§2 Цифровые эвм

Данные цифровой ЭВМ представлены в дискретной форме. Следует заметить, что дискретная величина может принимать значения из конечного фиксированного набора.

Достоинства: 1) универсальность; 2) точность практически не ограничена (хотя и конечна)

Недостатки: 1) не наглядность представления результата; 2) относительно низкое быстродействие; 3) относительно более высокая сложность.

§3 Основы организации эвм

Многопроцессорная архитектура характерна для супер-ЭВМ и ЭВМ, решающих специальные задачи.

Память программ и память данных могут существовать отдельно. Память по способу доступа делится на произвольную и память с произвольным доступом. По скорости – на оперативную и долговременную. По возможности записи информации – с возможностью многократной записи; однократной записи; только чтение.

Основной причиной, по которой ячейки памяти цифровой ЭВМ основаны на двоичной системе счисления, является простота и дешевизна.

§4 Использование кэш-памяти

Динамическая оперативная память по своему быстродействию очень сильно отстает от про­цессоров, почти на порядок (тактовые частоты процес­соров — 2 ГГц, памяти — 200 МГц). Применение такой памяти без катастрофических последствий для произ­водительности системы возможно только при иерархи­ческом построении подсистемы памяти с использова­нием дополнительной быстродействующей памяти в ка­честве кэша.В процессе реальной обработки данных часто встречаются ситуации, когда процессор по очереди запрашивает информацию, располагающуюся в соседних ячейках памяти. А, следовательно, бывает выгодно заранее загрузить целый массив при первом обращении в быстродействующий кэш так, чтобы процессор обращался за нужными данными, как правило, к кэш памяти.

Эффективность кэширования возрастает с ростом объема кэша; однако, чем больше объем кэша, тем больше проблем с получением необ­ходимого уровня его быстродействия — можно полу­чить быстродействующий кэш малого объема либо бо­лее медленный большого объема.

Принцип кэширования используется не только при обмене данными между процессором и остальным компьютером, но и при взаимодействии с медленно функционирующими устройствами.

Следует заметить, что в реальности взаимодействие с кэшом происходит не совсем так просто, как мы описали. В частности, для описания адресов хранения информации в кэш-памяти могут применяться специальные алгоритмы, например, с использованием хэш-функций.

Для справки: у процессоров pentium4 объемы кэша данных со­ставляет 8 Кбайт, имеется также специальный кэш для декодированных инструкций, вмещающий около L2 ты­сяч инструкций. Объем L2-кэша данных составляет 256 или 512 Кбайт. У процессоров ATLON объем кэша для данных L1 и инструкций составляет по 64 Кбайт, объ­ем кэша L2 — 256 Кбайт (планируется увеличить до 512 Кбайт).

§5 Вычислительные комплексы

Будем понимать под вычислительным комплексом объединение двух и более вычислительных устройств в рамках решения единой целевой задачи.

Чаще всего вычислительные комплексы образуются в процессе управления технологическим оборудованием, специальной техникой и так далее, когда универсальная ЭВМ объединяется со специализированной. Другой особенностью вычислительных комплексов является то, что они локализованы, то есть представляют собой технологическую систему, расположенную в одном и том же или смежных помещениях. Вычислительный комплекс также может включать однородные устройства, работающие с общей памятью.