- •Часть 1
- •Раздел 1. Этапы развития и эволюция интеллектуальных свойств эвм
- •Тема 1.1. Этапы развития эвм. Особенности традиционных и интеллектуальных эвм
- •Тема 1.2. Эволюция интеллектуальных свойств эвм
- •Раздел 2. Информационные основы построения эвм
- •Тема 2.1. Системы счисления. Формы представления, виды кодирования и форматы чисел, применяемые в эвм
- •2.1.1. Системы счисления, применяемые в эвм
- •2.1.2. Формы представления чисел в эвм
- •2.1.3. Кодирование чисел в эвм
- •2.1.4. Форматы данных, применяемые в эвм
- •Тема 2.2. Выполнение арифметических операций в эвм
- •2.2.1. Выполнение операций сложения/вычитания чисел, представленных в форме с фиксированной точкой
- •2.2.2. Выполнение операций умножения чисел, представленных в форме с фиксированной точкой
- •2.2.3. Выполнение операций деления чисел, представленных в форме с фиксированной точкой
- •2.2.4. Выполнение операций сложения/вычитания чисел, представленных в форме с плавающей точкой
- •2.2.5. Выполнение операций умножения/деления чисел, представленных в форме с плавающей точкой
- •Раздел 3. Логические основы построения эвм
- •Тема 3.1. Основные элементы алгебры логики
- •Тема 3.2. Синтез комбинационных устройств. Основные методы минимизации логических функций
- •3.2.1. Синтез комбинационных устройств
- •3.2.2. Сложность логических формул. Основные методы минимизации логических функций
- •Тема 3.3. Функциональная полнота различных наборов элементарных логических функций
- •3.3.1. Полная совокупность элементарных логических функций
- •3.3.2. Абсолютная полнота наборов элементарных логических функций
- •Тема 3.4. Синтез комбинационных устройств в различных базисах
- •Тема 3.5. Некоторые особые случаи синтеза комбинационных схем.
- •3.5.1. Синтез комбинационных схем с несколькими выходами
- •3.5.2. Синтез комбинационных схем, характеризующихся не полностью определенной функцией
- •Тема 3.6. Принципы построения функциональных устройств
- •3.6.1. Элементный базис для построения функциональных устройств
- •3.6.2. Построение различных функциональных устройств (с использованием триггеров и без)
- •Тема 3.7. Синтез цифровых автоматов
- •3.7.1. Определения
- •3.7.2. Задание ца с памятью
- •3.7.3. Структурный синтез ца с памятью. Выбор функционально полной системы элементов для синтеза ца с памятью
- •Раздел 4. Принципы построения и функционирования эвм и устройств эвм
- •Тема 4.1. Основные сведения о принципах организации, составе и порядке функционирования эвм
- •4.1.1. Основные понятия о принципах организации эвм
- •4.1.2. Состав и порядок функционирования эвм
- •Тема 4.2. Функциональная организация эвм
- •Тема 4.3. Режимы работы эвм
- •Тема 4.4. Принципы построения и функционирования обрабатывающих подсистем эвм
- •4.4.1 Общие сведения о принципах построения обрабатывающих подсистем эвм
- •4.4.2. Устройство управления
- •4.4.3. Арифметико-логическое устройство
- •4.4.4. Микропроцессорная память
- •4.4.5. Организация прерывания в многопрограммных эвм
- •Тема 4.5. Принципы построения устройств памяти
- •4.5.1. Общие сведения об устройствах памяти
- •4.5.2. Методы размещения и поиска информации в памяти
- •4.5.3. Организация памяти в многопрограммных системах
- •4.5.4. Иерархическая организация внутренней памяти эвм
- •4.5.5. Защита памяти в многопрограммных эвм
- •Тема 4.6. Организация ввода-вывода в многопрограммных эвм
- •Раздел 5. Развитие структуры и архитектуры эвм
- •Тема 5.1. Основные тенденции и направления развития структуры эвм и подсистем эвм
- •5.1.1 Общие сведения об основных тенденциях и направлениях развития структуры эвм
- •5.1.2. Развитие обрабатывающей подсистемы
- •5.1.3. Развитие подсистемы внутренней памяти
- •5.1.4. Развитие подсистемы ввода-вывода
- •5.1.5. Развитие подсистемы управления и обслуживания
- •Тема 5.2. Развитие операционных сред (архитектур) в эвм
- •5.2.1. Архитектура виртуальных эвм
- •5.2.2. Архитектура объектной эвм
- •5.2.3. Архитектура интеллектуальной эвм
- •Тема 5.3. Языки функционального и логического программирования и соответствующие им компьютеры
- •5.3.1. Общие сведения об языках функционального и логического типов
- •5.3.2 Языки программирования логического типа
- •5.3.3. Языки программирования функционального типа
- •5.3.4. Логические и функциональные машины
- •Раздел 6. Параллельные компьютеры для интеллектуальных систем
- •Тема 6.1. Особенности интеллектуальных систем обработки знаний. Классификация параллельных архитектур
- •Тема 6.2. Особенности многопроцессорных систем
- •Тема 6.3. Графодинамические параллельные асинхронные машины
- •Литература
Тема 1.2. Эволюция интеллектуальных свойств эвм
Если представить процесс эволюции ЭВМ как повышение уровня ее интеллекта, то можно по-другому посмотреть на этапы развития и поколения ЭВМ, начиная от первых решающих устройств до вычислительных систем (ВС) обозримого будущего [6, 13].
Цель, преследуемая развитием средств вычислительной техники (СВТ), – это, прежде всего, повышение производительности интеллектуального труда за счет (или путем) увеличения доли машинного труда в общем процессе постановки и решения задач на ЭВМ, т.е. повышение ее интеллектуальных способностей.
Особенностью интеллектуальной системы является участие человека в процессе переработки информации.
Уровень интеллектуальности системы η как человеко-машинной системы можно определить отношением времени решения задачи человеком ко времени решения этой же задачи в человеко-машинной системе [6].
, (1.1)
где τ – показатель относительной производительности ЭВМ (отношение времени решения некоторой типовой задачи человеком ко времени решения этой же задачи ЭВМ);
α – вес машинных операций в общем процессе решения задачи.
Очевидно, что только рост производительности ЭВМ не приводит к значительному росту показателя интеллектуальности η, если α мало. Отметим, что с развитием ЭВМ величина α постоянно увеличивалась. В этом можно убедиться, если посмотреть тенденции в изменении разделения труда между человеком и машиной при решении задач на традиционных ЭВМ общего назначения (таблица 1.4).
Таблица 1.4. Разделение труда между человеком и машиной
* Примечание: ТТ – технические требования
Интеллектуализация ЭВМ – это устойчивая тенденция в развитии средств вычислительной техники (СВТ). Все более сложные процедуры передаются от человека к ЭВМ [6,13].
В таблице 1.5. показана классификация поколений ЭВМ с точки зрения развития свойств поколений, определяющих уровень их интеллекта.
Таблица 1.5. Поколения ЭВМ в зависимости от свойств, определяющих уровень их интеллекта
Определяющие интеллектуальный уровень свойства поколений ЭВМ |
Поколения ЭВМ | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 | |
Операционная среда: |
|
|
|
|
|
|
– искусственный «разум» |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
– интеллектуальная машина |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
х |
– объектная машина |
0 |
0 |
0 |
1 |
х |
х |
– виртуальная машина |
0 |
0 |
1 |
х |
х |
х |
– процедурная машина |
0 |
1 |
х |
х |
х |
х |
– реальная машина |
1 |
х |
х |
х |
х |
х |
Виды знаний: |
|
|
|
|
|
|
– мета |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
– общие |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
– проблемные |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
– системные |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
– интерфейсные |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
– процедурные |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Языки общения: |
|
|
|
|
|
|
– естественные |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
– прикладные |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
– функциональные |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
х |
– диалоговые |
0 |
0 |
1 |
1 |
х |
х |
– процедурные |
0 |
1 |
1 |
х |
х |
х |
– машинные |
1 |
1 |
х |
х |
х |
х |
Примечание: x – данное свойство является неопределяющим.
В заключение раздела о поколениях и развитии ЭВМ отметим, что начиная с 60-х гг. XX века Минск был одним из наиболее развитых центров в СССР по разработке и производству вычислительной техники. Более 60 % всех ЭВМ, применяемых в то время в республиках Советского Союза, были разработаны и изготовлены в Минске. Справочные данные о типах ЭВМ, разработанных и изготовленных в Минске, их основных характеристиках, срокам и объемам выпуска, приведены в приложении А к данному пособию.