíåíû â âû÷èñëèòåëüíóþ ñèñòåìó òðåáóåìîé êîíôèãóðàöèè.
Ìàòåðèàëüíûå çàòðàòû è âðåìÿ íà ðàçðàáîòêó, ñáîðêó íàëàäêó è âíåäðåíèå àãðåãàòíûõ ÝÂÌ íàìíîãî ìåíüøå ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íûìè ÝÂÌ.
Âîçìîæíîñòü íàðàùèâàíèÿ ñòðóêòóðû ÝÂÌ è óìåíüøåíèÿ óÿçâèìîñòè ê îòêàçàì îáåñïå÷åíà êîíñòðóèðîâàíèåì ÝÂÌ èç îòäåëüíûõ ìîäóëåé. Ýòî ðàñøèðÿåò ãðàíèöû ïðèìåíåíèÿ òàêèõ ÝÂÌ.
Ìîäóëü - ýòî êîíñòðóêòèâíàÿ åäèíèöà ýëåêòðîííîãî îáîðóäîâàíèÿ, èìåþùåå çàêîí÷åííîå îôîðìëåíèå è ñòàíäàðòíûå ñðåäñòâà ñîïðÿæåíèÿ ñ äðóãèìè ïîäîáíûìè åäèíèöàìè. Ýòî, íàïðèìåð, îïåðàòèâíîå çàïîìèíàþùåå óñòðîéñòâî, íàêîïèòåëè íà äèñêàõ, ïðîöåññîð, êàíàë è ò.ä.
Îïåðàòèâíîå çàïîìèíàþùåå óñòðîéñòâî (ÎÇÓ) - ýòî âíóòðåííÿÿ (îïåðàòèâíàÿ) ïàìÿòü êîìïüþòåðà.
Íàêîïèòåëè íà ìàãíèòíûõ äèñêàõ (ÌÄ), ëåíòå (ÌË) è áàðàáàíàõ (ÌÁ) - ýòî âíåøíÿÿ ïàìÿòü.
Ïðîöåññîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îñíîâó êàæäîé ìàøèíû. Îí âûïîëíÿåò àðèôìåòè÷åñêèå è ëîãè÷åñêèå îïåðàöèè, óïðàâëÿåò ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ âûïîëíåíèÿ êîìàíä. Òà æå ó ïðîöåññîðà åñòü ñîáñòâåííîå ñâåðõîïåðàòèâíîå çàïîìèíàþùåå óñòðîéñòâî. ïîñòðîåííîå íà ðåãèñòðàõ.
Êàíàëû ââîäà-âûâîäà - ýòî ñïåöèàëèçèðîâàííûå ñðåäñòâà ñèñòåìû ââîäà-âûâîäà. Îíè îðãàíèçîâûâàþò ïðîöåññ îáìåíà ìåæäó ïåðèôåðèéíûìè óñòðîéñòâàìè è îïåðàòèâíîé ïàìÿòüþ.
Âñå
îäíîòèïíûå ìîäóëè âçàèìîçàìåíÿåìû.
4.Èíòåðôåéñ,
ñåëåêòîðíûé è ìóëüòèïëåêñíûé êàíàëû.
Èíòåðôåéñ - ýòî ñîâîêóïíîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ, ìåõàíè÷åñêèõ è ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ, ïîçâîëÿþùèõ ñîåäèíèòü ìåæäó ñîáîé ýëåìåíòû ñèñòåìû àâòîìàòè÷åñêîé îáðàáîòêè äàííûõ.
Íà ïðàêòèêå èíòåðôåéñ - ýòî ìíîãîêîíòàêòíîå ðàçú¸ìíîå êàáåëüíîå ñîåäèíåíèå ñ ÷¸òêèì ðàçãðàíè÷åíèåì ñèãíàëîâ äëÿ êàæäîãî ïðîâîäà. Îí ïîçâîëÿåò ïðèñîåäèíÿòü è ðàáîòàòü ñ ðàçëè÷íûìè ïåðèôåðèéíûìè óñòðîéñòâàìè, áûñòðîäåéñòâèå êîòîðûõ íå ïðåâîñõîäèò ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè êàíàëà.
Ñåëåêòîðíûé è ìóëüòèïëåêñíûé êàíàëû ñëóæàò äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñâÿçè ìåæäó ÝÂÌ è ïåðèôåðèéíûìè (âíåøíèìè) óñòðîéñòâàìè.
Ïî ñðåäñòâàì ñåëåêòîðíîãî êàíàëà ÝÂÌ ñîåäèíÿåòñÿ ñ áûñòðîäåéñòâóþùèìè âíåøíèìè óñòðîéñòâàìè, òàêèìè êàê íàêîïèòåëè íà ÌÄ, ÌÁ è ÌË. Ðàáîòà èäåò òîëüêî ñ îäíèì âíåøíèì óñòðîéñòâîì. Òàêîé ðåæèì ðàáîòû íàçûâàåòñÿ ìîíîïîëüíûì.
Òàê æå ñåëåêòîðíûé êàíàë ìîæåò áûòü îñíàù¸í àäàïòåðîì “êàíàë-êàíàë”, êîòîðûé óñòàíàâëèâàåò ñâÿçü ìåæäó êàíàëàìè ÝÂÌ.
×åðåç
ìóëüòèïëåêñíûé êàíàë èä¸ò îáìåí èíôîðìàöèåé
ìåæäó îïåðàòèâíîé ïàìÿòüþ è ïåðèôåðèéíûì
îáîðóäîâàíèåì ñ ìàëûì áûñòðîäåéñòâèåì,
íàïðèìåð, óñòðîéñòâà ââîäà-âûâîäà íà
ïåðôîëåíòû è ïåðôîêàðòû, àëôàâèòíî-öèôðîâîå
ïå÷àòàþùåå óñòðîéñòâî. Òàêèå óñòðîéñòâà
ìîãóò ðàáîòàòü íåçàâèñèìî äðóã îò äðóãà.
5.Ñòðóêòóðà
ìàøèí ÅÑ ÝÂÌ.
Îáîáù¸ííàÿ
ñòðóêòóðà ìàøèí ÅÑ ÝÂÌ.
Ïóíêòèðîì ïîêàçàíû ïóòè ïðîõîæäåíèÿ êîìàíä ïðîöåññîðà. Ñïëîøíûìè ëèíèÿìè - ïóòè îáìåíà èíôîðìàöèåé ìåæäó îñíîâíûìè îïåðàòèâíûìè çàïîìèíàþùèìè óñòðîéñòâàìè (ÎÎÇÓ) è âíåøíèìè óñòðîéñòâàìè.
Òàê
æå ïðîöåññîð ïîñòîÿííî ñîåäèí¸í ñ äâóìÿ
óñòðîéñòâàìè îñíîâíîé îïåðàòèâíîé ïàìÿòè.
6.Ìàøèííûå
ýëåìåíòû èíôîðìàöèè (áàéò, ïîëóñëîâî,
ñëîâî, äâîéíîå ñëîâî, ïîëå ïåðåìåííîé
äëèíû).
Ëþáîå ñëîâî, êàæäûé ñèìâîë óâåëè÷èâàåò êîëè÷åñòâî èíôîðìàöèè.
×òîáû èçìåðèòü êîëè÷åñòâî èíôîðìàöèè, íóæíî âçÿòü ñëîâî â êà÷åñòâå ýòàëîíà.  êà÷åñòâå àëôàâèòà â ÝÂÌ èñïîëüçóåòñÿ äâîè÷íûé àëôàâèò, ñîñòîÿùèé èç 0 è 1. Ýòàëîííûì ñ÷èòàåòñÿ ñëîâî, ñîñòîÿùåå èç îäíîãî ñèìâîëà òàêîãî àëôàâèòà. Îíî ïðèíèìàåòñÿ çà 1 è íàçûâàåòñÿ “Áèò”. ×òîáû èçìåðèòü êîëè÷åñòâî èíôîðìàöèè â ïðîèçâîëüíîì ñëîâå, åãî êîäèðóþò â ýòîì àëôàâèòå, à çàòåì íàõîäÿò åãî äëèíó.
Ìèíèìàëüíûé ýëåìåíò èíôîðìàöèè - 8 áèò ðàâíûé 1 áàéòó. 1 áàéò ïðåäñòàâëÿåò â ÝÂÌ áóêâó èëè ñèìâîë.
Äëÿ êîíòðîëÿ èíôîðìàöèè èñïîëüçóåòñÿ 9-é áèò ïðîâåðêè íà ÷¸òíîñòü.
Áîëåå êðóïíûìè åäèíèöàìè èçìåðåíèÿ ÿâëÿþòñÿ:
1 Êáàéò = 210 áàéò,
1 Ìáàéò = 220 áàéò,
1 Ãáàéò = 230 áàéò.
Áàéò ñîñòîèò èç 8-è ðàçðÿäîâ (áèòîâ), êîòîðûå íóìèðóþòñÿ ñëåâà íàïðàâî îò 0 äî 7. Êàæäûé áàéò â ïàìÿòè ÝÂÌ èìååò ñâîé ïîðÿäêîâûé íîìåð, íàçûâàåìûé àáñîëþòíûì àäðåñîì áàéòà. Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü íåñêîëüêèõ áàéò îáðàçóþò ïîëå äàííûõ. Êîëè÷åñòâî áàéò ïîëÿ íàçûâàþò äëèíîé ïîëÿ, à àäðåñ ñàìîãî ëåâîãî áàéòà - àäðåñîì ïîëÿ. Áàéòû íóìèðóþòñÿ ñëåâà íàïðàâî.
Ðàçëè÷àþò ïîëÿ ôèêñèðîâàííîé è ïåðåìåííîé äëèíû.
Ìèíèìàëüíûì ïîëåì ôèêñèðîâàííîé äëèíû ÿâëÿåòñÿ ïîëóñëîâî - ãðóïïà èç äâóõ áàéò , çàíèìàþùèõ â ïàìÿòè ÝÂÌ ñîñåäíèå ó÷àñòêè. Àäðåñ ïîëóñëîâà - ýòî àäðåñ êðàéíåãî ëåâîãî áàéòà, êîòîðûé âñåãäà êðàòåí äâóì. Íàïðèìåð, áàéòû 8, 9 îáðàçóþò ïîëóñëîâî ñ àäðåñîì 8.
Äâà ïîëóñëîâà îáðàçóþò ñëîâî, ñîñòîÿùåå èç 4-õ ïîñëåäîâàòåëüíî ðàñïîëîæåííûõ áàéò. Àäðåñ ñòàðøåãî (ëåâîãî) áàéòà êðàòåí 4 è ÿâëÿåòñÿ àäðåñîì ýòîãî ñëîâà.
Ãðóïïà èç äâóõ ñëîâ ñîñòàâëÿåò äâîéíîå ñëîâî.
Ïîëå ïåðåìåííîé äëèíû ìîæåò áûòü ëþáîãî ðàçìåðà â ïðåäåëàõ îò 0 äî 255 áàéò.
0 7 | 8 15 | 16 23 | 24 31 | 32 39 | 40 47 | 48 55 | 56 63 |
Áàéò | Áàéò | Áàéò | Áàéò | Áàéò | Áàéò | Áàéò | Áàéò |
Ïîëóñëîâî | Ïîëóñëîâî | Ïîëóñëîâî | Ïîëóñëîâî | ||||
Ñëîâî | Ñëîâî | ||||||
Äâîéíîå ñëîâî |
Òàê
ìîæíî ïðåäñòàâèòü ñîîòíîøåíèå ðàçðÿäíîñòè
ýëåìåíòîâ èíôîðìàöèè.
7.Ñèñòåìà
ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ÅÑ ÝÂÌ.
Ñèñòåìó ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ÝÂÌ (ÑÏÎ) ôîðìèðóþò ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà. Ýòî êîìïëåêñ ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ óâåëè÷åíèÿ ýôôåêòèâíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ìàøèí, îáëåã÷åíèÿ å¸ ýêñïëóàòàöèè. Ýòà ñèñòåìà ÿâëÿåòñÿ ïîñðåäíèêîì ìåæäó ÝÂÌ è ïîëüçîâàòåëåì, îáåñïå÷èâàåò óäîáíûé ñïîñîá îáùåíèÿ.
Ìîæíî âûäåëèòü 4 îñíîâíûå ÷àñòè ÑÏÎ:
Ñåé÷àñ èñïîëüçóþòñÿ 4 òèïà ÎÑ:
Ñòðóêòóðó ÎÑ ìîæíî ðàçäåëèòü íà íåñêîëüêî ãðóïï:
Òàê æå â ñîñòàâ ÎÑ âõîäÿò ñðåäñòâà, êîòîðûå ñíèæàþò òðóäî¸ìêîñòü ïîäãîòîâèòåëüíîãî ïðîöåññà ïðè ðåøåíèè çàäà÷. Ýòî ñèñòåìà àâòîìàòèçàöèè ïðîãðàììèðîâàíèÿ (ÑÀÏ). Îíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ òàêèå êîìïîíåíòû, êàê:
Çíà÷èòåëüíîé ÷àñòüþ ÑÏÎ ÿâëÿåòñÿ ïàêåò ïðèêëàäíûõ ïðîãðàìì (ÏÏÏ). ÏÏÏ - ýòî êîìïëåêñ ïðîãðàìì, íåîáõîäèìûõ äëÿ ðåøåíèÿ îïðåäåë¸ííîé çàäà÷è. Îíè îáÿçàíû óäîâëåòâîðÿòü òðåáîâàíèÿ ÎÑ, ïîä óïðàâëåíèåì êîòîðûõ îíè ðàáîòàþò.
Информация о работе Краткая история развития вычислительной техники