- •Вопрос 1. Поколения архитектуры эвм. Основные характеристики.
- •Вопрос 2. Области применения и типы эвм. Классификация по быстродействию и областям применения
- •Вопрос 3. Принципы архитектуры Фон-Неймана.
- •Вопрос 4. Пользовательские регистры. Регистры общего назначения.
- •Вопрос 5. Пользовательские регистры. Сегментные регистры.
- •Вопрос 6. Основные характеристики памяти. Адресная, ассоциативная и стековая организация памяти.
- •Вопрос 7. Ассоциативная организация памяти: регистровая косвенная адресация (базовая и индексная)
- •Вопрос 8. Ассоциативная организация: регистровая косвенная адресация со смещением
- •Вопрос 9. Стековая память
- •Вопрос 10. Динамическая память. Статическая память
- •Вопрос 11. Режимы работы кэш-памяти
- •Вопрос 12. Структура эвм. Назначение и структура процессора
- •Вопрос 13. Системы команд. Классификация процессоров в соответствии с системой команд
- •Вопрос 14. Реальный режим процессора типа интел 8086. Сегмент, граница параграфа, смещение
- •Вопрос 15. Защищенный режим работы процессора. Таблицы дескрипторов
- •Вопрос 16. Виртуальный режим работы процессора типа интел 8086
- •Вопрос 17. Прерывания
- •Вопрос 18. Системы ввода-вывода.
- •Вопрос 19. Классификация процессоров. Cisc, risc, vliw, суперскалярные процессоры, misc.
- •Вопрос 20. Особенности risc архитектуры.
- •Вопрос 21. Параллельная обработка. Конвейерная организация. Типы конфликтов.
- •Вопрос 22. Архитектура суперскалярных процессоров. Предварительная выборка команд и предсказание переходов.
- •Вопрос 23. Архитектура эвм с длинным командным словом.
- •Вопрос 24. Процессор ia-64. Особенности построения и работы архитектура ia-64 (Merced)
- •Вопрос 25-26. Основные классы современных параллельных компьютеров. Numa, pvp, кластеры. Основные классы современных параллельных компьютеров. Mpp, smp
- •Массивно-параллельные системы (mpp)
- •Симметричные мультипроцессорные системы (smp)
- •Системы с неоднородным доступом к памяти (numa)
- •Параллельные векторные системы (pvp)
- •Кластерные системы
- •Вопрос 27. Вычислительные системы, классы архитектур.
Вопрос 1. Поколения архитектуры эвм. Основные характеристики.
Поколение ЭВМ - все типы и модели вычислительных машин, разработанные разными конструкторами и выпускаемые в разных странах многими фирмами и организациями, но построенные на одних и тех же принципах.
Первое поколение (40-50).
Характерные черты – использование электровакуумных ламп в основных и вспомогательных схемах. Наличие параллельного вычислительного устройства. Разделение памяти на быстродействующую оперативную память ограниченного объема и медленную внешнюю память большего объема (накопители на магнитных барабанах и дисках). Применение перфолент и перфокарт как носителей информации. Характерные недостатки: большая занимаемая площадь, большое количество тепла, выделяемое используемыми лампами. Отсюда проблемы теплоотвода и низкие эксплуатационные характеристики с надежности. Примеры: США – ЕНИАК 1946, ЕДВАК 1950, UNIVAC; СССР – СТРЕЛА, УРАЛ 1, УРАЛ 2, БЭСМ-1.
Второе поколение (50-60).
В 1947 году в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор. Один транзистор = 1 лампа. Элементная база – транзисторы. Быстродействие увеличилось в десятки раз, память в сотни раз. Магнитная лента теперь для ввода и вывода, магнитные диски. Характерной чертой ЭВМ второго поколения – параллелизм в работе отдельных блоков. Одновременная работа нескольких программ и так далее. Появились языки программирования высокого уровня. В СССР ко второму поколению относится «МИР ОДИН», «МИНСК 22», «МИНСК 32», «МИР ДВА», «МАШИНА М-222», «БЭСМ-6». Самая быстродействующая из ЭВМ «БЭСМ-6» - 1М операций в секунду, был организован серийный выпуск. Использовали для решения задач с большим объемом вычислений. Достоинства. Меньше электропотребление. Значительная надежность. Широко используются языки высоко уровня. Резко возросло быстродействие. Машинное время стало дешевле, а использование машин более рентабельным. Недостатки: невозможность сопряжения машин различных классов по локальной и глобальной сети.
Третье поколение.
Основа – микросхемы. В 1969 году было образовано межправительственная комиссия по сотрудничеству стран Болгария, Венгрия, ГДР, Куба, Болгария, Польша, Румыния, СССР, Чехословакия в области вычислительной техники. Сотрудничество охватывало весь цикл. Результат – создание производство и распространение двух унифицированных ЭВМ – ЕС ЭВМ, и систем малых ЭВМ – ЭС ЭВМ. С большим набором периферийных устройств и программных средств. В США была создана система АЙБИЭМ 360.
Четвертое поколение.
В основе этих ЭВМ по настоящая время лежит большая интегральный микросхема. В августе 1981 года АЙБИЭМ объявила о создании первого персонального компьютера. Для использования в бизнесе, школе и дома. Ориентировочная цена 1965 долларов. Рынок оказался весьма выгодным. Устремились тысячи фирм. Тот кто будет продавать компьютеры по более низкой цене, тот победит. Превосходство над соперниками. Что фирма Интел и сделала. Рассказывать не буду.
Пятое поколение
Предполагается 2 существенных отличия. Произойдет переход от обработки данных к обработке знаний. Общение пользователя с ЭВМ будет производиться через интеллектуальный интерфейс. Можно предположить, что особенностями будет применение параллельных структур оптоэлектроники, способность производить не только числовые расчеты, но и обработка смысловой информации. Одним из направлений является создание квантовых компьютеров. Основой создания является теория гильбертово пространства, где один кубит равен 10 в 30 степени.
Основные характеристики:
Быстродействие - характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Имеет смысл характеризовать средним быстродействием ЭВМ, или предельным (для самых «коротких» операций типа «регистр-регистр»). Современные вычислительные машины имеют очень высокие характеристики по быстродействию, измеряемые сотнями миллионов операций в секунду.
Емкость запоминающих устройств. Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно размещен в памяти
Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени. У каждого прибора свой срок работы. У транзисторов Филлипс – 5 лет, поэтому космические аппараты не могут летать долго.
Точность - возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ.
Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов.