рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основные характеристики ЭВМ

Основные характеристики ЭВМ - раздел Образование, Системы счисления Эффективное Использование Вычислительной Техники Предполагает, Что Каждый Вид...

Эффективное использование вычислительной техники предполагает, что каждый вид вычислений требует применения ЭВМ с определенными характеристиками. Выбирая компьютер для решения своих задач, пользователь интересуется функциональными возможностями технических и программных модулей, а не их конкретной реализацией. В частности, возникают следующие вопросы:

- как быстро будет решена задача определенного класса?

- насколько это соответствует определенной группе задач?

- какой сервис предоставляется существующими программами?

Таким образом, рядовой пользователь ЭВМ интересуется общими вопросами организации вычислений, что включается в понятие архитектуры ЭВМ. В широком смысле архитектура компьютера - это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ. Именно архитектура отражает принципы, положенные в основу построения компьютера.

Для непрофессионалов в области вычислительной техники архитектуру ЭВМ можно определить как совокупность свойств, существенных для пользователя. Это понятие конкретизируется через группы характеристик ЭВМ, отражающих возможности взаимодействия пользователя с машиной:

- технические и эксплуатационные характеристики (быстродействие и производительность, надежность, точность, достоверность, емкость ЗУ, размеры, стоимость, потребляемая мощность и др.);

- характеристики и состав функциональных модулей;

- возможности расширения состава технических и программных средств;

- возможность изменения структуры системы;

- состав программного обеспечения ЭВМ (операционная система, пакеты прикладных программ, системы программирования, сервисные программы и др.).

Важнейшими характеристиками компьютеров являются быстродействие и производительность. Это близкие, но всё же отличающиеся характеристики. Быстродействие характеризуется числом определенного типа команд, выполняемых ЭВМ в единицу времени. Производительность - это объем вычислительных работ, выполняемых ЭВМ в единицу времени (например, число некоторых стандартных задач).

Определение быстродействия и производительности представляет собой сложную инженерную и научную задачу, до настоящего времени не имеющую единых подходов и методов решения. Самой грубой характеристикой быстродействия может служить тактовая частота процессора. Однако эта характеристика позволяет сравнивать модели ЭВМ одного семейства, так как разные процессоры имеют значительно отличающиеся структуры, сильно влияющие на их производительность.

Более объективной единицей измерения быстродействия является величина, измеряемая в MIPS (Million Instructions Per Second) – миллион операций в секунду, где в качестве операций рассматриваются наиболее короткие операции типа сложения данных в регистрах. Эта характеристика широко использовалась для оценки машин второго и третьего поколений, но для современных ЭВМ применяется достаточно редко по следующим причинам:

- набор команд современных микропроцессоров может включать сотни команд, сильно отличающихся длительностью выполнения (в сотни раз);

- значение, выраженное в MIPS, сильно меняется в зависимости от особенностей программ;

- значение MIPS и показатели производительности могут противоречить друг другу для разных типов ЭВМ (например, с арифметическим сопроцессором и без него).

При решении научно-технических задач в программах резко увеличивается удельный вес (процент) операций с плавающей точкой. Для таких задач использовалась и продолжает использоваться другая характеристика быстродействия, выраженная в MFLOPS (мегафлопс) - Million Floating Point Operations Per Second или TFLOPS (терафлопс) – триллион операций с плавающей точкой в секунду. Этот показатель практически не применяется для ПК, так как сильно связан с особенностями решаемых задач и структурными характеристиками ЭВМ.

Производительность ЭВМ оценивается с помощью специальных тестовых наборов программ, которые можно разделить на три группы:

- набор тестов фирм-изготовителей для оценки качества собственных изделий. Например, фирма Intel для своих микропроцессоров ввела показатель iCOMP - Intel Comparative Microprocessor Performance index;

- специализированные тесты для конкретных областей применения ЭВМ. Например, тесты для ПК по офисным приложениям, для домашних компьютеров, для профессиональной работы с графикой и мультимедийными приложениями и др.;

- стандартные универсальные тесты, предназначенные для мощных ЭВМ.

Примерами тестов третьей группы могут служить:

- ранее использовавшаяся смесь Гибсона, т.е. смесь команд различных видов в определенных процентных соотношениях (сложение, вычитание с фиксированной точкой (ФТ); умножение с ФТ; деление с ФТ; сложение, вычитание с плавающей точкой (ПТ); умножение с ПТ; деление с ПТ; логические операции; условные передачи управления; безусловные передачи управления);

- современный пакет математических задач Linpack, по которому ведется список ТОР 500, включающий 500 самых мощных ЭВМ в мире.

Другой важнейшей характеристикой ЭВМ является емкость памяти. Она измеряется количеством единиц информации, которое может храниться в памяти одновременно. При этом емкость оперативной памяти и внешних ЗУ указывается отдельно. Емкость внешней памяти сильно зависит от типа носителя данных.

Надежность ЭВМ - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени. Высокая надежность обеспечивается в процессе производства ЭВМ. Наиболее ненадежными являются соединения отдельных элементов, ИС, БИС, модулей, блоков и т.п. Переход на новую элементную базу СБИС резко сокращает количество ИС и число их соединений друг с другом. Модульный принцип построения позволяет легко контролировать работу всех устройств, проводить их диагностику и устранение неисправностей.

Точность характеризует возможность различать почти равные (близкие) числовые значения. Точность результатов вычислений определяется главным образом разрядностью ЭВМ, а также используемыми единицами представления данных (байт, слово, двойное слово). Во многих применениях ЭВМ не требуется большой точности, например при обработке текстовых документов, при управлении технологическими процессами. В этих случаях достаточно использовать 8- и 16-разрядные коды. В математических расчетах требуется использовать более высокую разрядность данных (32, 64 и более). Поэтому современные ЭВМ допускают работу с 32- и 64-разрядными машинными словами. Языки программирования позволяют расширить этот диапазон в несколько раз, что обеспечивает очень высокую точность результатов.

Достоверность - это свойство информации быть правильно воспринимаемой и правильно воспроизводимой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Необходимый уровень достоверности обеспечивается аппаратно-программными средствами контроля ЭВМ. Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач и повторных расчетов. В особо ответственных случаях вычисления дублируются на других ЭВМ, а полученные результаты сравниваются.

 

– 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: Основные характеристики 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).  

Эволюция принципов построения ЭВМ
Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление. Наиболее распространенный вариант реализации этого принципа был предложен в 1945 году фон Нейманом. Сущнос

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

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.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги