ЛЕКЦИЯ №2 «Технические средства реализации информационных процессов»

История ЭВМ. Классификация ЭВМ. Основные характеристики ЭВМ. Принципы фон-Неймана. Архитектура классической ЭВМ. Структура 16-разрядного микропроцессора. Системная (материнская) плата. Характеристики процессора. Оперативная и постоянная память. Системный блок. Компьютерная периферия: Клавиатура. Манипуляторы (мышь, джойстик и др.). Сканер. Монитор. Принтер. Плоттер. Модем.

История ЭВМ

1662 – Блез Паскаль изобрёл машину которая выполняла два действия: сложение и вычитание. Позже Лейбниц ввёл умножение и деление.

1874 – Одлер изобрёл арифмометр. Чебышев, Крылов, Жуковский усовершенствовали его.

1833 – Чарльз Бэббидж предложил аналитическую машину.

1944 – в США по идеям Бэббиджа сбыла сконструирована машина на основе реле (расчетно-механическая машина "Марк - 1").

За точку отсчета эры ЭВМ принимают 1946 – в США в Пенсильванском университете была продемонстрирована машина ЭНИАК с регулируемым потоком электронов. В этой машине 18.000 электрических ламп, 1500 электромеханических реле. Применение ламп повысило скорость выполнения операций в 1000 раз по сравнению с устройством "Марк - 1". Приведем еще некоторые технические характеристики этой ЭВМ : общий вес – 30т, производительность - 5000 операций в секунду.

1950 – в Киеве под руководством Лебедева была создана малая ЭВМ

1957 – создан транзистор.

Принято выделять немколько поколений ЭВМ:

I поколение ЭВМ 1950-1958 построены на лампах.

II поколение 1959-1967 на транзисторах и печатных платах.

III поколение 1968-1978 на микросхемах малой степени миниатюризации. Многополосный монтаж.

VI поколение 1979-1993 на микросхемах большой степени миниатюризации

V 1994-… микросхемы сверхбольшой степени миниатюризации.

Для ЭВМ V поколения характерно не только совершенствование элементарной базы, но и совершенствование архитектуры системы, связанной с параллельной обработкой информации. ЭВМ V поколения обладает возможностью взаимодействовать при помощи естественного языка, способна обучаться, производить смысловую обработку информации, делать логические суждения. Эти функции связаны с совершенствованием программного обеспечения (ПО), а не элементарной базы, поэтому между машинами VI и V поколения по элементарной базе нет чёткой границы.

Классификация ЭВМ

По способам представления информации ЭВМ подразделяются на:

1. Аналоговые;

2. Цифровые;

3. Гибридные.

В аналоговых ЭВМ (АВМ) информация представляется в виде непрерывно изменяющейся во времени аналоговой величины (напряжения или тока).

В цифровых ЭВМ (ЦВМ) информация представляется в виде специальных кодов, в принятой для данной ЭВМ системе исчисления.

В гибридных ЭВМ используется как аналоговое, так и дискретное представление информации. Например, такие ЭВМ имеют аналоговый вход информации, затем следует цифровая обработка и аналоговый выход.

По особенностям архитектурной организации:

1. ЭВМ общего назначения;

2. Мини-ЭВМ;

3. Микро-ЭВМ;

4. Супер-ЭВМ.

Архитектура – особенности структурного построения ЭВМ, важные с точки зрения пользователя. Одна и та же ЭВМ может иметь разные архитектуры с точки зрения, например, системного и прикладного программиста.

ЭВМ общего назначения характеризуются:

1. наличием высокопроизводительного процессора с полным набором команд;

2. оптимальным (чаще всего 32-х разрядным) машинным словом;

3. возможностью организации мультипрограммного режима работы ЭВМ;

4. наличие стандартных средств сопряжения процессора с развитой периферией.

Мини-ЭВМ? характеризуются

1. укороченным (чаще 16 разрядным) машинным словом;

2. ограниченным набором команд;

3. меньшим объёмом оперативной памяти;

4. сравнительно небольшим набором периферийных устройств.

Микро-ЭВМ характеризуются

1. реализацией на основе микропроцессоров;

2. повышенной надёжностью;

3. уменьшенной стоимостью.

К микро-ЭВМ относятся также персональные калькуляторы, которые можно разделить на бытовые учебные и профессиональные персональные калькуляторы.

Существует ещё один класс микро-ЭВМ с ручным управлением - клавишные микрокалькуляторы, предназначенные для решения определённых задач с небольшим объёмом вычислений.

Супер-ЭВМ характеризуется сверхвысокой производительностью которая достигается путём распараллеливания вычислительного процесса. Сюда же относятся параллельные ЭВМ (многопроцессорные машины).

По области применения:

1. Универсальные;

2. Специализированные.

Универсальные ЭВМ ориентированы на решение широкого круга задач путём разработки соответствующего программного обеспечения. Как правило разработку таких программ осуществляют по заказам извне.

Характерные особенности универсальных ЭВМ:

1. наличие высокопроизводительного процессора;

2. большой объём памяти;

3. соответствующая ОС.

Специализированные ЭВМ предназначены для решения определённого круга задач и не требуют, как правило, разработки нового ПО. Специализированные ЭВМ проще и дешевле универсальных ЭВМ.

В современных микропроцессорных схемах к специализированным ЭВМ относятся серверы.

Серверы обеспечивают связь микро-ЭВМ в локальной или глобальной сети.