Основные принципы устройства, структура и состав ЭВМ
Поколения электронно-вычислительных машин
Поколения ЭВМ
Этап развития электронно-вычислительной техники принято делить на несколько поколений (см. табл.2.1).
Таблица 2.1
| Номер поколения | ||||
| I | II | III | IV | |
| Годы применения | 1940-50 | конец 50-х | 60-е годы | 70-е и далее |
| Основной элемент | Электронная лампа | Полупровод-никовые элементы | Интеграль-ная схема | Большая интегральная схема |
| Количество ЭВМ в мире (шт.) | Десятки | Тысячи | Десятки тысяч | Миллионы |
| Быстродействие (кол-во операций в секунду) | 103-144 | 104-106 | 105-107 | 106-108 |
| Носитель информации | Перфокарта, перфолента | Магнитная лента | Магнитный диск | Оптический компакт- диск |
Если для развития счетных устройств на механическом этапе потребовалось несколько столетий, то основы электронно-вычислительной техники были разработаны в течении полувека.
В процессе развития вычислительной техники первого поколения были сформулированы основные принципы построения ЭВМ (Джон фон Нейман, США, 1945).
1. Принцип двоичного кодирования. В вычислительной технике должна использоваться двоичная система представления данных, в том числе, нечисловых данных ( текст, графика, звук и др.).
2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
3. Принцип адресуемости памяти. Данные хранятся в памяти вычислительной машины, которая должна быть разделена на нумерованные ячейки.
4. Принцип последовательного программного управления. Все операции процессор должен выполнять по программе в автоматическом режиме.
5. Принцип жесткости архитектуры. В процессе работы топология и архитектуры ЭВМ не меняется, а программа является изменяемой частью машины.
ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру или архитектуру фон Неймана. Структурная схема такой ЭВМ показана на рис. 2.1. В состав ЭВМ, имеющей классическую архитектуру, входят:
– центральный процессор, предназначенный для управления работой всех блоков ЭВМ, а также выполнения арифметических и логических операций;
 | |||
|
– арифметико-логическое устройство (АЛУ), предназначенное для выполнения всех операций с числовыми и символьными данными;
– устройство управления (УУ), которое формирует управляющие импульсы и синхронизирует работу всех блоков ЭВМ;
– внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), которое используется для долговременного хранения данных;
– оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), предназначенное для записи, хранения и считывания данных, непосредственно участвующих в информационно-вычислительном процессе;
– устройства ввода и вывода, которые обеспечивают загрузку ЭВМ исходными данными и программами, а также вывод результатов обработки на монитор или принтер.