Обобщенная структура ЭВМ. Назначение основных устройств

ЭВМ – совокупность устройств, способная выполнять разнообразные операции без участия человека. Основными устройствами вычислительной машины являются: память, или запоминающее устройство (ЗУ); арифметическое устройство (АУ), называемое еще арифметико-логическим устройством (АЛУ); устройство управления (УУ); устройство ввода информации; устройство вывода информации. В современных моделях вычислительных машин устройство управления и арифметическое устройство объединяют вместе, называя их одним словом процессор. Каждое из этих устройств выполняет самостоятельные функции и соединено с другими устройствами линиями связи, по которым передаются управляющие и информационные сигналы (рис.2.2).

Оперативная память ЭВМ разбивается на части – ячейки памяти. Ячейка – это участок памяти, предназначенный для хранения информации, которой может быть: команда, число, набор символов. Расположение информации в памяти определяется адресами (номерами) ячеек памяти. Каждый адрес служит именем ячейки.

Минимальной адресуемой единицей информации является байт. Байт состоит из восьми информационных и одного контрольного двоичных разрядов – битов.

Основными обрабатываемыми в ЭВМ единицами информации являются: байт, полуслово, слово, двойное слово, любая группа байтов, число которых не превышает 256. При адресации группы байтов указывается адрес самого левого байта группы.

Полуслово – группа из двух последовательных байтов, адрес первого из которых кратен двум. Группу из четырех последовательных байтов при условии, что левый байт имеет адрес, кратный четырем, называют словом. Группу из восьми последовательных байтов, адрес которых кратен восьми, называют двойным словом. Внутри двойного слова биты нумеруются от 0 до 63, внутри слова – от 0 до 31, а полуслова – от 0 до 15. Поля переменной длины могут начинаться и кончаться любым адресом.

ЭВМ – комплекс технических средств, имеющих общее управление, обеспечивающий автоматическую обработку информации, представленной в цифровых кодах, по заданной программе.

Классификация ЭВМ.

По функциональнымвозможностям ЭВМ делят на:

- малые (микро ЭВМ); - средние (мини ЭВМ); - большие (суперЭВМ).

Микро ЭВМ имеют невысокую производительность и применяются в небольших организациях. Они используются и для выполнения операций в различных приборах и устройствах. Мини ЭВМ имеют производительность десятки миллионов операций в секунду и объем оперативной памяти не менее 512 Мбайт. На промышленных предприятиях эти ЭВМ обычно управляют производственными процессами. Супер ЭВМ используются на крупных предприятиях.

По назначению ЭВМ делят на: - универсальные; - специализированные.

Универсальные – предназначены для решения научно-технических, экономических, информационно-логических, математических и других задач. Их отличает: - высокая производительность; - обширная номенклатура выполняемых операций; - большая емкость оперативной памяти; - развитая организация систем ввода-вывода. Они используются в вычислительных центрах коллективного пользования и крупных комплексах. Специализированные используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций более эффективным методом. К ним относят бортовые компьютеры судов, автомобилей, самолетов, космических аппаратов, СВЧ-печи, видеомагнитофоны, стиральные машины.

По конструкции и техническим параметрам ЭВМ делят на поколения. В основу деления машин на поколения кладут три основных показателя: 1) техническая реализация (элементная база, технические параметры); 2) внутренняя структура (архитектура и программное обеспечение); 3) средства взаимосвязи пользователя с ЭВМ (языки и формы общения).

1 поколение – на электронных вакуумных лампах (50 г.г.);

2 поколение – на транзисторах –(60 г.г.);

3 поколение – на полупроводниковых интегральных схемах(70 г.г.).

4 поколение – на больших и сверхбол-х интеграл. схемах (80 г.г.).

5 поколение – с десяткамимикропроцессоров (90 г.г.);

6 поколение – оптоэлектронные ЭВМ, нейронной структуры.