 |
17. Этапы развития электронных вычислительных машин.
|
|
|
|
17. Этапы развития электронных вычислительных машин.
Электронные ЭВМ регистрируют не механические смещения, а состояния элементов конструкции. Проще оказалось использовать двоичную СС. Первая такая машина называлась ENIAC.
1 поколение (1945-1955): ЭВМ на электрических лампах.
2 поколение (1955-1965): ЭВМ на транзисторах.
3 поколение (1965-1970): интегральные схемы, стремление к единой архитектуре.
4 поколение: большие и сверхбольшие интегральные схемы.
18. Принципы Джона фон Неймана. Структура ЭВМ.
Принципы Джона фон Неймана:
1. Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных символов (сигналов).
2. Принцип программного управления. Компьютерная программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
4. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, любая из которых доступна процессору в произвольный момент времени.
Для реализации этих принципов компьютер должен быть снабжён:
1. Устройством ввода-вывода.
2. АЛУ.
3. Устройство управления для организации порядка выполнения команд.
4. Запоминающим устройством для хранения программ и данных.
Структура ЭВМ:
19. Принстонская архитектура.
Архитектура описывает основные узлы, соединения, правила взаимодействия.
Структура описывает состав системы в рамках заданной архитектуры.
|
|
|
Пристонская архитектура (архитектура фон Неймана).
Была предложена в 1945. В ней программы и данные находятся в общей памяти, доступ к которой производится по одной шине.
Шина – набор проводников, по которым передаются данные одного типа.
Основное преимущество этой архитектуры – гибкость, простота реализации. Но в любой момент времени может выполняться только одна операция чтения (команды или данных).
20. Гарвардская архитектура.
Предполагает разделение команд и данных между различными запоминающими устройствами. Это более эффективно, так как код программы может считываться из памяти одновременно с процессом обмена информацией с памятью данных.
Очевидно, что такие машины изготавливать сложнее.
21. Процессор. Основные характеристики.
Процессор - центральная часть компьютера, выполняющая заданные программой преобразования информации и осуществляющая управление всем вычислительным процессом.
Характеристики:
1. Тактовая частота. Подразумевает под собой количество тактов (вычислений) в секунду. Чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность.
2. Частота шины. Это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной материнской платы (например, для загрузки/выгрузки данных из/в оперативную память).
3. Разрядность. Это максимальное количество бит информации, которые процессор может обрабатывать и передавать одновременно (32 или 64 бит).
22. Процессор. Архитектура процессоров. CISC, RISC, VLIW.
Процессор - центральная часть компьютера, выполняющая заданные программой преобразования информации и осуществляющая управление всем вычислительным процессом.
CISC - это архитектура процессора, где одиночные команды могут выполнять несколько операций низкого уровня (например, загрузка из памяти, арифметические операции, хранилище памяти) или способны на многоступенчатые операции или режимы адресации в пределах одной инструкции.
|
|
|
RISC — архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения — меньшим. Первые RISC-процессоры даже не имели инструкций умножения и деления. Это также облегчает повышение тактовой частоты и делает более эффективной суперскалярность (распараллеливание инструкций между несколькими исполнительными блоками).
VLIW — архитектура процессоров с несколькими вычислительными устройствами. Характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно. Фактически это «видимое программисту» микропрограммное управление, когда машинный код представляет собой лишь немного свёрнутый микрокод для непосредственного управления аппаратурой.
VLIW можно считать логическим продолжением идеологии RISC, расширяющей её на архитектуры с несколькими вычислительными модулями. Так же, как в RISC, в инструкции явно указывается, что именно должен делать каждый модуль процессора.
|
|
|
