Раздел 2. Технические средства реализации информационных процессов

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) – это комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе вычислительных и информационных задач.

ЭВМ классифицируются по ряду признаков:

• по этапам создания и элементной базе (вопрос рассматривается отдельно);

• по назначению;

• по способу организации вычислительного процесса;

• по размерам и вычислительным мощностям;

• по функциональным возможностям и т.д.

По назначению ЭВМ можно разделить на:

• универсальные или общего назначения;

• проблемно-ориентированные;

• специализированные.

Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических, экономических, математических и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в ВЦ коллективного пользования и других мощных вычислительных комплексах. Характерными чертами универсальных ВМ являются:

• высокая производительность;

• разнообразие форм обрабатываемых данных (двоичные, десятичные, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления);

• обширный набор выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных;

• большая емкость оперативной памяти;

• развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств.

Проблемно-ориентированные ЭВМ предназначены для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по сравнительно несложным алгоритмам. Они обладают ограниченными, по сравнению с универсальными ВМ, аппаратными и программными ресурсами.

Специализированные ВМ предназначены для решения определенного узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности работы.

По размерам и вычислительным мощностям ВМ можно разделить на:

• сверхбольшие или суперЭВМ;

• большие;

• малые;

• микроЭВМ.

СуперЭВМ предназначена для высокоскоростного выполнения прикладных процессов. СуперЭВМ может иметь один процессор, и тогда в нем одна последовательность команд работает с одним потоком данных. Вместе с этим большие скорости обработки данных можно получить лишь в многопроцессорных системах. По мере развития архитектур суперЭВМ в них возрастает степень параллельной обработки. Растет и число входящих в суперЭВМ процессоров. В дополнение к обычным подключаются векторные процессоры.

Большая ЭВМ – основной тип компьютера, используемый в больших информационных сетях, работает с большой скоростью и по производительности уступает суперЭВМ, но охватывает более широкий круг решаемых задач. С другой стороны, он превосходит малые ЭВМ по скорости работы и сложности выполняемых прикладных процессов.

МиниЭВМ – ЭВМ с ограниченными возможностями обработки данных. Имеет ограниченную оперативную память и относительно небольшое быстродействие, поэтому используется для решения более простых задач, чем большие ЭВМ. По сравнению с последними имеет небольшую стоимость, размеры и проще в эксплуатации. Термин «миниЭВМ» появился тогда, когда не было персональных компьютеров. Теперь же персональные компьютеры зачастую превосходят большие и миниЭВМ по возможностям. Поэтому рассматриваемый термин применяется все реже, уступая понятиям «рабочая станция» и «персональный компьютер».

МикроЭВМ – устройство, созданное на основе одного или нескольких микропроцессоров. Существует два подхода к определению микроЭВМ. Первый из них заключается в том, что под микроЭВМ понимается одна или несколько сверхбольших интегральных схем (СБИС). Для этого схемы должны содержать все логические элементы, необходимые для получения полноценного компьютера небольшой производительности. Во втором подходе микроЭВМ называется любой компьютер, в котором основными компонентами являются микропроцессоры. В дальнейшем эти ЭВМ стали именовать персональными компьютерами (ПК). В связи с этим под микроЭВМ чаще всего понимают устройство, созданное на одной или нескольких интегральных схемах. МикроЭВМ широко используются в технологии производства и в разнообразной аппаратуре автоматического управления.