4. Эволюция элементной базы эвм: основные этапы

На развитие ЭВМ влияет следующее:

• Достижения электронной техники, в частности, в области разработки и реализации электронных элементов, приборов и устройств, так как эти достижения определяют элементную базу вычислительной техники.

• Совершенствование архитектуры компьютеров, так как архитектура определяет состав функциональных элементов разного уровня (на низком уровне это электронные элементы), принципы их соединения и взаимодействия.

• Развитие программного обеспечения, позволяющего эффективно использовать аппаратуру для решения различных задач.

Таким образом, развитие элементной базы в первую очередь влияет на функциональные возможности и характеристики ЭВМ. Этапы развития элементной базы и физические принципы ее реализации определяют поколения ЭВМ. Принято выделять следующие этапы элементной базы:

Поколение элементной базы	Примеры элементов	Период	Поколение ЭВМ
Электронные лампы	Электровакуумные диоды и триоды. Носители информации – магнитные барабаны	40 – 50 годы	1 поколение ЭВМ
Дискретные полупроводниковые приборы	Полупроводниковые транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, разъемы. Носители информации – ферритовые сердечники	50 – 60 годы	2 поколение ЭВМ
Интегральные схемы	Транзисторы (логические элементы, усилители, ячейки оперативной, сверхоперативной, постоянной памяти и т.д.), реализованные в виде интегральной схемы - полупроводниковой пластины, обработанной по «планарной» технологии	60 – 70 годы	3 поколение ЭВМ
Большие и сверхбольшие интегральные схемы	То же, что и в 3 поколении, но с более высокой степенью интеграции (количество реализованных транзисторов)	С 80 годов	4 поколение ЭВМ

Переход от одного поколения к другому характеризуется совершенствованием элементной базы, изменением структуры, расширением функциональных возможностей, достижением долее высоких технических и эксплуатационных характеристик.

18. Архитектура и логическая структура эвм: понятие, типы архитектур

Архитектурой ЭВМ считается описание ЭВМ на некотором уровне, включающее логическую структуру и ее аппаратную реализацию.

Логическая структура ЭВМ – абстрактная модель ЭВМ, в которой определено следующее

• Состав функциональных блоков

• Описание функций каждого блока

• Взаимодействие блоков между собой для реализации приема, хранения, обработки и передачи информации.

Под аппаратной реализацией понимается соотнесение функциональных блоков реальным схемам, модулям, устройствам.

В процессе эволюции выделены следующие типы архитектур:

Архитектура «звезда». Здесь центральное устройство (процессор и оперативная память) соединено непосредственно с каждым внешним устройством (ВУ) и управляет его работой (ранние модели машин).Классическая архитектура (Фон Неймана) – пример такой архитектуры, представляет собой одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управление (УУ), через которое проходит поток команд – программа. Это однопроцессорный компьютер.

Иерархическая архитектура. Предполагает наличие уровней. На высшем уровне находится одно центральное устройство, оно соединено с периферийными процессорами (вспомогательными процессами, каналами и пр.), управляющими в свою очередь контроллерами, к которым подключены группы ВУ (системы IBM 360-375, машины единой серии ЕС-1033, ЕС-1045…).

Магистральная архитектура. Все блоки ЭВМ – модули. Все модули (процессор, блоки оперативной памяти, ВУ, контроллеры ВУ) взаимодействуют через внутренний канал - магистраль, общий для всех устройств (машины DEC, ПЭВМ, IBM PC-совместимые).