ЭВМ и ПУ. Вычислительные машины, системы и сети - курс лекций. Вычислительные машины, системы и сети. Курс лекций
 Скачать 1.45 Mb.
|
6. Основные характеристики ЭВМФункциональные возможности компьютеров обусловлены такими важнейшими технико-эксплуатационными характеристиками, как: быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени; разрядность и формы представления чисел, которыми оперирует компьютер; номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств; номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации; типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов компьютера между собой (тип внутримашинного интерфейса); способность компьютера одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять параллельно несколько программ (многозадачность); типы и технико-эксплуатационные характеристики операционных систем, используемых в машине; наличие и функциональные возможности программного обеспечения; способность выполнять программы, написанные для других типов компьютеров (программная совместимость с другими типами компьютеров); система и структура машинных команд; возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети; эксплуатационная надежность компьютера; коэффициент полезного использования компьютера во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики. Одной из важнейших характеристик ЭВМ является ее быстродействие, которое характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Поскольку в состав команд ЭВМ включаются операции, различные по длительности выполнения и по вероятности их использования, то имеет смысл характеризовать его или средним быстродействием ЭВМ, или предельным (для самых “коротких” операций типа “регистр-регистр”). Современные вычислительные машины имеют очень высокие характеристики по быстродействию, измеряемые десятками и сотнями миллионов операций в секунду. Реальное или эффективное быстродействие, обеспечиваемое ЭВМ, значительно ниже, и оно может сильно отличаться в зависимости от класса решаемых задач. Сравнение по быстродействию различных типов ЭВМ, резко отличающихся друг от друга своими характеристиками, не обеспечивает достоверных оценок. Поэтому очень часто вместо характеристики быстродействия используют связанную с ней характеристику производительности - объем работ, осуществляемых ЭВМ в единицу времени. Например, можно определять этот параметр числом задач, выполняемых за определенное время. Другой важнейшей характеристикой ЭВМ является емкость запоминающих устройств. Емкость памяти измеряется количеством структурных единиц информации, которое может одновременно находиться в памяти. Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно размещен в памяти. Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени (стандарт ISO 23 82/14-78). Точность - возможность различать почти равные значения (стандарт ISO - 2382/2-76). Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, а также используемыми структурными единицами представления информации (байтом, словом, двойным словом). Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается аппаратурно-программными средствами контроля самой ЭВМ. Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач и повторных расчетов. В особо ответственных случаях проводятся контрольные решения на других ЭВМ и сравнение результатов. 7. Элементарные операционные узлы ЭВМ. ТриггерыОперационный узел состоит из устройств, в которых обрабатывается и хранится информация, а именно: счетчиков, регистров, дешифраторов, сумматоров, схем сравнения, блоков памяти и т. п. Используя набор этих устройств, можно производить обработку поступающей информации. Результатом ее обработки является выходная информация. Триггер — устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний и сохранять его теоретически бесконечно долго. Любой триггер является схемой с памятью или автоматом. Переключение триггера происходит по входному сигналу извне. По способу синхронизации различают синхронные и асинхронные триггерные схемы. По структурному построению — однотактные (триггеры защелки), двухтактные и триггеры с динамических управлением. По способу реакции на помехи — прозрачные и непрозрачные. Непрозрачные, в свою очередь, делятся на проницаемые и непроницаемые. По функциональному назначению — RS, D, JK, T, RR, SS, EE, DV. При изготовлении триггеров применяются преимущественно полупроводниковые приборы (транзисторы), реже — электронные лампы. Используются в основном в вычислительной технике для организации компонентов вычислительных систем: регистров, счётчиков, ОЗУ. Насчитывается несколько видов триггеров: D-триггеры, JK-триггеры, RS-триггеры, T-триггеры. Из названий триггеров можно определить количество входов. Так у D-триггера есть всего один вход D, а у JK — два входа J и K. Если триггер является синхронным — добавляется вход синхронизации C. Каждый тип триггера имеет таблицу работы (таблицу истинности), в которой указывается как различные значения на входах триггера влияют на его состояние. Состояние триггера обозначают буквой Q. Индекс возле буквы означает состояние до подачи сигнала (t) или после подачи сигнала (t+1). Рассмотрим эти таблицы для перечисленных триггеров в асинхронном режиме (без входа С).  Рисунок 7.1 – Таблица истинности для триггеров Если триггер синхронный, то существует также дополнительный вход синхронизации. При записи информации в триггер на него необходимо подать 1. |