Технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ.

Технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ.

Основным техническим параметром ЭВМ является быстродействие.

Быстродействие ЭВМ - среднестатистическое число операций, выполняемых ЭВМ за единицу времени.

Различают следующие виды быстродействия:

1) пиковое (предельное быстродействие) - быстродействие процессора без учета времени обращения в оперативной памяти за операндами.

2) номинальное - быстродействие работы процессора с оперативной памятью.

3) системное - быстродействие базовых технических программных средств, входящих в ЭВМ.

Методы определения быстродействия разделяются на три группы:

1) расчетные

2) экспериментальные

3) имитационные

Для данных типов производительности используются следующие единицы измерения:

1) MIPS - миллион целочисленных операций в секунду

2) MFLOPS - миллион операций над числами с плавающей запятой (ЧПЗ) в секунду.

GFLOPS, TFLOPS.

 

Вторая характеристика - емкость памяти.

Максимальное количество данных хранящихся в памяти.

 

К другим технико-эксплуатационным характеристикам относятся: разрядность обрабатываемых слов и кодовых шин интерфейса, тип системного и локальных интерфейсов, типы емкость оперативной, Кеш и внешней памяти, тип видеоадаптера и видеомонитора, надежностные характеристики, стоимостные характеристики.

 

Интегральная схема (ИС) - законченный функциональный блок, соответствующий сложной транзисторной схеме, вытравленной на поверхности кристалла кремния.

Классификация ЭВМ по поколениям.

Первое поколение (1940-1950г.): основной активный элемент - электронная лампа.

Для построения оперативной памяти (ОП) использовались ферритовые сердечники, в качестве устройств ввода/вывода - стандартная телеграфная аппаратура, а затем УВВ (устройства ввода/вывода) на перфокартах и перфолентах.

Второе поколение (60-е года): основной активный элемент - транзистор. Отличительные черты: применение печатного монтажа, специализация по применению, появление алгоритмических языков, появление многопрограммных ЭВМ, применение УВВ на магнитных носителях.

Третье поколение (конец 70-х годов): в качестве элементной базы использовались интегральные схемы с многослойным печатном монтажом. Отличительные черты: ИС малой и средней степени интеграции (10² 10³), увеличение количества устройств ввода/вывода, развитие ОС. Возможность удаленного доступа пользователей, применение методов автоматизированного проектирования.

Четвертое поколение (): характеризуется применением БИС и СБИС (больших и сверх больших ИС) с высокой степенью интеграции (~10⁶). Отличительные черты: тенденция к унификации ЭВМ, развитие микро- и миниЭВМ, использование быстродействующих систем памяти, Моп-технологий, появление первых ПК и рабочих станций. Пятое поколение характеризуется высокой степенью интеллектуализации обработки информации, упрощение создания ПО, использование мультимедиа и интернет-технологий.

 

Классификация по назначению:

ЭВМ

Универсальные

Проблемно-ориентированы

Специализированные

Универсальные ЭВМ предназначены для решения различных прикладных задач. Отличаются сложностью алгоритмов и объемами обрабатываемых данных

Проблемно-ориентированы служат для решения узкого спектра задач, предназначены как правило используются для создания управляющих вычислительных комплексов.

Специализированные служат для реализации строго определенной группы функций, имеют специализированную структуру.

 

Классификация по функциональным возможностям и размерам.

ЭВМ

большие

суперЭВМ

мини

микро

специализированные

универсал

многопользовательские

персональные

переносные

стационарные

встраиваемые

раб. станции

 

 

 

Способы адресации.

Существует два принципа поиска операндов в памяти: ассоциативный и адресный. Ассоциативный поиск операнда (поиск по содержанию ячейки) предполагает просмотр содержимого всех ячеек памяти, для выявления кодов, содержащий ассоциативный признак заданный командой.

Адресный поиск предполагает, что искомый операнд извлекается из ячейки, номер которой формируется на основе информации в адресном поле команды.

Различают понятия исполнительного адреса и адресного кода. Адресный код – информация об адресе операнда, содержащегося в команде. Исполнительный адрес – номер ячейки памяти, к которой фактически производится обращение (по сути – физический адрес).

В ЭВМ адресный код как правило не совпадает с исполнительным адресом. Способ адресации – это способ формирования исполнительного адреса операнда А_и по адресному коду команды А_к­­.

В системах команд ЭВМ часто предусматривается возможность использования нескольких способов адресации операндов для одной и той же операции. В этом случае в системе команд выделяется специальное поле – указатель адресации.

Классификация способов адресации по наличию адресной информации в команде. Различают явную и неявную адресацию. При явной адресации операнда в команде есть поле адреса операнда, в котором задается адресный код А_к, при неявной адресации адресное поле в команде отсутствует, адрес операнда подразумевается кодом операции. Метод неявной адресации используется с целью уменьшения длины команды за счет исключения части адресов.

Индексная адресация

Для работы программ с массивами требующими однотипных операций над элементами массива, используется индексная адресация. Схема индексной адресации аналогична базированию путем суммирования. Адрес i-го операнда в массиве определяется как сумма начального адреса массива, задается полем смещения С и индекса И, записанного в одном из регистров регистровой памяти, которые называются индексным регистром. Адрес индексного регистра задается в команде полем адреса индекса. И аналогично базе.

В ряде случаев для эффективной работы применяется комбинированная индексация с базированием, при которой адрес операнда вычисляется как сумма 3-х составляющих, т.е. A_i=Б+И+С

 

Технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ.

Основным техническим параметром ЭВМ является быстродействие.

Быстродействие ЭВМ - среднестатистическое число операций, выполняемых ЭВМ за единицу времени.

Различают следующие виды быстродействия:

1) пиковое (предельное быстродействие) - быстродействие процессора без учета времени обращения в оперативной памяти за операндами.

2) номинальное - быстродействие работы процессора с оперативной памятью.

3) системное - быстродействие базовых технических программных средств, входящих в ЭВМ.

Методы определения быстродействия разделяются на три группы:

1) расчетные

2) экспериментальные

3) имитационные

Для данных типов производительности используются следующие единицы измерения:

1) MIPS - миллион целочисленных операций в секунду

2) MFLOPS - миллион операций над числами с плавающей запятой (ЧПЗ) в секунду.

GFLOPS, TFLOPS.

 

Вторая характеристика - емкость памяти.

Максимальное количество данных хранящихся в памяти.

 

К другим технико-эксплуатационным характеристикам относятся: разрядность обрабатываемых слов и кодовых шин интерфейса, тип системного и локальных интерфейсов, типы емкость оперативной, Кеш и внешней памяти, тип видеоадаптера и видеомонитора, надежностные характеристики, стоимостные характеристики.

 

Интегральная схема (ИС) - законченный функциональный блок, соответствующий сложной транзисторной схеме, вытравленной на поверхности кристалла кремния.