5. Информационно- логические основы Эвм

Информационно- логические основы построения Эвм охватывает вопросы, связанные с формами и системами представления информации в компьютерах.

Вычислит.машина – это электронное устройство, предназначенное для обработки информации и вычисления.

Система счисления-способ именования и изображениями чисел с помощью символов имеющие определ.количество значений в зависимости от способа изображения чисел.

Делится на:

1) Позиционные – колич.значений каждой цифры зависит от ее местоположения, характеризуется основанием – кол-во различных цифр, используемых для изображения чисел.

Алгебра логики (алгебра высказываний) — раздел математической логики, в котором изучаются логические операции над высказываниями. Высказывания могут быть истинными, ложными или содержащими истину и ложь в разных соотношениях.

Базовыми элементами, которыми оперирует алгебра логики, являются высказывания. Высказывания строятся над множеством {B, , , , 0, 1}, где B — непустое множество, над элементами которого определены три операции:

-отрицание (унарная операция),

- конъюнкция (бинарная /\.),

- дизъюнкция (бинарная),

а также константы — логический ноль 0 и логическая единица 1.

В алгебре логики все высказывания обозначают буквами а, b, с и т. д. Содержание высказываний учитывается только при введении их буквенных обозначений, и в дальнейшем над ними можно производить любые действия, предусмотренные данной алгеброй. Причем если над исходными элементами алгебры выполнены некоторые разрешенные в алгебре логики операции, то результаты операций также будут элементами этой алгебры.

Простейшими операциями в алгебре логики являются операции логического сложения (иначе: операция ИЛИ (OR), операция дизъюнкции) и логического умножения (иначе: операция И (AND), операция конъюнкции). Для обозначения операции логического сложения используют символы + или V, а логического умножения — символы • или /\. Правила выполнения операций в алгебре логики определяются рядом аксиом, теорем и следствий. Наименьшим элементом алгебры логики является 0, наибольшим элементом — 1. В алгебре логики также вводится еще одна операция — отрицания (операция НЕ, инверсия), обозначаемая чертой над элементом.

6 История развития эвм

ЭВМ (электронная вычислительная машина) — машина для проведения вычислений, а также приёма, переработки, хранения и выдачи информации по заранее определённому алгоритму. На заре эры компьютеров считалось, что основная функция компьютера — вычисление. Однако в настоящее время полагают, что основная их функция — управление.

Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.

Основы учения об архитектуре вычислительных машин были заложены Джон фон Нейманом. Совокупность этих принципов породила классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ.

Положения фон Неймана:

-Компьютер состоит из нескольких основных устройств (арифметико-логическое устройство, управляющее устройство, память, внешняя память, устройства ввода и вывода)

-Арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические действия, необходимые для переработки информации, хранящейся в памяти

-Управляющее устройство – обеспечивает управление и контроль всех устройств компьютера (управляющие сигналы указаны пунктирными стрелками)

-Данные, которые хранятся в запоминающем устройстве, представлены в двоичной форме

-Программа, которая задает работу компьютера, и данные хранятся в одном и том же запоминающем устройстве

-Для ввода и вывода информации используются устройства ввода и вывода.

I ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ-Элементная база – электронно-вакуумные лампы. Соединение элементов – навесной монтаж проводами. Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду. Программирование – машинные коды. Оперативная память – до 2 Кбайт. Ввод и вывод данные с помощью перфокарт, перфолент.

II ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ - Элементная база – полупроводниковые элементы транзисторы. Быстродействие – 100 – 500 тыс. операций в секунду. Программирование – на алгоритмических языках, появление ОС. Оперативная память – 2 – 32 Кбайт. Введен принцип разделения времени. Недостаток – несовместимость программного обеспечения.

III ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ- Элементная база – интегральные схемы. Соединение элементов – печатные платы. Быстродействие –1-10 млн. операций в секунду. Программирование - алгоритмические языки, ОС. Оперативная память – 64 Кбайт. ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек. Появление магнитных дисков, дисплеев, графопостроителей.

4 поколение ЭВМ - компактные ЭВМ, ноутбуки,элементная база – большие интегральные схемы (БИС). Оперативная память – 2 -5 Мбайт. Быстродействие – 10 -100 млн. операций в секунду.

Обычно разделяют следующие классы ЭВМ.

-Микро ЭВМ - ЭВМ со встроенными микропроцессорами (Embedded Computers, ПК и др. )

-Рабочие станции (Sun Work Station)

-Машины среднего класса - вычислительные системы из нескольких процессоров (HP9000, Series800, SGI- это машины, которые могут управлять несколькими машинами)

Большие машины - на уровне крупных компьютеров (Cray, CDC6600)

-Супер ЭВМ - системы с параллельной архитектурой матричного типа (Iliac IV, VP-2000, Эльбрус)