Информационно-дидактический материал к занятию Архитектура современной вычислительной техники. Элементы организации основных блоков компьютера. Организация систем адресации и команд

Электронно-вычислительная машина - это универсальное электронное устройство, предназначенное для работы с информацией.

История развития эвм. Направления развития вычислительных машин

Аналоговые вычислительные машины

В АВМ все математические величины представляются как непрерывные значения каких-либо физических величин. Главным образом, в качестве машинной переменной выступает напряжение электрической цепи. Их изменения происходят по тем же законам, что и изменения заданных функций. В этих машинах используется метод математического моделирования (создается модель исследуемого объекта). Результаты решения выводятся в виде зависимостей электрических напряжений в функции времени на экран осциллографа или фиксируются измерительными приборами. Основным назначением АВМ является решение линейных и дифференцированных уравнений.

Достоинства АВМ:

• Высокая скорость решения задач, соизмеримая со скоростью прохождения электрического сигнала;

• Простота конструкции АВМ;

• Легкость подготовки задачи к решению;

• Наглядность протекания исследуемых процессов, возможность изменения параметров исследуемых процессов во время самого исследования.

Недостатки АВМ:

• Малая точность получаемых результатов (10%);

• Алгоритмическая ограниченность решаемых задач;

• Ручной ввод решаемой задачи в машину;

• Большой объем задействованного оборудования, растущий с увеличением сложности задачи.

Электронные вычислительные машины

В отличие от предыдущих машин в ЭВМ числа представляются в виде последовательности цифр. В современных ЭВМ числа представляются в виде кодов двоичных эквивалентов, то есть в виде комбинаций 1 и 0. в ЭВМ осуществляется принцип программного управления. ЭВМ можно разделить на цифровые, электрифицированные и счетно-аналитические (перфорационные) вычислительные машины.

Достоинства ЭВМ:

• Высокая точность вычислений;

• Универсальность;

• Автоматический ввод информации, необходимой для решения задачи;

• Разнообразие задач, решаемых ЭВМ;

• Независимость количества оборудования от сложности задачи.

Недостатки ЭВМ:

• Сложность подготовки задачи к решению (необходимость специальных знаний методов решения задач и программирования);

• Недостаточная наглядность протекания процессов, сложность параметров этих процессов;

• Сложность структуры ЭВМ, эксплуатация и техническое обслуживание;

• Требование специальной аппаратуры при работе с элементами реальной аппаратуры.

Аналогово-цифровые вычислительные машины (АЦВМ)

АЦВМ – это такие машины, которые совмещают в себе достоинства АВМ и ЭВМ. Они имеют такие характеристики, как быстродействие, простота программирования и универсальность. Основной операцией является интегрирование, которое выполняется с помощью цифровых интеграторов.

В АЦВМ числа представляются как в ЭВМ (последовательностью цифр), а метод решения задач как в АВМ (метод математического моделирования).

Поколения эвм

Можно выделить 4 основных поколения ЭВМ.

Характеристики	Поколения ЭВМ
	I	II	III	IV
Годы применения	1946-1960	1960-1964	1964-1970	1970-…
Основной элемент	Электронная лампа	Транзистор	Интегральная схема (ИС)	Большая интегральная схема (БИС)
Количество ЭВМ в мире (шт)	Большие	Значительно большие	Мини-ЭВМ	Микро-ЭВМ
Быстродействие	1	10	1000	10000
Носитель информации	Перфокарта, перфолента	Магнитная лента	Диск	Гибкий диск