Лекция 4. Вычислительные системы, состав и конфигурация. Этапы развития вычислительной техники. Классификация ЭВМ.

Понятие вычислительной системы

Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называется вычислительной системой.

Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных, называется вычислительной техникой или аппаратными средствами. Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной системы принято рассматривать раздельно.

Критериями выбора аппаратного и программного решения является производительность и эффективность.

Центральное устройство вычислительной системы – компьютер. Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортирования данных. Хотя аппаратные и программные средства рассматриваются раздельно, следует отметить, что эти средства вычислительной системы работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

История развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ.

(Предлагается студентам для самостоятельного изучения).

Классификация ЭВМ

Массовость использования ПК не должно заслонить тот факт, что кроме ПК есть и другие многократно более мощные вычислительные системы:

· суперкомпьютеры;

· большие ЭВМ (мэйнфреймы);

· миникомпьютеры;

· микрокомпьютеры (к ним относят персональные ПК).

Эти ЭВМ отличаются:

· производительностью;

· размерами;

· функциональным назначением.

Архитектура и структура ЭВМ

При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру.

Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.

Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа. Это однопроцессорный компьютер. К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной. Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью. Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления.

Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройства управления периферийными устройствами.