рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Эволюция принципов построения ЭВМ

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Эволюция принципов построения ЭВМ

Эволюция принципов построения ЭВМ - раздел Образование, Системы счисления Основным Принципом Построения Всех Современных Эвм Является Программное Уп...

Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление. Наиболее распространенный вариант реализации этого принципа был предложен в 1945 году фон Нейманом. Сущность его заключается в следующем.

Все вычисления, заданные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов - команд. Каждая команда определяет:

- выполняемую операцию;

- расположение (адреса) операндов;

- служебные признаки.

Операнды - это данные, обрабатываемые программой. К ним относят переменные, элементы массивов, промежуточные результаты, а также адреса. Программы и обрабатываемые данные должны совместно храниться в памяти ЭВМ. Для обращения к программам, командам и операндам используются их адреса. В качестве адресов выступают номера ячеек памяти ЭВМ. Выполнение каждой команды программы предполагает многократное обращение к памяти (выборка команд, выборка операндов, пересылка результатов и др.).

В первом и втором поколениях ЭВМ одна и та же аппаратура выполняла как основные, так и вспомогательные действия, т.е. использовалось централизованное построение и управление. Развитие вычислительной техники потребовало сначала децентрализации построения ЭВМ, а затем и децентрализации управления.

Принципы модульности построения и магистральности организации связей реализуют идею децентрализации при разработке аппаратуры ЭВМ и обеспечивают, в первую очередь, возможность одновременного выполнения одновременных действий различными аппаратными модулями.

Модульность построения предполагает выделение в структуре ЭВМ достаточно автономных, функционально и конструктивно законченных устройств, таких как процессор, модуль памяти, внешнее устройство и др. Модульное построение ЭВМ делает её открытой системой, способной к адаптации и совершенствованию. Появляется возможность:

- увеличения мощности и улучшения структуры путем замены отдельных устройств на более совершенные;

- изменения конфигурации системы для учета требований конкретных пользователей;

- подключения дополнительных устройств и др.

Основным средством подключения модулей и объединения их в систему являются магистрали или шины, которые представляют собой стандартные средства сопряжения (интерфейсы), унифицированные как по электрическим характеристикам, так и по алгоритмам их работы.

В современных ЭВМ модульность реализуется не только на уровне ЭВМ и периферийных устройств, но и в пределах процессоров. В частности, появились отдельные специализированные процессоры, например, для выполнения операций над числами с плавающей точкой, для обработки графических данных и др. В целом модульность структуры ЭВМ требует стандартизации и унификации технических и программных средств, что, в свою очередь, обеспечивает улучшение характеристик ЭВМ, повышение технологичности их производства.

Рост функциональных возможностей отдельных модулей ЭВМ потребовал реализации децентрализованного управления аппаратурой.

Принцип иерархии управления направлен на организацию децентрализованного управления и предполагает, в свою очередь, иерархическое построение структуры ЭВМ. Главный (центральный) модуль системы определяет последовательность работ подчиненных модулей и выполняет их инициализацию. После этого подчиненные модули продолжают работу по собственным программам управления. Результаты выполнения требуемых операций передаются в главный модуль для правильной координации всех действий. Подчиненные модули могут использовать специальные шины (магистрали) для обмена управляющими сигналами, данными и адресами.

Следует заметить, что иерархический принцип построения и управления является характерным не только для ЭВМ в целом, но и для её отдельных подсистем. Например, система памяти также имеет иерархическую структуру.

Децентрализованное управление обеспечило переход к более сложным многопрограммным режимам работы ЭВМ, когда в ЭВМ одновременно могут обрабатываться несколько программ пользователей. При этом предполагается параллельная работа отдельных устройств, задействованных в вычислениях по различным задачам пользователей. Например, внешние устройства могут выполнять печать документов и прием сообщений из каналов связи. Процессор в это время может выполнять вычисления по некоторой программе, а пользователь – вводить данные и одновременно слушать музыку и др.

В компьютерах, имеющих один вычислительный модуль (процессор), многопрограммная обработка реализуется в режиме разделения времени, когда процессор постоянно переключается с одной программы на другую, затрачивая на каждую определенный период (квант) времени. В каждой конкретный момент времени процессор обслуживает только одну программу, но для нескольких пользователей создается иллюзия одновременной независимой работы.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Системы счисления

На всех этапах своего эволюционного развития люди стремились механизировать... История развития вычислительной техники как у нас в стране так и за рубежом привлекает к себе все большее внимание...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Эволюция принципов построения ЭВМ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Системы счисления
В истории систем счисления выделяют несколько этапов: начальная стадия счета, непозиционные системы счисления, поместные или позиционные системы счисления. Начальная стадия счета характеризуется из

Абак и счеты
Ручной период начался на заре человеческой цивилизации. Фиксация результатов счета у разных народов на разных континентах производилась разными способами: пальцевый счет, нанесение засечек, счетные

Логарифмическая линейка
Первым устройством для выполнения умножения был набор деревянных брусков, известных как палочки Непера. В 17 веке шотландцем Джоном Непером (1550-1617 гг.) были изобретены логарифмы. Для и

Машина Паскаля
Развитие механики в 17 веке стало предпосылкой вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений, обеспечивающий перенос старшего разряда. Первая механическ

Арифметическая машина Лейбница
Следующий огромный шаг вперед был сделан Г.Лейбницем, который начал с усовершенствования машины Паскаля, но затем сумел создать устройство, которое выполняло не только сложение и вычитание, но все

Перфокарты Жаккара
Французский ткач и механик Жозеф Жаккар создал первый образец машины, управляемой вводимой в нее информацией. В 1802 г. он построил машину, которая облегчила процесс производства тканей со сложным

Вычислительные машины Бэббиджа (программное управление)
Особое место среди разработок механического этапа развития вычислительной техники занимают работы англичанина Ч. Бэббиджа, с полным основанием считающегося родоначальником и идеологом современной в

Арифмометр Однера
Началом математического машиностроения можно считать изобретение русским инженером В. Однером в 1874 г. арифмометра. Из многочисленных конструкций арифмометров, предложенных изобретателями разных с

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
3.1. Релейные машины Период электромеханического этапа развития (40-е годы 20 в.) характеризуется созданием целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управле

ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
Первые ЭВМ появились более 60 лет назад. За это время электроника, микроэлектроника и вычислительная техника стали основными составляющими мирового научно-технического прогресса. Историчес

Четвертое поколение ЭВМ (с 1972 г.)
Четвёртое поколение - это современное поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года. Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответ

Поколения ЭВМ и автоматизация вычислительных работ
ЭВМ или компьютер – это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для решения задач пользователя (рис. 5.1).

Структуры ЭВМ различных поколений
Структурная схема ЭВМ первого и второго поколений, показанная на рис. 5.3, соответствует принципу программного управления и определяет последовательный характер преобразования данных по неко

Основные характеристики ЭВМ
Эффективное использование вычислительной техники предполагает, что каждый вид вычислений требует применения ЭВМ с определенными характеристиками. Выбирая компьютер для решения своих задач, пользова

Архитектуры ЭВМ и микропроцессоров
В 1966 г. Майкл Флинн предложил классифицировать вычислительные системы по соотношению потоков команд и данных. Эта классификация используется до настоящего времени. В соответствии с классификацией

Джон фон Нейман и Алан Тьюринг
Американский ученый Джон фон Нейман – автор ряда основополагающих идей в области вычислительной техники. Именно с его именем связывают основные архитектурные принципы ЭВМ первых поколений.

Атанасов, Моучли и Эккерт
В конце 30-х годов Джон Атанасов (1903-1995), профессор колледжа штата Айова, после попыток создания аналоговых устройств для осуществления сложных вычислений начал работать над созданием цифрового

ЭВМ, созданные под руководством С.А. Лебедева
Основные работы по созданию универсальных ЭВМ первого и второго поколений выполнялись в СССР по оригинальным проектам отечественных специалистов. Среди основоположников отечественной вычислительной

Машины И.С. Брука и его учеников
Исаак Семенович Брук - один из пионеров отечественной вычислительной техники. Он закончил МВТУ им. Н.Э.Баумана в 1925 г. (в одной группе с ним учился С.А.Лебедев). По окончании учебы работал во Все

ЭВМ, созданные под руководством В.М. Глушкова
Виктор Михайлович Глушков (1923-1982) - выдающийся советский ученый в области кибернетики. В 1948 г. окончил Ростовский-на-Дону университет и был направлен для работы в Свердловский лесотехнический

ИСТОРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭВМ
7.1. Отечественная ЭВМ «Сетунь» Для представления информации в компьютерах используется двоичная система, в соответствии с которой единица данных, байт, представляет собой

Первые зарубежные суперЭВМ
Первым разработчиком суперкомпьютеров, производимых во всем мире, является американский специалист Сеймур Крей (1925 – 1996). В своих разработках он использовал принципы RISC-технологии еще до того

Компьютеры фирмы IBM
В развитии вычислительной техники в США и мире главные роли играли и продолжают играть такие компании, как IBM, Hewlett-Packard (HP), CDC (Control Data Corporation), Intel (Integrated Electronics)

Появление персональных компьютеров
Персональный компьютер – это ЭВМ, специально созданная для работы в однопользовательском режиме. Появление персонального компьютера прямо связано с рождением микрокомпьютера. Очень часто термины «п

Какими должны быть ЭВМ следующих поколений
Сейчас ведутся интенсивные разработки ЭВМ пятого поколения. Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использовани

САПР в электронике
История САПР в электронике берет свое начало в первой половине 60-х годов прошлого века. В США первыми программами анализа нелинейных электронных схем были TAP, NET-1, разработанные в 1962

САПР в машиностроении
Основными требованиями к промышленному производству являются сокращение срока выхода продукции на рынок, снижение ее себестоимости и повышение ее качества. Выполнить эти требования невозможно без ш

История ИПИ-технологий
Необходимость создания и использования CALS (ИПИ)-технологий была понята в процессе роста сложности проектируемых технических объектов. Работы по CALS были инициированы в оборонной промышленности С

Библиографический список
1. Апокин И.А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительных машин. - М.: Наука, 1974. - 399 с. 2. Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. От абака до компьютера. – М.: Знание, 1975. 3.