История развития ЭВМ

I поколение ЭВМ (середина 40-х, начало 50-х годов) – в качестве элементной базы использовались электровакуумные лампы и реле. Эти ЭВМ имели очень большие габариты, низкую надежность и производительность, высокую стоимость. В таких ЭВМ отсутствовали средства программного управления и применялись они только для научно – технических расчетов.

II поколение ЭВМ (Середина 50-х, начало 60-х годов), элементная база – дискретные полупроводниковые приборы. Снизились габариты и стоимость ЭВМ. Были созданы первые операционные системы и языки программирования, расширилась область применения.

III поколение ЭВМ (середина 60-х годов), элементная база – микросхемы малой и средней степени интеграции. На основе ЭВМ создаются вычислительные центры предприятий и учреждений.

IV поколение ЭВМ (70-е годы), элементная база – микросхемы с большой степени интеграции. Вычислительная техника стала доступна по стоимости, а архитектура ЭВМ приспособленной для индивидуального пользования. Появился новый класс ЭВМ – персональные компьютеры.

В настоящее время ведется разработка ЭВМ V поколения, характерными особенностями которых будут способность к самообучению и наличию речевого ввода и вывода информации.

Классификация ЭВМ

I- по назначению:

· Управляющие – управляют каким-либо объектом или технологическим процессом

· Специализированные – решают узкий круг задач, в конкретной области

· Общего назначения – решают широкий круг задач, имеют разнообразное программное обеспечение и периферийные устройства

II- по способу функционирования:

· ЭВМ реального времени (управляющие)

· ЭВМ работающие независимо от текущего реального времени

III- по режиму работы:

· Однопрограммные – выполнение следующей программы начинается по окончанию предыдущей

· Многопрограммные – возможно выполнение нескольких программ одновременно

IV- по режиму обслуживания:

· ЭВМ индивидуального пользования – все ресурсы ЭВМ предоставлены одному пользователю

· ЭВМ с пакетной обработкой информации – выполняет программы, собранные в пакет и заранее записанные во внешней памяти, прямого доступа к ЭВМ пользователь не имеет

· Коллективного пользования – аппаратные и программные ресурсы предоставляются нескольким пользователям, каждому из которых предоставляется терминал, с помощью которого он связывается с ЭВМ, следит за выполнением программы и осуществляет запросы

V- по структурному составу:

· Однопроцессорные

· Многопроцессорные

VI - по способу размещения ЭВМ:

· Сосредоточенные – оборудование расположено в одном помещении, а устройства, связываются интерфейсными линиями связи

· С телеобработкой - источники и потребители информации могут находиться в удалении от вычислительного центра, для связи всех устройств, применяются стандартные или нестандартные каналы связи

· В виде вычислительных сетей – представляют собой разнесенные многомашинные системы, объединенные каналами связи.

Структурная схема ЭВМ

Рисунок 1.10 Структурная схема ЭВМ

Процессор выполняет логические и арифметические операции, определяет порядок выполнение операций, указывает источники данных и приемники результатов. Работа процессора происходит под управлением программы

Процессор состоит из трех основных частей: арифметико – логическое устройства (АЛУ), устройство управления (УУ), блока регистров общего назначения (РОН), и кэш –памяти. АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными. Промежуточные результаты сохраняются в РОН. Кэш –память служит для повышения быстродействия процессора путем уменьшения времени его непроизводительного простоя. УУ отвечает за формирование адресов очередных команд, т.е. за порядок выполнения команд, из которых состоит программа.

Программа – это набор команд (инструкций), составленный человеком и выполняемый ЭВМ. Команда обеспечивает выработку в УУ управляющих сигналов, под действием которых процессор выполняет элементарные операции.

Основной функции системной шины является передача информации между процессором и остальными устройствами ЭВМ.

Память предназначена для хранения данных и программ их обработки. Различают следующие виды памяти: внутреннеюивнешнюю.

Встроенная в компьютер и непосредственно управляемая им память называется внутренней. Она разделяется на постоянную память (ПЗУ, или ROM- память только для чтения) и оперативную память (RAM). В ПЗУ хранится базовая система ввода-вывода (BIOS), которая состоит из программы тестирования памяти и периферийного оборудования компьютера, а также программа запуска операционной системы. ОЗУ называется программно- адресуемая память, быстродействие которой соизмеримо с быстродействием процессора. В ней храниться исполняемые в данный момент программы и оперативно необходимые данные. ОЗУ является энергозависимой. Существует Кэш – память (память немедленного доступа) является «посредником» между процессором и оперативной памятью. В ней хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения информации. К ним относятся накопители на жестких дисках (винчестеры), накопители на гибких дисках, электронная Flash – память и др.

К устройствам ввода информации относятся: клавиатура, мышь, сканер и др. К устройствам вывода: монитор, принтер, акустические колонки и др.