Классы современных ЭВМ
Содержание:
Введение
Слово "компьютер" означает "вычислитель", то есть устройство для вычислений. Это связано с тем, что первые компьютеры создавались как устройства для вычислений, грубо говоря, как усовершенствованные, автоматические арифмометры. Принципиальное отличие компьютеров от арифмометров и других счетных устройств (счет, логарифмических линеек и т.д.) состояло в том, что арифмометры могли выполнять лишь отдельные вычислительные операции (сложение, вычитание, умножение и др.), а компьютеры позволяют проводить операции по заранее заданной инструкции - программе.
В настоящее время компьютер используется во всех сферах деятельности человека. В связи с этим очень актуальным является обзор основных видов современных ЭВМ, что и обусловило мой выбор темы теоретической части курсовой работы.
Основными задачами при раскрытии темы теоретической части явились: выяснить какие разновидности ЭВМ существуют и в каких обычно сферах их применяют.
ЦВМ – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.
АВМ - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).
ГВМ – вычислительные машины комбинированного действия работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
Классификация ЭВМ по принципу действия.
Две формы представления информации в машинах:
• а - аналоговая;
• б - цифровая импульсная.
Электронная вычислительная машина, компьютер – комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.
По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВБ) и гибридные (ГВМ).
Цифровые вычислительные машины - вычислительные машины дискретного действия с информацией, представленной в дискретно, а точнее, в цифровой форме.
Аналоговые вычислительные машины - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой – либо физической величины.
Гибридные вычислительные машины - вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
Классификация ЭВМ по этапам создания.
Интегральная схема
Интегральная схема - электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого полупроводникового кристалла, объединяющего большое число диодов и транзисторов.
По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на поколения:
1 – е поколение, 50 – е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;
2 – е поколение, 60 – е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах);
3 – е поколение, 70 – е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции;
4 – е поколение, 80 – е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах;
5 – е поколение, 90 – е гг.: ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно – векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
6 – е и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ С массовым параллелизмом и нейронной структурой – с распределенной сетью большого числа несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.
Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предшествующим существенно лучшие характеристики. Так, производительность ЭВМ и емкость всех запоминающих устройств увеличиваются, как правило, больше чем на порядок.
Классификация ЭВМ по назначению.
По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные, проблемно – ориентированные и специализированные.
Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно – технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложность алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.
Проблемно – ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.
Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.
1.4. Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям .
По размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить рис.1 на сверхбольшие (суперЭВМ), большие, малые, сверхмалые (микроЭВМ)
=
Рис. 1 Классификация ЭВМ по размерам и вычислительной мощности
Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции.
Производительность больших ЭВМ оказалась недостаточной для ряда задач: прогнозирования метеообстановки, управления сложными оборонными комплексами, моделирования экологических систем и др. Это явилось предпосылкой для разработки и создания суперЭВМ, самых мощных вычислительных систем, интенсивно развивающихся и в настоящее время.
Дальнейшие успехи в области элементной базы и архитектурных решений привели к возникновению супермини ЭВМ – вычислительной машины, относящейся по архитектуре , размерам и стоимости к классу малых ЭВМ, но по производительности сравнимой с большой ЭВМ.
Изобретение в 1969 г. микропроцессора (МП) привело к появлению в 70-х гг. еще одного класса ЭВМ – микроЭВМ (рис. 2). Именно наличие МП служило первоначально определяющим признаком микроЭВМ. Сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах ЭВМ.
История развития вычислительной техники • Тысячелетия назад - счетные палочки, камешки и т. д.
• Приблизительно 1500 лет назад - счеты.
• В 1642 г. Блез Паскаль - механическое устройство, выполняющее операцию сложения. Подготовил Коротаев А.Т. РГРТУ, ВПМ. Курс «Информатика». 2011. 3
• В 1673 г. Готфрид Лейбниц - механический арифмометр, выполняющий 4 арифметических действия.
• В первой половине ХIХ века Чарльз Бэббидж - попытка создания универсального вычислительного устройства с вводом информации с перфокарт - не закончил в виду несоответствия технических средств целям разработки.
• В 1943 г. Говард Эйкен на основе работ Бэббиджа - вычислительная машина на электромагнитных реле "Марк - 1".
• В 1943 г. в США Джон Мочли, Проспер Экерт, а затем с 1945 г. Джон фон Нейман - ENIAC - первая электронная вычислительная машина. Ее данные: вес 30 т., 18 000 электронных ламп, скорость вычислений - 5 000 операций в секунду. На этом этапе основное достижение - принципы Джона фон Неймана функционирования универсальных вычислительных машин, которым в целом следуют и до сих пор.
• 1950 г. - первая коммерческая электронная вычислительная машина.
• 1975 г. - первые персональные компьютеры.
Разработка новой модели микропроцессора компанией Intel на основе системы команд x86 (МП Intel-8086) фактически знаменует новое поколение персональных компьютеров. Поэтому далее представлены в хронологическом порядке поколения МП Intel:
1979 г. - IBM PC на основе 16-разрядного микропроцессора Intel-8088.
1981 г. - IBM PC XT c жестким диском (винчестер).
1982 г. - IBM PC AT на основе микропроцессора Intel-80286 (в 3-4 раза более быстрый, чем IBM PC XT).
1985 - 1991 гг. IBM PC на основе микропроцессора Intel-80386 (быстродействие в 2 раза больше, чем у 286; возможность выполнения 32-разрядных операций).
1991-93 гг. - микропроцессор 80486 - быстродействие еще в 2-3 раза выше. 1993 г. - микропроцессор Pentium. 1995 г. - микропроцессор Pentium Pro
Классификация микроЭВМ
Многопользовательские микроЭВМ
– это мощные микроЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.
Персональные компьютеры (ПК)
– однопользовательские микроЭВМ, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.
Рабочие станции (work station)
представляют собой однопользовательские мощные микроЭВМ, специализированные для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских и др.).
Серверы (server)
– многопользовательские мощные микроЭВМ в вычислительных сетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети.
Конечно, вышеприведенная классификация весьма условна, ибо мощная современная ПК, оснащенная проблемно-ориентированным программным и аппаратным обеспечением, может использоваться и как полноправная рабочая станция, и как многопользовательская микроЭВМ, и как хороший сервер, по своим характеристикам почти не уступающий малым ЭВМ.
Заключение
Современное общество живет в период огромного роста объемов информационных потоков во всех сферах человеческой деятельности. Требования к своевременности, достоверности и полноте информации постоянно повышаются. Только на основе своевременного пополнения, накопления, переработки информации возможно рациональное управление и обоснованное принятие решений. С созданием Электронно-Вычислительных Машин появилась реальная возможность переложить на них трудоемкие операции, что коренным образом изменило технологию производства, повысило производительность и условия труда. Сейчас трудно представить какую-либо область, где не использовался бы компьютер. Но для того, чтобы уметь эффективно его использовать, необходимы элементарные знания об его устройстве.
Список литературы:
Информатика. А. В. Могилев, Н.И. Пак, Е. К. Женнер. Москва, 2003.
- Информатика. Базовый курс, 2 - е издание под ред. профессора С. В. Симоновича. Питер, 2005.
- Информатика. Учебник под ред. профессора Н. В. Макаровой. Москва «Финансы и статистика», 2006.
- Информатика. В. А. Острейковский, Москва 2000.
- Информатика. Базовый курс. О. А. Акулов, Н. В. Медведев. Москва, 2005.
- Информатика. Учебник. Б. В. Соболь, А. Б. Галин, Ю. В. Панов, Е. В. Садовой. Ростов – на – Дону «Феникс», 2005.
- Информатика, 3 – е издание. А. Н. Степанов. Питер, 2003.
- Характеристика деловой этики (ЭТИКА МЕНЕДЖМЕНТА)
- Методы и особенности управления конфликтами
- История книгопечатания
- Теория управления производством Форда
- Херсонес Таврический
- Организация и планирование рекламных кампаний
- Юридические профессии: адвокатская деятельность
- Электронная цифровая подпись
- Характеристика тайм-менеджмента (Рассмотрим методики классического тайм-менеджмента.)
- Информационные и коммуникационные технологий в образовании
- Социальные сети, движение и защита контента (По учебной дисциплине: Управление контентом в организации)
- История книгопечатания (ЧТО ТАКОЕ КНИГОПЕЧАТАНИЕ)