рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Информатика
/
История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ - раздел Информатика, УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина Информатика Развитие Эвм Делится На Несколько Периодов. Поколения Эвм Каждого Периода Отл...

Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением. Эти и другие характеристики ЭВМ разных поколений приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Поколения ЭВМ
Характеристики	Первое 1946-1956 гг.	Второе 1956-1963 гг.	Третье 1964-1971 гг.	Четвертое	Пятое
1971 - 1979 гг.	1985 г.
1. Элементная база ЦП	Электронные лампы	Транзисторы	Интегральные схемы	БИС	СБИС	СБИС + опто - и крио - электроника
2. Элементная база ОЗУ	Электронно-лучевые трубки	Ферритовые сердечники	Ферритовые сердечники	БИС	СБИС	СБИС
3. Maксимальная емкость ОП в байтах	10²	10³	10⁴	10⁵	10⁷	10⁸
4. Максимальное быстродействие ЦП в ОС	10⁴	10⁶	10⁷	10⁸	10⁹ + многопроцессорность	10¹² + многопроц
5. Языки программирования	Машинный код	+ ассемблер	+ процедурные языки высокого уровня (ЯВУ)	+ новые процедурные ЯВУ	+ непроцедурные ЯВУ	+ новые непроцедурные ЯВУ
6. Средства связи пользователя с ЭВМ	Пульт управления, перфокарты	Перфокарты, перфоленты	Алфавитно-цифровой терминал	Монохромный графический дисплей, клавиатура	Цветной графический дисплей, клавиатура, "мышь" и т.д.	+ устройства голосовой связи с ЭВМ

Первое поколение — компьютеры на электронных лампах (1946 — 1956г.). За точку отсчета эры ЭВМ обычно принимают 15 февраля 1946 года, когда ученые Пенсильванского университета США ввели в строй первый в мире электронный компьютер ЭНИАК. В нем использовалось 18 тысяч электронных ламп. Машина занимала площадь 135 м3, весила 30 тонн и потребляла 150 кВт электроэнергии. Она использовалась для решения задач, связанных с созданием атомной бомбы. И хотя механические и электромеханические машины появились значительно раньше, все дальнейшие успехи ЭВМ связаны именно с электронными компьютерами. В СССР в 1952 году академиком С.А. Лебедевым была создана самая быстродействующая в Европе ЭВМ БЭСМ. Быстродействие первых машин было несколько тысяч операций в секунду.

Второе поколение — компьютеры на транзисторах (1956 — 1963 г.). Полупроводниковый прибор - транзистор был изобретен в США в 1948 году Шокли и Бардиным. Компьютеры на транзисторах резко уменьшили габариты, массу, потребляемую мощность, повысили быстродействие и надежность. Типичная отечественная машина (серий "Минск", "Урал") содержала около 25 тысяч транзисторов. Лучшая наша ЭВМ БЭСМ-6 имела быстродействие 1 млн. оп/с.

Третье поколение — компьютеры на микросхемах с малой степенью интеграции (1964 — 1971г.). Микросхема была изобретена в 1958 году Дж. Килби в США. Микросхемы позволили повысить быстродействие и надежность ЭВМ, снизить габариты, массу и потребляемую мощность. Первая ЭВМ на микросхемах IBM-360 была выпущена в США в 1965 году, как и первая мини-ЭВМ PDP-8 размером с холодильник. В СССР большие ЭВМ третьего поколения серии ЕС (ЕС-1022-ЕС-1060) выпускались вместе со странами СЭВ с 1972 года. Это были аналоги американских ЭВМ IBM-360, IBM-370.

Четвертое поколение — компьютеры на микропроцессорах (1971 — настоящее время). Микропроцессор — это арифметическое и логическое устройство, выполненное чаще всего в виде одной микросхемы с большой степенью интеграции. Применение микропроцессоров привело к резкому снижению габаритов, массы и потребляемой мощности ЭВМ, повысило их быстродействие и надежность. Первый микропроцессор Intel-4004 был выпущен в США фирмой Intel в 1971 году. Его разрядность была 4 бита. В 1973г. был выпущен 8-битовый Intel-8008, а в 1974 г. Intel-8080. В 1975 г. появился первый в мире персональный компьютер Альтаир-8800, построенный на базе Intel-8080. Началась эра персональных ЭВМ.

В 1976 г. появился персональный компьютер Apple на базе микропроцессора фирмы Motorola, который имел большой коммерческий успех. Он положил начало компьютерам серии Макинтош. Первый компьютер фирмы IBM с названием IBM PC появился в 1981 году. Он был сделан на базе 16-битового микропроцессора Intel-8088 и имел ОЗУ 1 Мб (у всех других машин было тогда ОЗУ 64 Кб). Фактически он стал стандартом персонального компьютера. Сейчас IBM-совместимые компьютеры составляют 90% всех производимых в мире персональных компьютеров. В 1983г. на базе Intel-8088 был выпущен компьютер IBM PC/ХT, имеющий жесткий диск. В 1982г. был сделан 16-битовый процессор Intel-80286, который был использован фирмой IBM в 1984г. в компьютере серии IBM PC/AT. Его быстродействие было в 3 — 4 раза выше, чем у IBM PC/ХT. В 1985г. фирма Intel разработала 32-битовый процессор Intel-80386.

Он содержал примерно 275 тысяч транзисторов и мог работать с 4 Гб дисковой памяти. Для процессоров Intel-80286 и Intel-80386 появились математические сопроцессоры соответственно Intel-80287 и Intel-80387, которые повышали быстродействие компьютеров при математических расчетах и при работе с плавающей запятой. Процессоры 80486 (1989г.), Pentium (1993г.), Pentium-Pro (1995г.), Pentium-2 (1997г.) и Pentium-3 (1999г.) уже имеют встроенный математический сопроцессор. На базе процессоров Pentium собраны многие современные персональные компьютеры.

Пятое поколение (перспективное) — это ЭВМ, использующие новые технологии и новую элементную базу, например сверхбольшие интегральные схемы, оптические и магнито-оптические элементы, работающие посредством обычного разговорного языка, оснащенные огромными базами данных. Предполагается также использовать элементы искусственного интеллекта и распознавание зрительных и звуковых образов. Такие проекты разрабатываются в ведущих промышленно развитых странах.

Одна из общепринятых классификаций ЭВМ приведена Б.С. Богумирским.

Большие ЭВМ (mainframe) IBM 360/370, ЕС ЭВМ, ES/9000, IBM S/390.
Супер-ЭВМ (Cray J90, Convex C38XX, IBM SP2, SGI POWER CHALLENGE, системы MPP, Электроника СС-100, Эльбрус-3).
Мини-ЭВМ (PDP-11, VAX, СМ ЭВМ).
Микро-ЭВМ: АРМ; встроенные; ПЭВМ.

С точки зрения взаимодействия команд и данных, интересна классификация ЭВМ по Флинну:

1. ОКОД (SISD) - "одиночный поток команд, одиночный поток данных". Традиционная архитектура фон Неймана + КЭШ + память + конвейеризация.

2. ОКМД (SIMD) - "одиночный поток команд, множественный поток данных".

3. МКМД (MIMD) - "множественный поток команд, множественный поток данных", мультипроцессорные системы (несколько устройств управления и АЛУ).

Основные модели ПЭВМ, представленные на рынке:

ЭВМ фирмы IBM и их аналоги. Характерен принцип открытости архитектуры.
ЭВМ фирмы Apple собираются на базе микропроцессоров фирмы Motorola, представлены двумя семействами: Apple и Macintosh. Основное отличие от ЭВМ фирмы Intel -замкнутость архитектуры.
ЭВМ независимых фирм производителей.

С середины 60-х годов вместо независимой разработки аппаратуры и программ стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. На первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие — архитектура ЭВМ.

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.

Рис.4 1. Основные компоненты архитектуры ЭВМ

Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации. ЭВМ.

Более чем за полвека развития вычислительных средств прогресс в аппаратной реализации ЭВМ и их технических характеристик превзошел все прогнозы, и пока не заметно снижение его темпов. Несмотря на то, что современные ЭВМ внешне не имеют ничего общего с первыми моделями, основополагающие идеи, заложенные в них и связанные с понятием алгоритма, разработанным Аланом Тьюрингом (впервые предложившим основы работы машины без участия человека), а также архитектурной реализацией, предложенной Джоном фон Нейманом, пока не претерпели коренных изменений.

Машина фон Неймана — схема универсального компьютера, предложенная американским математиком Джоном фон Нейманом в 1946 г. По этой схеме действуют большинство компьютеров в наше время (рис.4.2).

Рис. 4.2. Структура ЭВМ.

ЭВМ неймановской архитектуры содержит следующие основные устройства:

1. арифметическо-логическое устройство (АЛУ);

2. устройство управления (УУ);

3. запоминающее устройство (ЗУ);

4. устройство ввода-вывода (УВВ);

5. пульт управления (ПУ);

6. системный интерфейс (СИ).

В современных ЭВМ АЛУ и УУ объединены в общее устройство, называемое центральным процессором. Если оно реализовано в одной микросхеме оно называется микропроцессором.

Принцип работы состоит в следующем: Вычислительный процесс должен быть предварительно представлен для ЭВМ в виде программы — последовательности команд, записанных в порядке выполнения в ЗУ. В процессе выполнения программы УУ выбирает очередную команду из ЗУ, расшифровывает ее, определяет, какие действия и над какими операндами (данными) следует выполнить. Далее УУ помещает выбранные из ЗУ данные в АЛУ, где они и обрабатываются под управлением УУ.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина Информатика

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ сервиса ПВГУС...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры 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:

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель преподавания дисциплины "Информатика" состоит в изучении основных положений и разделов информатики; получении навыков практического использования компьютера; получени

Распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий
№ семестра Число недель Количество часов по плану Количество часов в неделю Самостоятель-ная работа

Распределение фонда времени по темам и видам занятий
Наименование разделов по темам Аудиторные занятия Самостоятельная работа Всего лекции

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО И ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТРОЛЯ
Текущий и промежуточный контроль знаний осуществляется путем проведения тестирований, контрольных работ, отчетов по выполненным лабораторным работам. В связи с этим, для успешного освоения дисципли

Системы, образованные взаимодействующими элементами, состояния элементов, обмен информацией между элементами, сигналы
Информатика — это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функциониро

Меры и единицы представления, измерения и хранения информации
Информацией называют сведения о тех или иных объектах, явлениях или процессах в окружающей среде. Любая форма человеческой деятельности связана с передачей и обработкой информации. Она необх

Синтаксическая мера информации
Синтаксическая мера информации используется для количественного выражения обезличенной информации, не выражающей смыслового отношения к объектам. Объем данных Vд в сообщении изм

Семантическая мера информации
Порция информации может быть описана путем соотнесения ее с другой информацией, указания ее смысла и структуры. Например, каждому китайскому иероглифу можно соотнести какое-либо слово или понятие н

Прагматическая мера информации
Создание порции информации происходит по некоторой причине, а получение информации может привести к некоторому результату. Количественной мерой информации в этом случае может быть степень реакции с

Единицы измерения информации.
Существует много различных систем и единиц измерения данных. Каждая научная дисциплина и каждая область человеческой деятельности может использовать свои, наиболее удобные или традиционно устоявшие

Системы счисления
Система счисления (далее СС) - совокупность приемов и правил для записи чисел цифровыми знаками. В зависимости от способов изображения чисел цифрами, системы счисления делятся на: непозицион

Формы представления чисел
В информатике применяется две формы представления чисел: - естественная форма с фиксированной точкой (запятой), - нормальная (экспоненциальная) форма или с плавающей точкой (запят

Двоичная система счисления
Получила наибольшее распространение в информатике, т.к. внутреннее представление информации в ЭВМ также является двоичным. Для перевода чисел в десятичную систему используется формула (1):

Правила выполнения простейших арифметических действий.
Сложение в двоичной системе счисления осуществляется по правилам 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 210 = 102 (единица идет в старши

Тема 2. Информационные модели и системы
Многие открытия в различных науках были сделаны именно благодаря построению моделей различных объектов, процессов и явлений. Например, открытие кислорода стало возможным благодаря опытам п

Информационная модель объекта
Остановимся на информационных моделях, отражающих процессы возникновения, передачи, преобразования и использования информации в системах различной природы. Начнем с определения прос

Алгоритм и его свойства. Структура алгоритма.
Алгоритм — точное и понятное предписание исполнителю совеpшить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Алгоритм – система точно сф

Текстовые процессоры
Текстовый процессор — вид прикладной компьютерной программы, предназначенной для производства (включая набор, редактирование, форматирование, иногда печать) любого вида печатной информации. Иногда

Электронные таблицы
Электронные таблицы (или табличные процессоры) - это прикладные программы, предназначенные для проведения табличных расчетов. Появление электронных таблиц исторически совпадает с началом р

Базы данных
В настоящее время успешное функционирование различных фирм, организаций и предприятий просто не возможно без развитой информационной системы, которая позволяет автоматизировать сбор и обработку дан

Виды моделей данных
Основополагающими понятиями в концепции баз данных являются обобщенные категории «данные» и «модель данных». Понятие «данные» в концепции баз данных — это набор конкретных значений,

Реляционные базы данных
Э.Ф.Коддом (E.F.Codd) в 1970 впервые сформулировал основные понятия и ограничения реляционной модели. Цели создания реляционной модели формулировались следующим образом: · обеспечение боле

Основы реляционной алгебры
Реляционная модель основана на математическом понятииотношения, физическим представлением которого являетсятаблица. Дело в том, что Кодд, будучи опытным математик

Состав и назначение основных элементов персонального компьютера. Центральный процессор. Системные шины и слоты расширения
Процессор (микропроцессор) - основное устройство ЭВМ, и предназначен для выполнения вычислений по хранящейся в ЗУ программе и обеспечения общего управления ЭВМ. Тип процессора в со

Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики
Устройства ввода-вывода (УВВ) служат для ввода информации в ЭВМ и вывода из нее, а также для обеспечения общения пользователя с машиной. Процессы ввода-вывода протекают с использов

Устройства вывода информации
Мониторы (monitors) – устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Современный монитор состоит из корпуса, блока питания, плат управления и экрана. Информаци

Системное программное обеспечение.
Системное программное обеспечение по характеру использования отдельных комплексов программ подразделяется на следующие классы: - базовые системы ввода-вывода; - операцио

Защита информации.
Информационная безопасность — это защищенность информации от любых действий, в результате которых информация может быть искажена или утеряна, а владельцам или пользователям информа

Вредоносные программы
Компьютерный вирус - это программа, способная создавать свои копии (необязательно совпадающие с оригиналом} и внедрять их в файлы и системные области компьютера. При этом копии мог

Локальные компьютерные сети.
Возможно множество различных способов классификации компьютерных сетей. Рассмотрим только основные из них. В зависимости от расстояния между связываемыми узлами сети можно разделить на три

Базовые сетевые топологии
При организации компьютерной сети исключительно важным является выбор топологии, т. е. компоновки сетевых устройств и кабельной инфраструктуры. Нужно выбрать такую топологию, которая обеспечила бы

Сетевое оборудование
Сети можно создавать с любым из типов кабеля. 1. Кабель на основе витых пар (ТР) представляет собой несколько пар скрученных попарно изолированных медных проводов в единой

Глобальные сети ЭВМ.
Слово Internet происходит от словосочетания Interconnected networks (связанные сети), т.е. в узком смысле это глобальное сообщество малых и больших сетей. Обращаясь

История
После запуска Советским Союзом искусственного спутника Земли в 1957 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации. Агентство передо

Адресация в Интернете
Интернет - это глобальная информационная сеть, части которой логически взаимосвязаны друг с другом посредством единого адресного пространства. Если вы пользовались электронной почтой, то н

Поисковые информационные системы
Информационно-поисковые системы размещаются в Интернете на общедоступных серверах. Основой поисковых систем являются так называемые поисковые машины, или автоматические индексы. Специальные програм

Тема 6. Основы социальной информатики.
Программы по их юридическому статусу можно разделить на три большие группы: лицензионные, условно бесплатные (shareware), свободно распространяемые программы (freeware). Д

Кодирование символьной информации
Один байт может иметь 28 = 256 числовых кодов. Этого достаточно, чтобы ими закодировать заглавные и строчные символы латинского алфавита и кириллицы, знаки и специальные символы. Существ

Кодирование графических изображений
Существуют разные способы кодирования графических изображений (векторное, фрактальное, растровое), но при выводе на экран все виды кодов графических изображений преобразуются в растровый код.

Двоично-десятичная система счисления
В данной системе счисления все десятичные числа отдельно кодируются четырьмя двоичными цифрами в соответствии с таблицей 1 и в таком виде записываются последовательно друг за другом. Напри

Интересное предложение
Эта строка должна быть набрана шрифтом Arial, 12 пунктов, и выровнена по правому краю. Сейчас сделайте верхний колонтитул: 1) Выберите команду Вид®Колонтитулы

Образец формул
Необходимо создать документ, представленный на рис 5.6. Рис. 5.6. Простые формулы Задание 23. П

Функции MS Excel
1. ЕСЛИ Возвращает одно значение, если заданное условие при вычислении дает значение ИСТИНА, и другое значение, если ЛОЖЬ. Функция ЕСЛИ используется при проверке

Решение.
1) Необходимо протабулировать функцию (вычислить ее значения) на заданном отрезке. Табулирование будем осуществлять с шагом 0.1. Для организации вычислений занесем в ячейки A1, B1 соответс

ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ СРЕДСТВАМИ
Microsoft ACCESS» Цель: изучить основы создание таблиц, запросов на выборку и разработки форм в Microsoft Access. Задачи:

Объекты MS Access
Данные, с которыми работает СУБД, выстроены в иерархическую последовательность. На верхнем уровне находятся основные объекты MS Access; таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы и модули.

Создание таблиц и схемы данных
Основными объектами БД являются таблицы, которые связаны между собой в схему данных. Именно с этими объектами необходимо начинать работу. В MS Access существуют различные способы создания таблиц (

Создание таблицы в режиме Конструктор
При создании таблиц в режиме Конструктор в бланке конструктора заполнить столбцы Имя поля, Тип данных, Описание (при необходимости), а в области Свойства поля ввести необходимые свойства для каждо

Создание форм
Формы - это настраиваемые диалоговые окна, сохраняемые в базе данных в виде объектов специального типа. Формы в Access используются для поддержки следующих задач: вв

Фильтрация записей
Фильтр по выделенному фрагменту - критерием отбора является значение (или части значения) поля таблицы: Записи-Фильтр-Фильтр по выделенному. Обычный фильтр - отбор записей по

Создание запросов
Запрос - это динамический (виртуальный) набор данных, которые существуют только во время выполнения запроса. Запросы позволяют осуществить выборку данных по некоторому критерию или выполнить опред

Режимы создания запросов
Для создания запросов выбрать объект Запросыи команду Создать. В диалоговом окне Новый запросвыбрать режим создания запроса:

Between- определяет, находится ли числовое значение в указанном диапазоне. Формат записи Between #выражение1# and #выражение2#.
Например: Получить список студентов, рождённых в 1987 году с1.01 до 1.06. Условие отбора - выражение: Between #01.01.1987# and #01.06.1987#Данное выражение определ

Запись сложных условий отбора в конструкторе запросов Access
Сложное условие отбора - это логическое выражение, которое должно быть истинным для отбираемых записей БД. Логические выражения представляются на языке математической логики с исполь

Создание отчетов
Отчетыпозволяют выбрать из базы данных требуемую пользователем информацию и оформить её в виде документов, которые можно просмотреть и напечатать. Источником данных для отчета може

Логические элементы
При всей сложности устройства электронных блоков современных ЭВМ выполняемые ими действия осуществляются с помощью комбинаций относительно не большого числа типовых логических узлов. Основ

Типы данных
К типам данных относятся числовые константы, обычные и системные переменные, массивы (векторы и матрицы) и данные файлового типа. Константами называют поименованные объек

Сообщения об ошибках
При выполнении вычислений возможны ошибки. Сообщение об ошибке в Mathcad выводится в красном прямоугольнике, от которого отходит линия, указывающая на место ошибки. В Приложении 4 при

Тулыио ЦЕЛЗИО ТСДИЗЛО
Если первая буква алфавита имеет код 0, вторая — код 1 и т.д., алгоритм шифрования может быть выражен формулой у = (x + k) mod n, где x — код исходного символа, k — велич

Современные алгоритмы шифрования
Государственным стандартом шифрования в России является алгоритм, зарегистрированный как ГОСТ 28147-89. Он является блочным шифром, то есть шифрует не отдельные символы, а 64-битные блоки. В алгори

Перечень основной и дополнительной литературы
Основная литература: 1. Новожилов О. П. Информатика. Учебное пособие для вузов и ссузов [Текст]. –М.: ЮРАЙТ, 2011. - 564 c. 2. Симонович, С. В. Информатика. Базовый курс. 2-е изда

Методические указания для выполнения кОНТРОЛЬНОЙ работы
Для выполнения контрольной работы студенты должны изучить теоретические основы Turbo Pascal. В ходе выполнения контрольной работы приобретается опыт в разработке программ с четкой структуризацией,