Слайд 2Электронная вычислительная машина - комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации
![Электронная вычислительная машина - комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-1.jpg)
подготовки и решения задач пользователей.
Слайд 3Архитектура ЭВМ - это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных средств, из которых строится ЭВМ.
![Архитектура ЭВМ - это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных средств, из которых строится ЭВМ.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-2.jpg)
Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Конкретная реализация уровней определяет особенности структурного построения ЭВМ.
Слайд 4характеристики ЭВМ
-быстродействие
-емкость запоминающих устройств
-надежность
-точность
-достоверность
![характеристики ЭВМ -быстродействие -емкость запоминающих устройств -надежность -точность -достоверность](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-3.jpg)
Слайд 5характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Поскольку в состав команд
![характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Поскольку в состав команд](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-4.jpg)
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»).
Слайд 6Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно
![Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-5.jpg)
размещен в памяти. Этот показатель очень важен для определения, какие программные пакеты и их приложения могут одновременно обрабатываться в машине.
Слайд 7это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного
![это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-6.jpg)
периода времени. Например, у современных HDD среднее время наработки на отказ достигает 500 тыс.ч. (около 60 лет).
Слайд 8возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов обработки в основном определяется
![возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов обработки в основном определяется](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-7.jpg)
разрядностью ЭВМ, а также используемыми структурными единицами представления информации (байтом, словом, двойным словом).
С помощью средств программирования языков высокого уровня этот диапазон может быть увеличен в несколько раз, что позволяет достигать очень высокой точности
Слайд 9свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный
![свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-8.jpg)
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.
Слайд 11три глобальные сферы деятельности человека, которые требуют использования качественно различных типов ЭВМ.
1
2
3
![три глобальные сферы деятельности человека, которые требуют использования качественно различных типов ЭВМ. 1 2 3](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-10.jpg)
Слайд 12применение ЭВМ для автоматизации вычислений
![применение ЭВМ для автоматизации вычислений](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-11.jpg)
Слайд 13Отличительной особенностью этого направления является наличие хорошей математической основы, заложенной развитием математических
![Отличительной особенностью этого направления является наличие хорошей математической основы, заложенной развитием математических](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-12.jpg)
наук и их приложений. Первые, а затем и последующие вычислительные машины классической структуры в первую очередь и создавались для автоматизации вычислений
Слайд 14Вторая сфера применения ЭВМ связана с использованием их в системах управления
![Вторая сфера применения ЭВМ связана с использованием их в системах управления](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-13.jpg)
Слайд 15Новое применение вычислительных машин потребовало видоизменения их структуры. ЭВМ, используемые в управлении,
![Новое применение вычислительных машин потребовало видоизменения их структуры. ЭВМ, используемые в управлении,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-14.jpg)
должны были не только обеспечивать вычисления, но и автоматизировать сбор данных и распределение результатов обработки.
Слайд 16применение ЭВМ для решения задач искусственного интеллекта.
![применение ЭВМ для решения задач искусственного интеллекта.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-15.jpg)
Слайд 17Для технического обеспечения этого направления нужны качественно новые структуры ЭВМ с большим
![Для технического обеспечения этого направления нужны качественно новые структуры ЭВМ с большим](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-16.jpg)
количеством вычислителей (ЭВМ или процессорных элементов), обеспечивающих параллелизм в вычислениях. По существу, ЭВМ уступают место сложнейшим вычислительным системам.
Слайд 18классификация средств вычислительной техники, в основу которой положено их разделение по быстродействию
![классификация средств вычислительной техники, в основу которой положено их разделение по быстродействию](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-17.jpg)
Слайд 19• СуперЭВМ для решения крупномасштабных вычислительных задач. для обслуживания крупнейших информационных банков
![• СуперЭВМ для решения крупномасштабных вычислительных задач. для обслуживания крупнейших информационных банков](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-18.jpg)
данных.
• Большие ЭВМ для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров.
• Средние ЭВМ широкого назначения для управления сложными технологическими производственными процессами. ЭВМ этого типа могут использоваться и для управления распределенной обработкой информации в качестве сетевых серверов.
• Персональные и профессиональные ЭВМ, позволяющие удовлетворять индивидуальные потребности пользователей. На базе этого класса ЭВМ строятся автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного уровня.
• Встраиваемые микропроцессоры, осуществляющие автоматизацию управления отдельными устройствами и механизмами.
Слайд 20Общие принципы построения современных ЭВМ
![Общие принципы построения современных ЭВМ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-19.jpg)
Слайд 21Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.
![Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-20.jpg)
Слайд 22Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы,
![Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-21.jpg)
состоящей из последовательности управляющих слов-команд. Каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения операндов (адреса операндов) и ряд служебных признаков.
Операнды - переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных. Список (массив) всех переменных (входных данных, промежуточных значении и результатов вычислений) является еще одним неотъемлемым элементом любой программы.
Слайд 23Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется полем. Например, в каждой
![Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется полем. Например, в каждой](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-22.jpg)
команде программы различают поле кода операций, поле адресов операндов. Применительно к числовой информации выделяют знаковые разряды, поле значащих разрядов чисел, старшие и младшие разряды
Слайд 24Последовательность, состоящая из определенного принятого для данной ЭВМ числа байтов, называется словом.
![Последовательность, состоящая из определенного принятого для данной ЭВМ числа байтов, называется словом.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-23.jpg)
Слайд 25В зависимости от количества используемых в команде операндов различаются одно-, двух-, трех-,
![В зависимости от количества используемых в команде операндов различаются одно-, двух-, трех-,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-24.jpg)
четырех- адресные и безадресные команды. В одноадресных командах указывается, где находится один из двух обрабатываемых операндов. Второй операнд должен быть помещен заранее в арифметическое устройство.
Двухадресные команды содержат указания о двух операндах, размещаемых в памяти (или в регистрах и памяти). После выполнения команды в один из этих адресов засылается результат, а находившийся там операнд теряется.
В трехадресных командах обычно два адреса указывают, где находятся исходные операнды, а третий - куда необходимо поместить результат.
В безадресных командах обычно обрабатывается один операнд, который до и после операции находится на одном из регистров арифметико-логического устройства (АЛУ). Кроме того, безадресные команды используются для выполнения служебных операций (запрет прерывания, выход из подпрограммы и др.).
Слайд 29• ядро ЭВМ образует процессор - единственный вычислитель в структуре, дополненный каналами
![• ядро ЭВМ образует процессор - единственный вычислитель в структуре, дополненный каналами обмена информацией и памятью](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-28.jpg)
обмена информацией и памятью
Слайд 30линейная организация ячеек всех видов памяти фиксированного размера
![линейная организация ячеек всех видов памяти фиксированного размера](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-29.jpg)
Слайд 31• внутренний машинный язык низкого уровня, при котором команды содержат элементарные операции
![• внутренний машинный язык низкого уровня, при котором команды содержат элементарные операции преобразования простых операндов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-30.jpg)
преобразования простых операндов
Слайд 32одноуровневая адресация ячеек памяти, стирающая различия между всеми типами информации
![одноуровневая адресация ячеек памяти, стирающая различия между всеми типами информации](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-31.jpg)
Слайд 33• последовательное централизованное управление вычислениями;
• достаточно примитивные возможности устройств ввода-вывода.
![• последовательное централизованное управление вычислениями; • достаточно примитивные возможности устройств ввода-вывода.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-32.jpg)
Слайд 34Несмотря на все достигнутые успехи, классическая структура ЭВМ не обеспечивает возможностей дальнейшего
![Несмотря на все достигнутые успехи, классическая структура ЭВМ не обеспечивает возможностей дальнейшего](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-33.jpg)
увеличения производительности. Наметился кризис, обусловленный рядом существенных недостатков:
• плохо развитые средства обработки нечисловых данных (структуры, символы, предложения, графические образы, звук, очень большие массивы данных и др.);
• несоответствие машинных операций операторам языков высокого уровня;
• примитивная организация памяти ЭВМ;
• низкая эффективность ЭВМ при решении задач, допускающих параллельную обработку и т.п.
Слайд 35Вектор (слово) состояния
процессора (программы).
![Вектор (слово) состояния процессора (программы).](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-34.jpg)
Слайд 36Совокупность значений информационных элементов(триггеров, регистров, ячеек памяти) получила название вектора состояния или
![Совокупность значений информационных элементов(триггеров, регистров, ячеек памяти) получила название вектора состояния или слова состояния процессора (программы).](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-35.jpg)
слова состояния процессора (программы).
Слайд 37Вектор состояния в каждый момент времени должен содержать информацию, достаточную для продолжения
![Вектор состояния в каждый момент времени должен содержать информацию, достаточную для продолжения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/965789/slide-36.jpg)
выполнения программы или повторного пуска программы с точки, соответствующей моменту формирования данного вектора состояния.
(слово состояния процессора)