3.2. Архитектура эвм

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.

Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры являются аппаратные средства. Основные компоненты архитектуры ЭВМ можно представить в виде схемы (рис.3.1).

Рис. 3.1. Схема основных компонентов архитектуры ЭВМ

Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования правил их взаимодействия. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, которые должны быть известны для более грамотного использования данного средства.

К понятию архитектуры относятся следующие принципы построения ЭВМ:

• структура памяти ЭВМ;

• способы доступа к памяти и внешним устройствам;

• возможность изменения конфигурации компьютера;

• система команд;

• форматы данных;

• организация интерфейса.

• классическая архитектура ЭВМ (архитектура фон-Неймана).

Рис.3.2. Схема классической архитектуры ЭВМ

По мере развития ЭВМ классическая архитектура претерпела существенные усовершенствования. Основное направление этих изменений — разгрузка центрального процессора от функций обмена информацией и передачи их специальным устройствам — контроллерам. Шинная архитектура является открытой, поскольку позволяет подключать новые устройства.

Рис.3.3. Схема шинной архитектуры

3.3. Классификация эвм

Рис.3.4. Классификация ЭВМ

Универсальные большие и супер-ЭВМ обладают способностью работать одновременно с большим количеством пользователей, создавать гигантские базы данных и обеспечивать эффективную вычислительную работу. Они обеспечивают устойчивость вычислительного процесса, безопасность информации и низкую стоимость ее обработки.

Средние ЭВМ. Вычислительные машины этого класса обладают несколько меньшими возможностями, чем большие ЭВМ, но им присуща и более низкая стоимость.

Малые ЭВМ составляют самый многочисленный и быстроразвивающийся класс ЭВМ. Их популярность объясняется малыми размерами, низкой стоимостью (по сравнению с большими и средними ЭВМ) и универсальными возможностями.

Класс мини-ЭВМ появился в 60-е годы. Для мини-ЭВМ характерно представление данных с узким диапазоном значений, использование принципа магистральности в архитектуре и более простое взаимодействие человека и ЭВМ. Такие машины широко применяются для управления сложными видами оборудования, создания систем автоматизированного проектирования и гибких производственных систем.

Изобретение микропроцессора привело к появлению нового класса ЭВМ — микро-ЭВМ, определяющим признаком которого является наличие одного или нескольких микропроцессоров. Создание микропроцессора не только изменило центральную часть ЭВМ, но и привело к необходимости разработки малогабаритных устройств ее периферийной части.

Успехи в развитии микропроцессоров и микро-ЭВМ привели к появлению персональных ЭВМ (ПЭВМ), предназначенных для индивидуального обслуживания пользователя и ориентированных на решение различных задач неспециалистами в области вычислительной техники. Все оборудование персональной ЭВМ размещается в пределах стола.

Персональный компьютер позволяет эффективно выполнять научно-технические и финансово-экономические расчеты, организовывать базы данных, подготавливать и редактировать документы и любые другие тексты, вести делопроизводство, обрабатывать графическую информацию и т. д. Выполнение многих из указанных функций поддерживается многочисленными эффективными универсальными функциональными пакетами программ.