|
Е поколение ЭВМ (с середины 70-х годов ХХ в. по настоящее время).Стр 1 из 3Следующая ⇒ Элементная база - интегральные схемы БИС - большой (от 100 до 1 000 активных элементов на один чип) и СБИС - сверхбольшой (свыше 1 000 активных элементов на один чип) степени интеграции. В первую очередь на этих элементах строят память ЭВМ. В ЭВМ четвертого поколения достигается дальнейшее упрощение контактов человека с ЭВМ. Использование БИС и СБИС позволяет аппаратными средствами реализовывать некоторые функции программ операционных систем (аппаратная реализация трансляторов с алгоритмических языков высокого уровня и др.), что способствует увеличению производительности. Характерным для крупных ЭВМ четвертого поколения является наличие нескольких процессоров, ориентированных на выполнение определенных операций, процедур или на решение некоторых классов задач. Создаются многопроцессорные вычислительные системы с быстродействием в несколько десятков или сотен миллионов операций в секунду. Кроме того, разрабатываются и многопроцессорные управляющие комплексы повышенной надежности с автоматическим изменением структуры (автоматической реконфигурацией). Для этого поколения характерно следующее: • применение персональных компьютеров; • телекоммуникационная обработка данных; • компьютерные сети; • широкое применение систем управления базами данных; • элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, ёмкость оперативной памяти порядка 64 Мбайт – 1-4 Гбайт. Е поколение ЭВМ Для ЭВМ пятого поколения, которые разрабатываются пока в лабораторных условиях, элементная база основывается на сверхбольших интегральных схемах (СБИС) и на оптико-электронных элементах (лазеры, голография). Для оптических машин носителями энергии служат не электроны, а фотоны, что значительно повышает скорость передачи сигналов, поэтому быстродействие ЭВМ может достигнуть сотен миллионов операций в секунду. Развитие идет также по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой. Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином "интеллектуальный интерфейс". Его задача — понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера. Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей, как больших, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, так и миниатюрных компьютеров, размещённых на одном кристалле полупроводника. Для преобразования и передачи оптических сигналов применяют лазеры, светоизлучающие диоды, световоды и различные фотоприемники.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭВМ
Электронная вычислительная машина (ЭВМ) представляет собой комплекс технических средств для автоматической обработки информации, представленной в цифровых кодах. В соответствии с заданной программой машина автоматически реализует требуемый вычислительный процесс. В настоящее время трудно назвать все те области человеческой деятельности, успех которых не был бы связан с применением ЭВМ. Такое широкое распространение ЭВМ объясняется способностью машины выполнять с недоступной для человека скоростью длинные последовательности операций, хранить большие объемы информации и выдавать результаты вычислений практически с любой необходимой точностью. Вычислительные машиныхарактеризуются следующими свойствами: 1) Быстродействие ЭВМ определяется числом операций, выполняемых машиной в единицу времени. Ввиду того что такие операции, как сложение, умножение и др., выполняются за различное время, обычно указывают быстродействие для выполнения каждой из операций или используют среднее быстродействие. Высокое быстродействие ЭВМ обусловлено применением современных электронных элементов, а также полной автоматизацией вычислительного процесса. Электронные элементы позволяют производить вычисления в тысячи раз быстрее, чем механические или электромеханические элементы. Быстродействие современных ЭВМ достигает сотен тысяч и миллионы арифметических и логических операций в секунду. 2) Точность решения задач на ЭВМ (помимо точности самого метода решения) определяется количеством цифровых разрядов, отводимых для представления одного информационного слова. В большинстве ЭВМ обычно используют двоичную систему счисления, в которой каждый цифровой разряд соответствует одному двоичному знаку (0 или 1). Для повышения точности вычислений увеличивают разрядность машины, что влечет за собой в основном увеличение электронного оборудования ЭВМ. Современные ЭВМ оперируют с восьми - двенадцати разрядными десятичными числами, что вполне достаточно для решения большинства задач. Если же требуется большая точность, то такую задачу можно решать с удвоенной, утроенной и т.п. длиной разрядной сетки. 3) Универсальность применения ЭВМ заключается в возможности решения разнообразных задач на одной и той же машине. для этого необходимо только изменить программу решения и ввести в машину новые исходные данные. Усложнение задачи, решаемой на ЭВМ, не ведет к усложнению самой машины, а только увеличивает время ее решения и соответственно время на подготовку и программирование. 4) Каждая ЭВМ характеризуется объемом внутренней оперативной памяти для хранения программ и данных с высокой скоростью доступа к этой памяти. Объем внутренней памяти, т.е. количество ячеек для одновременного хранения информации и время доступа к ней, во многих случаях имеет исключительно большое значение. Например, при решении экономических задач, информационно-поисковых, научных и др., когда обрабатываются большие массивы информации, важны именно большой объем оперативной памяти и высокая скорость доступа к этой информации. Современные ЭВМ характеризуются также большим объемом внешней памяти на магнитных и оптических дисках (HDD, CD, DVD) и лентах. Эта память менее быстродействующая, чем оперативная, но имеет значительно больший объем. Ее используют для хранения программ и данных, которые находятся в очереди на решение, а также для хранения программных средств самой ЭВМ (кроме тех, которые должны постоянно находиться в оперативной памяти), архивов и др. 5) Программными средствами, или программным (математическим) обеспечением, ЭВМ принято считать совокупность программ, имеющихся на ЭВМ и позволяющих организовать автоматическое выполнение вычислительного процесса, обеспечить доступ пользователей к ЭВМ, выполнить ряд вспомогательных работ при вводе-выводе и переписи информации с одних носителей на другие, а также обеспечить рациональный режим работы машины. 6) Габаритные размеры - величина внешних размеров как отдельных модулей или составных частей машины, так и всего комплекса в целом. 7) Энергопотребление - электрическая мощность, потребляемая от источника питания, как отдельными модулями, так и всей ЭВМ. 8) Стоимость - цена отдельных модулей, всего комплекса ЭВМ, расходных материалов. 9) Дизайн - внешний вид, форма, окраска, удобство эксплуатации и др.
КЛАССИФИКАЦИИ ЭВМ
Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Различают различные классификации ЭВМ по назначению, конструктивным особенностям и структурному построению: Классификация по назначению Классификация по назначению — один из наиболее ранних методов классификации ЭВМ. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры. Большие ЭВМ. Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубежом компьютеры этого класса называют мэйнфреймами (mainframe). В России за ними закрепился термин большие ЭВМ. Штат обслуживания большой ЭВМ достигает многих десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры, включающие в себя несколько отделов или групп.
Рис. Структура современного вычислительного центра на базе большой ЭВМ
Центральный процессор — основной блок ЭВМ, в котором непосредственно и происходит обработка данных и вычисление результатов. Обычно центральный процессор представляет собой несколько стоек аппаратуры и размещается в отдельном помещении, в котором соблюдаются повышенные требования по температуре, влажности, защищенности от электромагнитных помех, пыли и дыма. Большие ЭВМ отличаются высокой стоимостью оборудования и обслуживания, поэтому работа таких суперкомпьютеров организована по непрерывному циклу. Наиболее трудоемкие и продолжительные вычисления планируют на ночные часы, когда количество обслуживающего персонала минимально. В дневное время ЭВМ исполняет менее трудоемкие, но более многочисленные задачи. При этом для повышения эффективности компьютер работает одновременно с несколькими задачами и, соответственно, с несколькими пользователями. Он поочередно переключается с одной задачи на другую и делает это настолько быстро и часто, что у каждого пользователя создается впечатление, будто компьютер работает только с ним. Такое распределение ресурсов вычислительной системы носит название принципа разделения времени. В качестве примера рассмотрим характеристики многоцелевого массово-параллельного суперкомпьютера среднего класса Intel Pentium Pro 200. Этот компьютер содержит 9200 процессоров Pentium Pro на 200 Мгц, в сумме (теоретически) обеспечивающих производительность 1,34 Терафлоп (1 Терафлоп равен 1012 операций с плавающей точкой в секунду), имеет 537 Гбайт памяти и диски ёмкостью 2,25 Терабайт. Система весит 44 тонны (кондиционеры для неё — целых 300 тонн) и потребляет мощность 850 кВт. Мини-ЭВМ. От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной. Мини-ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами. Например, в механическом цехе компьютер может поддерживать ритмичность подачи заготовок, узлов и комплектующих на рабочие места; управлять гибкими автоматизированными линиями и промышленными роботами; собирать информацию с инструментальных постов технического контроля и сигнализировать о необходимости замены изношенных инструментов и приспособлений; готовить данные для станков с числовым программным управлением; а также своевременно информировать цеховые и заводские службы о необходимости выполнения мероприятий по переналадке оборудования. Тот же компьютер может сочетать управление производством с другими задачами. Например, он может помогать экономистам в осуществлении контроля над себестоимостью продукции, нормировщикам в оптимизации времени технологических операций, конструкторам в автоматизации проектирования станочных приспособлений, бухгалтерии в осуществлении учета первичных документов и подготовки регулярных отчетов для налоговых органов. Для организации работы с мини-ЭВМ тоже требуется специальный вычислительный центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ. Микро-ЭВМ. Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. Необходимые системные программы обычно покупают вместе с микро-ЭВМ, а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным центрам или специализированным организациям. Несмотря на относительно невысокую производительность по сравнению с большими ЭВМ, микро-ЭВМ находят применение и в крупных вычислительных центрах. Там им поручают вспомогательные операции, для которых нет смысла использовать дорогие суперкомпьютеры. К таким задачам, например, относится предварительная подготовка данных. Персональные компьютеры (ПК). Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость, современные персональные компьютеры обладают немалой производительностью. Многие современные персональные модели превосходят большие ЭВМ 70-х годов, мини-ЭВМ 80-х годов и микро-ЭВМ первой половины 90-х годов. Персональный компьютер (Personal Computer, PC) вполне способен удовлетворить большинство потребностей малых предприятий и отдельных лиц. Особенно широкую популярность персональные компьютеры получили после 1995 года в связи с бурным развитием Интернета. Персонального компьютера вполне достаточно для использования всемирной сети в качестве источника научной, справочной, учебной, культурной и развлекательной информации. Персональные компьютеры являются также удобным средством автоматизации учебного процесса по любым дисциплинам, средством организации дистанционного (заочного) обучения и средством организации досуга. Они вносят большой вклад не только в производственные, но и в социальные отношения. Их нередко используют для организации надомной трудовой деятельности, что особенно важно в условиях ограниченной трудозанятости. До последнего времени модели персональных компьютеров условно рассматривали в двух категориях: бытовые ПК и профессиональные ПК. Бытовые модели, как правило, имели меньшую производительность, но в них были приняты особые меры для работы с цветной графикой и звуком, чего не требовалось для профессиональных моделей. В связи с достигнутым в последние годы резким удешевлением средств вычислительной техники границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стерлись, и сегодня в качестве бытовых нередко используют высокопроизводительные профессиональные модели, а профессиональные модели, в свою очередь, комплектуют устройствами для воспроизведения мультимедийной информации, что ранее было характерно для бытовых устройств. Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|