Учебники к курсу

  1. Гуров В.В., Чуканов В.О.
    Основы теории и организации ЭВМ
    Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2006
  2. Варфоломеев В.А., Лецкий Э.К., Шамров М.И., Яковлев В.В.
    Архитектура и технологии IBM eServer zSeries
    Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2005
  3. Богданов А.В., Корхов В.В., Мареев В.В., Станкова Е.Н.
    Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем
    Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2004
  4. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К.
    Основы микропроцессорной техники
    Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2006

Список литературы

Внимание! Внешние ссылки могут не работать. Пожалуйста, ищите необходимую информацию в Сети (WWW).

 
  1. Аванесян Г.Р., Лёвшин В.П.
    Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник
    М.: Машиностроение, 1993
  2. Атовмян И.О.
    Архитектура вычислительных систем
    М.: МИФИ, 2002
  3. Борковский А.
    Англо-русский словарь по программированию и информатике (с толкованиями)
    М.: Русский язык, 1990
  4. Бродин В.Б., Шагурин И.И.
    Микропроцессор i486.Архитектура, программирование, ин­терфейс
    М.:ДИАЛОГ-МИФИ,1993
  5. Гуров В.В.
    Синтез комбинационных схем в примерах
    М.: МИФИ, 2001
  6. Гуров В.В., Ленский О.Д., Соловьев Г.Н., Чуканов В.О.
    Архитектура, структура и организация вычислительного процесса в ЭВМ типа IBM PC
    М.: МИФИ, 2002. Под ред. Г.Н. Соловьева
  7. Каган Б.М.
    Электронные вычислительные машины и системы
    М.: Энер­го­атом­из­дат, 1991
  8. Казаринов Ю.М., Номоконов В.Н., Подклетнов Г.С. и др.
    Микропроцессорный ком­п­лект К1810: Структура, программирование, применение
    М.: Высшая школа, 1990. Под ред. Ю.М. Казаринова
  9. Корнеев В.В., Киселев А.В.
    Современные микропроцессоры
    М.: Нолидж, 1998
  10. Лю Ю-Чжен, Гибсон Г.
    Микропроцессоры семейства 8086/8088
    М.:Радио и связь, 1987
  11. Майоров С.А., Новиков Г.И.
    Структура электронных вычислительных машин
    Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ие, 1979
  12. Никитин В.Д., Соловьев Г.Н.
    Операционнные системы
    М.:Мир, 1989
  13. Савельев А.Я.
    Прикладная теория цифровых автоматов
    М.: Высшая школа, 1987
  14. ГОСТ 15133-77. Приборы полупроводниковые, термины и определения
  15. ГОСТ 17021-75.Микроэлектроника, термины и определения
Архитектура и организация ЭВМ
Предметный указатель: версия для печати
ПОСТРАНИЧНО D F J L R А Б В Г Д Е З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Ш Э

 
# Ключевое слово № лекции (страницы)
D  
  D-триггер 1 (2), 2 (2),

 
F  
  FIFO 13 (1),

 
J  
  JK-триггер 1 (2), 2 (1),

 
L  
  LIFO 13 (1),

 
R  
  RAM 5 (1),

 
  ROM 5 (1),
    ... По типу обращения ЗУ делятся на устройства, допускающие как чтение, так и запись информации, и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), предназначенные только для чтения записанных в них данных (ROM - read only memory). ... лекция 5, страница 1 »

 
  RS-триггер 1 (2),

 
А  
  алгоритм планирования Корбато 13 (1),

 
  АЛУ 3 (1, 2),

 
Б  
  базово-индексная адресация 6 (1),
    ... Эффективный адрес при базово-индексной адресации равен сумме содержимого базового и индексного регистров, определяемых командой: ... лекция 6, страница 1 »

 
  безусловный переход 6 (2, 3),

 
  буфер ассоциативной трансляции адреса страницы 16 (2),
    ... При страничном преобразовании номера виртуальной страницы в номер физической страницы используется кэш-буфер ассоциативной трансляции (TLB), содержащий физические адреса 32-х наиболее активно используемых страниц ( рис. 16.5) и расположенный непосредственно в микропроцессоре. ... лекция 16, страница 2 »

 
  быстродействие памяти 5 (1),
    ... Быстродействие памяти определяется продолжительностью операции обращения, то есть временем, затрачиваемым на поиск нужной информации в памяти и на ее считывание, или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной информации, и на ее запись: tобр = max(tобр сч, tобр зп) где tобр сч - быстродействие ЗУ при считывании информации; tобр зп - быстродействие ЗУ при записи. ... лекция 5, страница 1 »

 
В  
  виртуальная память 15 (2), 16 (1),
    ... Принцип виртуальной памяти предполагает, что пользователь при подготовке своей программы имеет дело не с физической ОП, действительно работающей в составе компьютера и имеющей некоторую фиксированную емкость, а с виртуальной (кажущейся) одноуровневой памятью, емкость которой равна всему адресному пространству, определяемому размером адресной шины (Lша) компьютера: ... лекция 15, страница 2 »

 
  виртуальная страница 15 (2), 16 (1, 2),

 
  виртуальный ресурс 12 (2),
    ... Виртуальный ресурс - это некая модель, которая строится на базе физического ресурса, имеет расширенные функциональные возможности по отношению к физическому ресурсу, на базе которого он создан, или обладает некоторыми дополнительными свойствами, которых физический ресурс не имеет. ... лекция 12, страница 2 »

 
  время выполнения команды 9 (1),

 
  время реакции 14 (1),
    ... Время реакции - это время между появлением сигнала запроса прерывания и началом выполнения прерывающей программы (обработчика прерывания) в том случае, если данное прерывание разрешено к обслуживанию. ... лекция 14, страница 1 »

 
Г  
  глубина прерывания 14 (1),
    ... Глубина прерывания - максимальное число программ, которые могут прерывать друг друга. ... лекция 14, страница 1 »

 
Д  
  датчик сигналов 4 (1, 2),

 
  двухступенчатый триггер 1 (2), 2 (2),

 
  дескриптор 16 (1, 2),

 
  дефрагментация памяти 15 (1),

 
  дешифратор 1 (1),
    ... Дешифратором называется комбинационная схема, имеющая n входов и 2n выходов и преобразующая двоичный код на своих входах в унитарный код на выходах. ... лекция 1, страница 1 »

 
  дизассемблер 8 (3),

 
  динамическое распределение памяти 15 (2),
    ... При динамическом распределении памяти каждой программе в начальный момент выделяется лишь часть от всей необходимой ей памяти, а остальная часть выделяется по мере возникновения реальной потребности в ней. ... лекция 15, страница 2 »

 
  дисциплина распределения ресурсов 13 (1, 2),

 
Е  
  емкость памяти 5 (1, 2),
    ... Емкость памяти - это максимальное количество данных, которое в ней может храниться. ... лекция 5, страница 1 »

 
З  
  запоминающее устройство 5 (1, 2),
    ... Памятью ЭВМ называется совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации. Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами (ЗУ) того или иного типа [7]. ... лекция 5, страница 1 »

 
  запрос прерывания 14 (1, 2, 3),

 
  защита от записи 17 (1),

 
  защита от считывания 17 (1),

 
  защита памяти 10 (2),

 
  защита по привилегиям 17 (2),

 
  защита при управлении памятью 17 (2),

 
  ЗУ с последовательным доступом 5 (1),
    ... В ЗУ с последовательным доступом производится последовательный просмотр участков носителя информации, пока нужный участок не займет некоторое нужное положение напротив головок чтения/записи (например, магнитные ленты - МЛ). ... лекция 5, страница 1 »

 
  ЗУ с произвольным доступом 5 (1),
    ... В ЗУ с произвольным доступом (RAM - random access memory) время доступа не зависит от места расположения участка памяти (например, ОЗУ). ... лекция 5, страница 1 »

 
  ЗУ с прямым доступом 5 (1),
    ... В ЗУ с прямым (циклическим) доступом благодаря непрерывному вращению носителя информации (например, магнитный диск - МД) возможность обращения к некоторому участку носителя циклически повторяется. Время доступа здесь зависит от взаимного расположения этого участка и головок чтения/записи и во многом определяется скоростью вращения носителя. ... лекция 5, страница 1 »

 
И  
  идеальный конвейер 11 (2),

 
  иерархический принцип построения памяти 5 (1),

 
  интерфейс 18 (1, 2),
    ... Интерфейс - это совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для передачи информации между компонентами ЭВМ и включающих в себя электронные схемы, линии, шины и сигналы адресов, данных и управления, алгоритмы передачи сигналов и правила интерпретации сигналов устройствами. ... лекция 18, страница 1 »

 
К  
  каталог таблиц страниц 16 (1, 2),
    ... Каталог таблиц страниц всегда присутствует в ОП и содержит указания по размещению таблицы страниц, относящейся к тому или иному процессу. ... лекция 16, страница 1 »

 
  кеш-память 5 (1),
    ... Для заполнения пробела между РП и ОП по объему и времени обращения в настоящее время используется кэш-память, которая организована как более быстродействующая (и, следовательно, более дорогая) статическая оперативная память со специальным механизмом записи и считывания информации и предназначена для хранения информации, наиболее часто используемой при работе программы. ... лекция 5, страница 1 »

 
  кольцо защиты 17 (2),

 
  команда цикла 6 (2, 3),

 
  комбинационная схема 3 (1, 2),

 
  конвейер 11 (1, 2, 3),

 
  контроллер приоритетных прерываний 14 (3),

 
  контроллер прямого доступа к памяти 18 (2),

 
  конфликт по данным 11 (2, 3),

 
  конфликт по управлению 11 (2),

 
  косвенная адресация 6 (1),
    ... При регистровой косвенной адресации эффективный адрес операнда находится в базовом регистре BX или одном из индексных регистров DI либо SI ... лекция 6, страница 1 »

 
  коэффициент мультипрограммирования 12 (2),
    ... Работа мультипрограммной ЭВМ в большой степени зависит от коэффициента мультипрограммирования (Км) - количества программ, которое может одновременно обрабатываться в мультипрограммном режиме. ... лекция 12, страница 2 »

 
  круговой циклический алгоритм 13 (1),

 
Л  
  логический адрес 15 (1, 2), 16 (1, 2),
    ... Виртуальный (логический) адрес в этом случае представляет собой номер виртуальной страницы и смещение внутри этой страницы. ... лекция 15, страница 2 »

 
М  
  магистрально-модульный принцип 18 (1, 2),
    ... Главным направлением решения указанных проблем является магистрально-модульный способ построения ЭВМ рис. 18.1: все устройства, составляющие компьютер, включая и микропроцессор, организуются в виде модулей, которые соединяются между собой общей магистралью ... лекция 18, страница 1 »

 
  маскируемое прерывание 14 (2, 3),

 
  метод граничных регистров 17 (1, 2),

 
  метод ключей защиты 17 (1, 2),

 
  микрокоманда 4 (1, 2),

 
  микрооперация 4 (1),
    ... Любое действие, выполняемое в операционном блоке, описывается некоторой микропрограммой и реализуется за один или несколько тактов. Элементарная функциональная операция, выполняемая за один тактовый интервал и приводимая в действие управляющим сигналом, называется микрооперацией [7]. Например, в спроектированном АЛУ для умножения чисел в первом такте выполняются следующие микрооперации: TX=0, TY=0, RGX=|X|, RGY=|Y|, RGZ=0. Совокупность микроопераций, выполняемых в одном такте, называется микрокомандой (МК). Если все такты должны иметь одну и ту же длину, а именно это имеет место при работе компьютера, то она устанавливается по самой продолжительной микрооперации. Микрокоманды, предназначенные для выполнения некоторой функционально законченной последовательности действий, образуют микропрограмму. ... лекция 4, страница 1 »

 
  микропрограмма 4 (1, 2),

 
  микропрограммное устройство управления 4 (1, 2),
    ... В микропрограммных УУ каждой команде ставится в соответствие совокупность хранимых в специальной памяти слов - микрокоманд. Каждая из микрокоманд содержит информацию о микрооперациях, подлежащих выполнению в данном такте, и указание, какое слово должно быть выбрано из памяти в следующем такте. ... лекция 4, страница 1 »

 
  мультипрограммный режим работы 10 (2), 12 (1, 2),
    ... Мультипрограммным режимом работы (многозадачностью) называется такой способ организации работы системы, при котором в ее памяти одновременно содержатся программы и данные для выполнения нескольких процессов обработки информации (задач) [4]. При этом должна обеспечиваться взаимная защита программ и данных, относящихся к различным задачам, а также возможность перехода от выполнения одной задачи к другой (переключение задач). ... лекция 12, страница 1 »

 
Н  
  немаскируемое прерывание 14 (2, 3),

 
  непосредственная адресация 6 (1),
    ... Непосредственная адресация предполагает, что операнд занимает одно из полей команды и, следовательно, выбирается из оперативной памяти одновременно с ней. В зависимости от форматов обрабатываемых процессором данных непосредственный операнд может иметь длину 8 или 16 бит, что в дальнейшем будем обозначать data8 и data16 соответственно. ... лекция 6, страница 1 »

 
О  
  ОЗУ 5 (1, 2),

 
  оперативная память 5 (1),
    ... Оперативная память - устройство, которое служит для хранения информации (программ, исходных данных, промежуточных и конечных результатов обработки), непосредственно используемой в ходе выполнения программы в процессоре. ... лекция 5, страница 1 »

 
  относительная адресация 6 (1),
    ... При регистровой относительной адресацииэффективный адрес равен сумме содержимого базового или индексного регистра и смещения: ... лекция 6, страница 1 »

 
  относительная базово-индексная адресация 6 (1),
    ... Наиболее сложен механизм относительной базово-индексной адресации. Эффективный адрес в этом случае равен сумме 8- или 16-разрядного смещения и базово-индексного адреса: ... лекция 6, страница 1 »

 
  очередь 12 (1, 2),

 
П  
  пакетный режим 13 (2),

 
  память микропрограмм 4 (2),

 
  постбайт 6 (1, 3),
    ... Второй байт команды, называемый постбайтом, определяет операнды, участвующие в операции. ... лекция 6, страница 1 »

 
  прерывание 14 (1, 2, 3),
    ... Прерывание - это прекращение выполнения текущей команды или текущей последовательности команд для обработки некоторого события специальной программой - обработчиком прерывания, с последующим возвратом к выполнению прерванной программы ... лекция 14, страница 1 »

 
  приоритет запросов прерываний 14 (1, 2, 3),

 
  приоритет программы 12 (2),

 
  программно-управляемая передача 18 (2),
    ... Программно-управляемая передача данных осуществляется при непосредственном участии и под управлением процессора. ... лекция 18, страница 2 »

 
  пропускная способность 12 (1, 2),

 
  процесс 12 (1, 2),
    ... В строгом понимании процесс - это система действий, реализующая определенную функцию в вычислительной системе и оформленная так, что управляющая программа вычислительной системы может перераспределять ресурсы этой системы в целях обеспечения мультипрограммирования. То есть процесс - это некоторая деятельность, связанная с исполнением программы на процессоре. ... лекция 12, страница 1 »

 
  прямая адресация 6 (1),
    ... Прямая адресация предполагает, что эффективный адрес является частью команды. Так как ЭА состоит из 16 разрядов, то и соответствующее поле команды должно иметь такую же длину. ... лекция 6, страница 1 »

 
  прямая регистровая адресация 6 (1),

 
  прямой доступ к памяти 18 (2),
    ... Альтернативой программно-управляемому обмену служит прямой доступ к памяти - способ быстродействующего подключения внешнего устройства, при котором оно обращается к оперативной памяти, не прерывая работы процессора [3] . Такой обмен происходит под управлением отдельного устройства - контроллера прямого доступа к памяти (КПДП). ... лекция 18, страница 2 »

 
Р  
  регистровая память 5 (1), 10 (1),
    ... регистровая память - набор регистров, входящих непосредственно в состав микропроцессора (центрального процессора - CPU). Регистры CPU программно доступны и хранят информацию, наиболее часто используемую при выполнении программы: промежуточные результаты, составные части адресов, счетчики циклов и т.д. Регистровая память имеет относительно небольшой объем (до нескольких десятков машинных слов). РП работает на частоте процессора, поэтому время доступа к ней минимально. ... лекция 5, страница 1 »

 
  регистр сдвига 1 (2), 2 (2),

 
  регистр хранения 2 (2),
    ... Регистр – внутреннее запоминающее устройство процессора или внешнего устройства, предназначенное для временного хранения обрабатываемой или управляющей информации [3] . Регистры представляют собой совокупность триггеров, количество которых равняется разрядности регистра, и вспомогательных схем, обеспечивающих выполнение некоторых элементарных операций. Набор этих операций, в зависимости от функционального назначения регистра, может включать в себя одновременную установку всех разрядов регистра в "0", параллельную или последовательную загрузку регистра, сдвиг содержимого регистра влево или вправо на требуемое число разрядов, управляемую выдачу информации из регистра (обычно используется при работе нескольких схем на общую шину данных) и т.д. ... лекция 2, страница 2 »

 
  режим адресации 8 (3), 9 (1, 2),

 
  режим разделения времени 13 (2),

 
  режим реального времени 13 (2),

 
  ресурс 12 (1, 2),
    ... Будем считать, что всякий потребляемый объект (независимо от формы его существования), обладающий некоторой практической ценностью для потребителя, является ресурсом [12] . ... лекция 12, страница 1 »

 
С  
  сегмент 10 (1, 2),

 
  сегментный регистр 10 (1, 2),

 
  селектор 16 (1),
    ... Основой получения физического адреса, выдаваемого на адресную шину микропроцессора, служит логический адрес. Он состоит из двух частей: селектора, являющегося идентификатором сегмента, и смещения в сегменте. ... лекция 16, страница 1 »

 
  символическая запись команды 7 (1, 2, 3), 8 (2, 3), 9 (1),

 
  статическое распределение памяти 15 (1),
    ... При статическом распределении вся необходимая оперативная память выделяется процессу в момент его порождения. При этом память выделяется единым блоком необходимой длины, начало которого определяется базовым адресом. Программа пишется в адресах относительно начала блока, а физический адрес команды или операнда при выполнении программы формируется как сумма базового адреса блока и относительного адреса в блоке. Значение базового адреса устанавливается при загрузке программы в оперативную память. ... лекция 15, страница 1 »

 
  страница 10 (2),

 
  страничное преобразование адреса 15 (2), 16 (1, 2),

 
  структурный конфликт 11 (2),
    ... Структурные конфликты возникают в том случае, когда аппаратные средства процессора не могут поддерживать все возможные комбинации команд в режиме одновременного выполнения с совмещением. ... лекция 11, страница 2 »

 
  сумматор 3 (1, 2),

 
  схемное устройство управления 4 (1, 2),

 
  счетчик 1 (2), 2 (1),
    ... Счетчиком называется электронная схема, предназначенная для подсчета числа сигналов, поступающих на его счетный вход. ... лекция 2, страница 1 »

 
Т  
  таблица векторов прерываний 14 (3),

 
  таблица страниц 16 (1, 2),

 
  такт конвейера 11 (1, 2, 3),

 
  триггер 1 (2), 2 (1, 2),
    ... Триггер – электронная схема, обладающая двумя устойчивыми состояниями. Переход из одного устойчивого состояния в другое происходит скачкообразно под воздействием управляющих сигналов. При этом также скачкообразно изменяется уровень напряжения на выходе триггера [7] . ... лекция 1, страница 2 »

 
У  
  умножение в прямом коде 3 (1, 2),

 
  уровень привилегий 17 (2),
    ... Различным объектам (программам, сегментам памяти, запросам на обращение к памяти и к внешним устройствам), которые должны быть распознаны процессором, присваивается идентификатор, называемый уровнем привилегий. ... лекция 17, страница 2 »

 
  условный переход 6 (2, 3),

 
  устройство управления 4 (1, 2),
    ... Для реализации любой команды необходимо на соответствующие управляющие входы любого устройства компьютера подать определенным образом распределенную во времени последовательность управляющих сигналов. Часть цифрового вычислительного устройства, предназначенная для выработки этой последовательности, называется устройством управления. ... лекция 4, страница 1 »

 
Ф  
  физическая страница 15 (2), 16 (1, 2),

 
  физический адрес 6 (1, 2), 10 (1, 2),
    ... 20-разрядный адрес, который получается сложением эффективного адреса и увеличенного в 16 раз значения соответствующего сегментного регистра, называется физическим адресом (ФА). ... лекция 6, страница 1 »

 
  физический ресурс 12 (2),
    ... Под физическим понимают ресурс, который реально существует и при распределении его между пользователями обладает всеми присущими ему физическими характеристиками. ... лекция 12, страница 2 »

 
  формат команды 6 (1, 2, 3), 8 (1),

 
Ш  
  шина ISA 18 (2),

 
  шифратор 1 (1),
    ... Шифратор – схема, имеющая 2n входов и n выходов, функции которой во многом противоположны функции дешифратора ( рис. 1.4). Эта комбинационная схема в соответствии с унитарным кодом на своих входах формирует позиционный код на выходе ( таблица 1.2). ... лекция 1, страница 1 »

 
Э  
  этапы выполнения команды 10 (1),

 
  эффективный адрес 6 (1, 3), 10 (1, 2),
    ... 16-разрядный адрес, получаемый в блоке формирования адреса операнда на основе указанного режима адресации, называется эффективным адресом (ЭА). ... лекция 6, страница 1 »

 

 

  
ПОСТРАНИЧНО D F J L R А Б В Г Д Е З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Ш Э
       

 

 


 

Логические и арифметические основы и принципы работы ЭВМ
1. Лекция: История ЭВМ
Страницы: 1 | 2 | вопросы | » | учебники | для печати и PDA | ZIP
Если Вы заметили ошибку - сообщите нам, или выделите ее и нажмите Ctrl+Enter
В лекции рассмотрена история развития ЭВМ, представлены поколения ЭВМ, параметры ЭВМ разных поколений, стоимостные оценки ЭВМ. Представлены 3 этапа информационных технологий, а также основные принципы работы ЭВМ.
Идея использования программного управления для построения устройства, автоматически выполняющего арифметические вычисления, была впервые высказана английским математиком У.Бэббиджем еще в 1833г. Однако его попытки построить механическое вычислительное устройство с программным управлением не увенчались успехом. Первой работающей универсальной автоматически управляемой ВМ считается расчетно-механическая машина "Марк - 1" ( США, 1944г. ). Простои машины составляли большую часть времени. Столь же низкая производительность оказалась и у машины "Марк - 2", построенной на реле улучшенной конструкции. Проект первой ЭВМ ЭНИАК был разработан Дж.Моугли (США, 1942г.); в 1946г машина вступила в строй. 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". За точку отсчета эры ЭВМ принимают сеансы опытной эксплуатации машины ЭНИАК, которые начались в Пенсильванском университете в 1946г. Приведем еще некоторые технические характеристики этой ЭВМ : общий вес – 30т, производительность - 5000 операций в секунду. Спустя 40 лет после пуска первой ЭВМ ежегодное производство компонентов ВТ оценивалось к 1985г. в 1014 активных логических элементов ( active elements groups ), что эквивалентно 1 ЭНИАК на каждого жителя земли. Для сравнения: за 500 лет развития книгопечатания к 1962г. общий тираж всех изданий достиг уровня 2 книги на каждого жителя Земли. Электронные лампы стали элементной базой ВМ первого поколения. Основная схема – симметричный триггер был создан в 1918г. советским ученым Бонч-Бруевичем М.А. В 1919г. аналогичная схема была разработана также американскими учеными Икклзом и Джорданом. Первые проекты отечественных ЭВМ были предложены С.А. Лебедевым, Б.И. Рамеевым в 1948г. В 1949-51гг. по проекту С.А. Лебедева была построена МЭСМ ( малая электронно-счетная машина ). К ЭВМ 1-го поколения относится и БЭСМ-1 (большая электронно-счетная машина ), разработка которой под руководством С.А. Лебедева была закончена в 1952г., она содержала 5 тыс. ламп, работала без сбоев в течение 10 часов. Быстродействие достигало 10 тыс. операций в секунду. Почти одновременно проектировалась ЭВМ "Стрела" под руководством Ю.Я. Базилевского, в 1953г. она была запущена в производство. Позже появилась ЭВМ "Урал - 1", положившая начало большой серии машин "Урал", разработанных и внедренных в производство под руководством Б.И. Рамеева. В 1958г. запущена в серийное производство ЭВМ первого поколения М – 20 (быстродействие до 20 тыс. операций/с ). С появлением транзисторов в середине 50-х годов на смену первого поколения ЭВМ пришли ЭВМ 2-го поколения, построенные на полупроводниковых приборах. В нашей стране были созданы полупроводниковые ЭВМ разных назначений: малые ЭВМ серий "Наири" и "Мир", средние ЭВМ со скоростью работы 5-30 тыс. операций/с – "Минск - 22" и "Минск – 32, "Раздан – 2", "Раздан – 3", БЭСМ – 4, М – 220 и лучшая из машин второго поколения – БЭСМ – 6 со скоростью работы до 1 млн. опер/с. В начале 60-х годов возникло новое направление в электронике – интегральная электроника. Использование интегральных схем для построения ЭВМ стало революцией в ВТ и способствовало появлению машин 3-го поколения. С 1972г. начался выпуск моделей первой очереди ЕС ЭВМ (совместно с социалистическими странами ). Ряд – 1 : ЕС – 1010, 1020, 1022, 1030, 1033, 1040, 1050, 1052. Вторая очередь ( Ряд - 2 ) : ЕС – 1015, 1025, 1035, 1045, 1055, 1060, 1065 имела более современную схемотехническую, конструкторско-технологическую базу, за счет чего у них увеличилась производительность, и расширились функциональные возможности. Одна из характерных особенностей ЭВМ 4-го поколения - переход от интегральных функциональных схем к интегральным подсистемам ЭВМ. Подсчитано, что внедрение БИС увеличивает надежность не менее чем в 10 раз. Из отечественных ЭВМ к машинам 4-го поколения, прежде всего, относятся машины семейства "Эльбрус". Таблица 1.1 показывает связь между основными параметрами схемотехники и поколениями ЭВМ. Быстродействие характеризуется задержкой распространения сигнала, вносимой одним элементарным элементом (конъюнктором, дизъюнктором и т. д.). Важный показатель – плотность упаковки, количество единиц элементов, приходящихся на 1см3.
  Поколения
Признак, параметр ЭВМ 1-ое 1946-1955 2-ое 1955-1965 3-е 4-ое после 80г.  
1965-1970 после 70г.  
Основные элементы Реле, электронные лампы Полупроводниковые приборы ИС БИС СБИС  
Быстродействие (задержка/элемент или схема) 1мс 1мкс 10нс 1нс < 1нс  
Плотность упаковки, эл-тов/см3 0,1 2-3 10-20 > 10000  

Спустя 30 лет индустрия ЭВМ проходит, как видно из рис. 1.1 стомиллиардный по общему финансовому весу, рубеж и все еще сохраняет наиболее высокие темпы роста объема продаж среди всех отраслей обрабатывающей промышленности США.


Рис. 1.1. Динамика суммарного объема продаж моделей ВТ в США (заштрихованная область – периферийное оборудование)

Рост мирового парка ЭВМ и динамика его структуры показаны на рисунках. Каждый новый класс ЭВМ сначала проходит этап экспоненциального роста, после чего общая численность парка ЭВМ данного типа стабилизируется в границах, которые определяются типовой областью его приложений. Для больших ЭВМ эти границы очерчивались общим числом существующих достаточно крупных организаций, способных их приобретать. Круг применений мини-ЭВМ уже включал средние, а также некоторые мелкие предприятия, отдельные подразделения и т. д. Для персональных ЭВМ эти границы определяются лишь общей численностью занятых в народном хозяйстве промышленно развитых стран. Наложение во времени процессов бурного роста и последующей стабилизации парка ЭВМ различных типов приводит к наблюдаемому уже более 30 лет экспоненциальному росту мирового парка ЭВМ.


Рис. 1.2. Структурные сдвиги в американской индустрии ЭВМ: относительное распределение годового объема продаж больших, малых и персональных ЭВМ (оценка Громова Г.Р.)

1 – Большие ЭВМ

2 – Мини-ЭВМ

3 – Персональные ЭВМ

4 – Суммарный парк универсальных ЭВМ

5 – Новый тип ЭВМ

Исключением остается относительно небольшой (по числу устанавливаемых машин) класс супер-ЭВМ ("Крэй – 1", "Стар – 100", "Кибер – 205" и др.). Попадание в этот класс определяется именно заметным отрывом от ЭВМ других типов по производительности.

 

Три этапа информационной технологии: эволюция критериев. В 1953г. создатель теории информации американский математик Клод Шеннон писал: "Наши ВМ выглядят как ученые-схоласты. При вычислении длинной цепи арифметических операций ЦВМ значительно обгоняют человека. Когда же пытаются приспособить ЦВМ для выполнения неарифметических операций, они оказываются неуклюжими и неприспособленными для такой работы." 1 Этап: машинные ресурсы. Отмеченные Шенноном функциональные ограничения, а также устрашающая стоимость первых ЭВМ полностью определяли основную задачу информационной технологии 50-х – начала 60-х гг. - повышение эффективности обработки данных по уже формализованным или легко формализуемым алгоритмам. Основной целью тогда было – уменьшить общее число машинных тактов, которых требовала для своего решения та или иная программа, а также объем занимаемой ею ОЗУ. Основные затраты на обработку данных находились тогда почти в прямой зависимости от затраченного на них машинного времени. 2 Этап: программирование. В середине 60-х годов начался 2-й этап развития информационной технологии, который продолжался до начала 80-х годов. От технологии эффективного исполнения программ к технологии эффективного программирования – так можно было определить общее направление смены критериев эффективности в течение этого этапа. Наиболее известным результатом этого первого радикального пересмотра критериев технологии программирования стала созданная в начале 70-х годов ОС UNIX. Операционную систему UNIX, нацеленную, прежде всего, на повышение эффективности труда программистов, разработали сотрудники "Белл Лэбс" К. Томпсон и Д. Ритчи, которых совершенно не удовлетворяли имеющиеся примитивные средства проектирования программ, ориентированные на пакетный режим. На рубеже 80-х годов UNIX рассматривалась как классический образец ОС – она начала триумфальное шествие на мини-ЭВМ серии PDP – 11 в середине 70-х годов. 3 Этап: формализация знаний. Персональный компьютер, как правило, имеет развитые средства самообучения пользователя-новичка работе за пультом, гибкие средства защиты от его ошибок и, самое главное, все аппаратно-программные средства такой ЭВМ подчинены одной "сверхзадаче" - обеспечить "дружественную реакцию" машины на любые, в том числе неадекватные, действия пользователя. Основная задача персональных вычислений - формализация профессиональных знаний – выполняемая, как правило, самостоятельно непрограммирующим пользователем или при минимальной технической поддержке программиста. Принципы работы ЭВМ Любая форма человеческой деятельности, любой процесс функционирования технического объекта связаны с передачей и преобразованием информации. Информацией называются сведения о тех или иных явлениях природы, событиях в общественной жизни и процессах в технических устройствах. Информация, воплощенная и зафиксированная в материальной форме, называется сообщением. Сообщения могут быть непрерывными и дискретными (цифровыми). Непрерывное (аналоговое) сообщение представляется физической величиной (электрическим напряжением, током и т. д.), изменения которой во времени отображают протекание рассматриваемого процесса. Для дискретного сообщения характерно наличие фиксированного набора элементов, из которых в определенные моменты времени формируются различные последовательности. ЭВМ или компьютеры являются преобразователями информации. В них исходные данные задачи преобразуются в результат ее решения. В соответствии с используемой формой представления информации машины делятся на 2 класса: непрерывного действия – аналоговые и дискретного действия – цифровые. Мы изучаем ЭВМ (цифровые). Рис. 1.3. Классическая структурная схема ЭВМ Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – преобразует машинные слова Память – основная или оперативная (внутренняя) память (ОП); внешняя память (ВП) Ячейки памяти нумеруются, номер ячейки называется адресом. В запоминающих устройствах (ЗУ), реализующих в ЭВМ функцию памяти, выполняются операции считывания хранимой информации для передачи в другие устройства и записи информации, поступающей из других устройств. Алгоритмом решения задачи численным методом называют последовательность арифметических и логических операций, которые надо произвести над исходными данными и промежуточными результатами для получения решения задачи. Алгоритм можно задать указанием, какие следует произвести операции, в каком порядке и над какими словами. Описание алгоритма в форме, воспринимаемой ЭВМ, называется программой. Программа состоит из отдельных команд. Каждая команда предписывает определенное действие и указывает, над какими словами (операндами) это действие производится. Программа представляет собой совокупность команд, записанных в определенной последовательности, обеспечивающей решение задачи на ЭВМ. Пусть, например, нужно вычислить F = (a – x)/(ax + c), при заданных численных значениях а, с, х. Программу вычисления F можно представить следующей последовательностью команд:
  1. а – х;
  2. а*х;
  3. ах + с;
  4. (а – х)/(ax + c).
Для того чтобы устройство управления могло воспринимать команды, они должны быть закодированы в цифровой форме. Автоматическое управление процессом решения задачи достигается на основе принципа программного управления, который составляет главную особенность ЭВМ. Другим важнейшим принципом является принцип хранимой в памяти программы, согласно которому программа, закодированная в цифровом виде, хранится в памяти наравне с числами. В команде указываются не сами участвующие в операциях числа, а адреса ячеек ОП, в которых они находятся и адрес ячейки, куда помещается результат операции. Использование двоичных схем, принципов программного управления и хранимой в памяти программы позволило достигнуть высокого быстродействия и сократить во много раз число команд в программах решения задач, содержащих вычисляемые циклы, по сравнению с числом операций, которые производит машина при выполнении этих программ. Команды выполняются в порядке, соответствующем их расположению в последовательных ячейках памяти, кроме команд безусловного и условного перехода, изменяющих этот порядок соответственно безусловно или только при выполнении некоторого условия, обычно задаваемого в виде равенства нулю, положительного или отрицательного результата предыдущей команды или отношения типа <, =, > для указываемых командой чисел. Благодаря наличию команд условного перехода ЭВМ может автоматически изменять ход выполняемого процесса, решать сложные логические задачи. При помощи устройства ввода программа и исходные данные считываются и переносятся в ОП.

 

2. Лекция: Логические основы
Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | вопросы | » | учебники | для печати и PDA | ZIP
Если Вы заметили ошибку - сообщите нам, или выделите ее и нажмите Ctrl+Enter
В лекции дается понятие булевой алгебры, описаны задачи анализа и синтеза. Дается описание элементарных функций одной и двух переменных. Представлены основные эквивалентности.
Алгебра логики Кроме обычной алгебры существует специальная, основы которой были заложены английским математиком XIX века Дж. Булем. Эта алгебра занимается так называемым исчислением высказываний. Ее особенностью является применимость для описания работы так называемых дискретных устройств, к числу которых принадлежит целый класс устройств автоматики и вычислительной техники. При этом сама алгебра выступает в качестве модели устройства. Это означает, что работа произвольного устройства указанного типа может быть лишь в каком-то отношении описана с помощью построений этой алгебры. Действительное реальное устройство физически работает не так, как это описывает алгебра логики. Однако применение положений этой теории позволяет сделать ряд полезных в практическом отношении обобщений. Рассмотрим некоторую схему и представим ее в виде так называемого "черного" ящика. Будем считать, что внутреннее содержимое ящика неизвестно. X1,X2,X3 – входные сигналы, F – выходной сигнал. Считаем также, что схема А – элементарная, т.е. нет другой схемы Б, меньшей, чем А, которая бы содержалась в А. Построим абстрактное устройство из элементарных устройств, типа А, Б, В и т.д. Очевидно, более сложное устройство можно построить из простых путем:
  1. последовательного соединения элементов;
  2. параллельного соединения;
  3. перестановки входов элементов.
Тогда роль Y1 для второго элемента Б будет играть: Y1=FА(X1,X2,X3) Y2=FБ(X1,X2) F=F(Y1,Y2)=F(FА(X1,X2,X3),FБ(X1,X2)) Параллельное соединение элементов не меняет функции, поэтому, с точки зрения логики, этот тип соединения не используется. Физически иногда все же применяют параллельное соединение элементов, но в основном для того, чтобы, например, усилить сигнал. В связи с этим, параллельное соединение элементов в алгебре логики не рассматривается. Функция, которую выполняет элемент, вообще говоря, зависит от переменных, которые подаются на вход. Поэтому перестановка аргументов влияет на характер функции. F=F(FА(X1,X2,X3),FБ(X2,X3)) F(FБ(X2,X3),FА(X1,X2,X3)) Таким образом, произвольные, сколь угодно сложные в логическом отношении схемы, можно строить, используя два приема:
  1. последовательное соединение элементов;
  2. перестановка входов элементов.
Этим двум физическим приемам в алгебре логики соответствуют:
  1. принцип суперпозиции (подстановка в функцию вместо ее аргументов других функций);
  2. подстановка аргументов (изменение порядка записи аргументов функций или замена одних аргументов функции другими).
Итак, физическая задача построения и анализа работы сложного устройства заменяется математической задачей синтеза и анализа соответствующих функций алгебры логики.