- •Московский государственный университет
- •Содержание
- •Введение
- •1.Средства вычислительной техники
- •1.1. История развития средств вычислительной техники
- •1.1.1.Предшественники электронных вычислительных машин
- •1.1.2.Математические идеи прошлого – в современных компьютерах
- •1.1.3.Поколения электронных вычислительных машин
- •1.2.Упрощенная структура компьютера и принцип его работы.
- •1.3. Программное обеспечение компьютера
- •1.4. История языков программирования
- •1.5. Основные характеристики компьютеров
- •1.6. Типы вычислительных систем
- •1.6.1. Упрощенная классификация вычислительных систем
- •1.6.2. Особенности некоторых типов эвм
- •1.6.2.1 МикроЭвм
- •1.6.2.2. Персональные компьютеры
- •1.6.2.3. Большие эвм и СуперЭвм
- •2. Представление информации в компьютере
- •2.1.Представление чисел в позиционной системе счисления
- •2.2. Способы перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •2.2.1. Случай, когда система счисления является целой степенью числа 2
- •2.2.2. Общий случай перевода
- •2.3.Двоичная арифметика
- •2.4.Представление чисел в форме с фиксированной и плавающей точкой
- •2.5. Коды для представления чисел в компьютере
- •2.5.1.Прямой код
- •2.5.2.Обратный код
- •2.5.3.Дополнительный код
- •2.5.4.Смещенный код.
- •2.5.5. Пример кодирования чисел в форме с плавающей точкой
- •2.5.6. Сложение чисел в форме с плавающей точкой
- •2.6. Кодирование текстовой информации
- •2.7. Кодирование графической информации
- •2.8. Кодирование звуковой информации
- •2.9. Представление команд
- •3. Основы организации и обработки данных
- •3.1 Основные структуры данных
- •3.2 Основные понятия баз данных и систем управления базами данных
- •3.2.1. Общие сведения
- •3.2.2. Режимы и технологии работы с базами данных
- •4. Основные понятия компьютерной графики
- •5.Компьютерные сети
- •5.1.Основные понятия компьютерных сетей
- •Как уже отмечалось, система компьютерной связи согласно модели osi/iso рассматривается на семи уровнях.
- •5.2.Интернет и его основные службы Получение информации из Интернета
- •5.3. Создание Web-документов Основы языка html
- •5.3.1. Структура документа на языке html
- •5.3.2. Правила вложения элементов
- •5.3.3. Функциональные блочные элементы
- •6. Вопросы компьютерной безопасности
- •6.1. Понятие компьютерной безопасности
- •6.2. Компьютерные вирусы
- •6.2.1. Методы защиты от компьютерных вирусов
- •6.2.2. Средства антивирусной защиты
- •6.3. Защита от несанкционированного доступа (методы криптографии)
- •6.3.1. Понятие несимметричного шифрования информации
- •6.3.2. Принцип достаточности защиты
- •6.3.3. Понятие электронной подписи
- •6.3.4. Понятие электронных сертификатов
- •7. Математические основы синтеза схем
- •7.1. Основы булевой алгебры. Булевы функции
- •7.2. Основы автоматных преобразований
- •Литература.
- •Св. План 2007г., поз.
1.6. Типы вычислительных систем
1.6.1. Упрощенная классификация вычислительных систем
Классификация ЭВМ и вычислительных систем (ВС) является сложной и до сих пор открытой проблемой. Традиционно ВС делят на классы в зависимости от их параметров и сфер применения. По этому принципу существующие ВС можно упрощенно представить следующими классами [19]:
- встроенные микроЭВМ с простейшей архитектурой для управления различными объектами;
- персональные ЭВМ и компьютеры пользователей сети – рабочие станции – на основе универсальных программно-аппаратных средств для персонального использования, терминалов, клиентских частей клиент-серверных сетевых систем и т.п.
- серверы (непользовательские сетевые компьютеры), осуществляющие реализацию прикладных многопользовательских задач, хранения и обработки БД, и др. сетевых приложений. Различают файл-серверы, серверы приложений и др. К наиболее мощным серверам относят большие ЭВМ общего назначения, или мэйнфреймы(mainframes), обеспечивающие высокую надежность и непрерывный круглосуточный режим эксплуатации;
- суперЭВМ со сверх-высокой производительностью, достигаемой при использовании большого числа(несколько тысяч) процессоров и высокой степенью распараллеливания вычислительного процесса. Такие системы предназначены для решения особо сложных научных и технико-экономических задач, определяющих научно-технический прогресс.
Основные параметры соседних классов ЭВМ отличаются в среднем на 2-3 порядка, и достигают в классе супер-ЭВМ на данном этапе развития вычислительной техники следующих значений (рис 4):
Производительность – свыше 300 Тфлопс
Объем оперативной памяти – до 16 Тбайт
Объем дисковой памяти – до 1 Пбайта
Стоимость – до $100 миллионов
Наиболее производительные серверы и СуперЭВМ принято называть высокопроизводительными системами.
В разделе 1.6.2 рассмотрены несколько подробнее особенности некоторых представителей указанных классов ЭВМ.
1.6.2. Особенности некоторых типов эвм
1.6.2.1 МикроЭвм
С появлением в 70х годах прошлого века сверхбольших интегральных схем стало возможным создавать на одной микросхеме упрощенный вариант процессора – микропроцессор с числом разрядов в слове 8-16 и более. На основе микропроцессоров стали создаваться микроЭВМ. МикроЭВМ имели в своем составе один или несколько микропроцессоров, БИС постоянной и оперативной памяти, БИС управления вводом-выводом и др. Электронная аппаратура микроЭВМ содержит несколько десятков корпусов БИС и сБИС, размещаемых на одной или нескольких платах.
Упрощенная структура микроЭВМ изображена на рис 5. Эта структура называется магистрально-модульной. К общей шине(магистрали) подсоединяются в нужной номенклатуре и количестве все устройства ЭВМ, выполняемые в виде конструктивно-законченных модулей. Устройства машины обмениваются информацией через общую магистраль(шину).
Рис.5. Упрощённая структура микроЭВМ
Рассматриваемые в разделе 1.6.2.2. персональные компьютеры являются универсальными микроЭВМ с более сложной, по сравнению с рассматриваемой на рис. 5 архитектурой.