Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Модуль №1
Інформаційний блок
Розділ 1 Структура ЕОМ
Тема 1.1. Класифікація та основні характеристики ЕОМ
По призначенню ЕОМ можна класифікувати як:
Універсальні ЕОМ призначені для рішення всіляких видів завдань: наукових, інженерно-технічних, економічних, інформаційних, управлінських й інших завдань.
Проблемно-орієнтовані ЕОМ служать для рішення більш вузького кола завдань, позв'язаних, як правило, з керуванням технологічними об'єктами; реєстрацією, нагромадженням й обробкою щодо невеликих обсягів даних; виконанням розрахунків по відносно нескладних алгоритмах.
Спеціалізовані ЕОМ використовуються для рішення ще більш вузького кола завдань або реалізації строго певної групи функцій.
По функціональних можливостях і розмірам:
- супер - ЕОМ
- великі
- малі
- мікро - ЕОМ.
Супер-ЕОМ - потужні, високошвидкісні обчислювальні машини (системи) із продуктивністю від сотень мільйонів до трильйонів операцій із плаваючою крапкою в секунду.
Великі ЕОМ часто називають мейнфреймами (Mainframe). Вони підтримують режим роботи багатьох користувачів (обслуговують одночасно від 16 до 1000 користувачів).
Малі ЕОМ (міні-ЕОМ) - надійні, недорогій і зручні в експлуатації комп'ютери, що володіють трохи більше низькими в порівнянні з мейнфреймами можливостями.
У режимі роботи багатьох користувачів мікро-ЕОМ по призначенню можна розділити на універсальні й спеціалізовані.
Універсальні багато користувальницькі ЕОМ - це потужні мікро ЕОМ, використовувані в комп'ютерних мережах, обладнані декількома відеотерміналами й функціонуючі в режимі поділи часу, що дозволяє ефективно працювати на них відразу декільком користувачам.
Універсальні одно користувальницькі ЕОМ або персональні комп'ютери (ПК) Найбільшою популярністю в цей час користується ПК архітектурного напрямку (платформи) IBM з мікропроцесорами фірми Intel. По конструктивних особливостях ПК можна розділити на стаціонарні й переносні (потужні переносні комп'ютери (робітники станції) масою до 15 кг; портативні (наколінні) комп'ютери типу «LapTop» масою 5-10кг; комп'ютери-блокноти (Note Book й Sub Note Book) масою 1,5-4 кг й ін.).
Спеціалізовані ЕОМ орієнтовані на рішення певного (постійного) класу завдань протягом періоду своєї експлуатації.
Можна виділити наступні основні області застосування спеціалізованих ЕОМ:
Спеціалізовані багато користувальницькі мікро-ЕОМ (спец. сервери) здійснююче керування базами й архівами даних, багато користувальницькими терміналами, що підтримують факсимільний зв'язок, електронний пошту й ін.
Спеціалізовані сервери використаються для усунення найбільше «вузьких» місць у роботі мережі, а саме: створення й керування базами й архівами даних, підтримка багатоадресного факсимільного зв'язку й електронної пошти, керування багато користувальницькими терміналами (принтером, плоттером й ін.
Вбудовані мікро-ЕОМ входять у промислові й транспортні системи, технічні пристрої й апарати, побутові прилади.
Спеціалізовані однокористувальницькі ЕОМ або робочі станції (Work station), - це однокористувальницька система з потужним процесором і багатозадачної ОС, що має розвинену графіку з високим дозволом, більший дискову й оперативну пам'ять й убудовані мережні засоби.
Лідером на світовому ринку робочих станцій є американська фірма Sun Microsystems. Архітектура SPARC, розроблена фірмою Sun і використається в її машинах, стала фактично стандартом де-факто.
Відповідно до самої відомої класифікації архітектури ОС, запропонованої в 1966 році М.Флінном, що базується на понятті потоку, під яким розуміється послідовність елементів, команд або даних, оброблювана процесором, виділяють чотири типи архітектури ОС: SISD, MISD, SIMD, MIMD:
1. ОКОД (SISD, одиночний потік команд одиночний потік даних). Така структурна побудова характерний для класичних машин фон Неймана.
(Функціонування у вигляді лінійного процесора.)
ОсП – основна пам'ять
Лінійна організація обчислювального процесу обумовлює вельми низьку ефективність апаратних засобів (великий коефіцієнт простою). Для підвищення продуктивності роботи такої структури застосовуються методи локального паралелізму – суміщена або випереджаюча вибірка команд, розшарування пам'яті, але, як правило, це вимагає додаткових апаратних витрат.
2. ОКМД (SIMD, одиночний потік команд множинний потік даних). Для даної ОС звичайний потік команд впливає на кілька процесорних блоків одночасно, які обробляють різні дані по одній команді. Пам'ять в такий ОС є розділеною.
Спочатку типовими представниками таких ОС були супер-ЭВМ (ILLIAC IV, STARAN, PEPE, ПС-300). ОС з такою структурною організацією направлені на рішення задач з природним паралелізмом. В сучасних ЕОМ це реалізовано в сімействі процесорів Pentium
3. МКОД (MISD, множинний потік команд одиночний потік даних). Цю ОС розглядають як результат ідей локального паралелізму. Інакше їх називають конвеєрними ОС. Операційна частина ОС є регулярною і є ланцюжком послідовно (лінійно) сполучених процесорних блоків, які утворюють конвеєр процесора.
Даний конкретний блок є спеціалізованим і виконує цілком певну частину команди. Вперше таку ОС розробив академік Лебедев.
4. МКМД (MIMD, множинний потік команд множинний потік даних) – загальний випадок мультипроцесорної системи. В загальному випадку зв'язки між елементарними процесорами є переналагоджуваними.
Така ОС дозволяє підвищити не тільки продуктивність, але і надійність. Як правило відмова одного процесора не приводить до виходу з ладу всієї системи. При такій організації ОС виникають складнощі взаємодії управління, при рішення однієї задачі. Іноді MIMD називають «моделлю колективу обчислювачів».
До основних характеристик ЕОМ належать:
1. Операційні ресурси ЕОМ – це перелік можливостей ЕОМ. Сюди включаються:
1. Способи представлення інформації в ЕОМ;
2. Система команд ЕОМ;
3. Способи адресації.
Операційні ресурси ЕОМ напряму пов'язані з апаратними засобами, які характеризують ступінь пристосованості ЕОМ для вирішення тих або інших задач.
2. Об’єм пам'яті (зовнішня і основна). Основна пам'ять, якою б великою вона не була, завжди обмежена. Зовнішня пам'ять не обмежена. Для характеристики комп'ютера використовують об’єм основної пам'яті. Вимірюється в байтах (максимальна пам'ять 4Гб).
3. Швидкодія ЕОМ характеризує швидкість обробки інформації комп'ютером (число операцій в секунду (V), час виконання (τ=1/v)). Продуктивність ЕОМ залежить від:
1. Швидкодії процесора;
2. Класу вирішуваних задачі;
3. Порядку проходження задачі через ЕОМ.
4. Надійність ЕОМ. Надійність – властивість ЕОМ виконувати покладені на неї функції протягом заданого проміжку часу, необхідного для вирішення поставленої задачі. В процесі функціонування ЕОМ виникають відмови, пов'язані з несправністю окремих елементів або з'єднань між ними.
По характеру проявів відмови можуть бути:
1. Раптова відмова (механічне руйнування елементів)
2. Поступова відмова (деградація параметрів ЕОМ)
5. Показник вартості – сумарна вартість всього устаткування, що входить до складу ЕОМ. Якщо зростає кількість устаткування ЕОМ, то зрештою, ростиме не тільки вартість, але ростиме і її продуктивність.