Практические работы по ААС (2). Классификация эвм по принципу действия, по поколениям, по назначению, по размерам
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению практических занятий по дисциплине «АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ» для студентов 2 курса «Информационные системы и программирование» Практическая работа № 3 Тема: Классификация ЭВМ: по принципу действия, по поколениям, по назначению, по размерам Цель занятия: обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний о классификации ЭВМ, развитие интеллектуальных аналитических умений. Основные требования по технике безопасности при выполнении практической работы: изучить правила техники безопасности, руководствоваться ими и обеспечить их строгое соблюдение при проведении учебного процесса Краткие теоретические сведения, необходимые для выполнения практической работы: Электронная вычислительная машина, компьютер - комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач. Классификация ЭВМ: 1. По принципу действия - аналоговые (АВМ), - цифровые (ЦВМ), - гибридные (ГВМ). Аналоговые вычислительные машины (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения). Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5%). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи. Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в цифровой форме. Гибридные вычислительные машины (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. 2. По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: - универсальные (общего назначения), - проблемно-ориентированные, - специализированнные. Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Характерными чертами универсальных ЭВМ являются: высокая производительность; разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных,символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления; обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических,логических, так и специальных; большая емкость оперативной памяти; развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающаяподключение разнообразных видов внешних устройств. 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. К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы. Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления устройствами. 3. По размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить на: сверхбольшие (суперЭВМ), большие, малые, сверхмалые (микроЭВМ). Большие ЭВМ (минифреймы). Этот класс исторически появился первым. Основные направления применения минифреймов – это решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и ресурсами. В мнифреймах плохо соблюдается принцип открытых систем – а именно совместимость с другими системами. Малые ЭВМ (мини-ЭВМ) – надежные не дорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько низкими параметрами по сравнению с большими ЭВМ. Основными особенностями являются: широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения, аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации, простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, высокая скорость обработки прерываний, возможность работы с форматами данных различной длины. К достоинствам можно отнести: специфическую архитектуру с большой модульностью, лучшее, чем у минифреймов, соотношение производительности и цены, повышенная точность вычисления. Малые ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов, для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в системах автоматического проектирования, для моделирования не сложных объектов. Микро-ЭВМ – это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде одной микросхемы (микропроцессора). Современные модели микро-ЭВМ могут содержать несколько микропроцессоров. Можно выделить следующие группы в классе микро-ЭВМ: - микроконтроллеры – микро-ЭВМ выполнение в виде одной микросхемы. Используются для автоматизации работы не сложных электронных устройств. - персональные компьютеры – однопользовательские микро-ЭВМ, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности. - рабочие станции – однопользовательские мощные микро-ЭВМ, специализированные на выполнении определенного вида работы (инженерные, графические, издательские и .т.д.) - серверы – многопользовательские мощные микро-ЭВМ в вычислительных сетях выделенные для обработки запросов от всех станций сети. 4. По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на поколения: 1. Первое поколение, 50-е годы; ЭВМ на электронных вакуумных лампах. 2. Второе поколение, 60-е годы; ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах). 3. Третье поколение, 70-е годы; ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе). 4. Четвертое поколение, 80-е годы; ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах - микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном). 5. Пятое поколение, 90-е годы; 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. Шестое и последующие поколения; оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейтронной структурой - с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейтронных биологических систем. Порядок выполнения практической работы: Задание 1. Представьте в виде схемы классификацию ЭВМ: по принципу действия, по поколению, по назначению, по размерам. Задание 2. Оформите в виде таблицы классификацию операционных систем Таблица 1- Классификация ЭВМ по назначению
Задание 3. Перечислите группы в классе микро-ЭВМ и представьте их описание. |