Тема 1.1. Классы вычислительных машин - Учебно-методический комплекс

Тема 1.1. Классы вычислительных машин

 

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

Вычислительные машины могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности:

·        Принцип действия

·         Этапы создания и элементная база

·        Назначение

·        Способ организации вычислительного процесса

·        Размер, вычислительная мощность

·        Функциональные возможности

·        Способность к параллельному выполнению программ и т.д.

По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса

·        Аналоговые;

·        Цифровые;

·         Гибридные. 

ЦВМ – цифровые вычислительные машиныили вычислительные машины дискретного действия – работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее в цифровой форме.

АМВ – аналоговые вычислительные машины или вычислительные машины непрерывного действия – работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).

ГВМ – гибридные вычислительные машины или вычислительные машины комбинированного действия – работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АМВ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

В экономике (да и в науке и технике) получили подавляющее применение ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации – электронным представлением дискретной информации – электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые простоэлектронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере.

По этапам создания и элементной базе компьютеры условно делятся на поколения:

·        1-е поколение, 50-е годы: ЭВМ на электронных вакуумных лампах.

·        2-е поколение, 60-е годы: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах).

·        3-е поколение, 70-е годы: компьютеры на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни – тысячи транзисторов в одном корпусе).

·        4-е поколение, 80-90-е годы: компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах, основная из которых – микропроцессор (сотни тысяч – десятки миллионов активных элементов в одном кристалле).

·        5-е поколение, настоящее время: компьютеры со многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; компьютеры на сверх сложных микропроцессорqах с параллельно – векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы.

·        6-е и последующие поколения: оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом иq нейронной структурой, распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных систем.

 

По назначению компьютеры можно разделить на три группы

·        универсальные (общего назначения);

·        проблемно – ориентированные;

·        специализированные.

Универсальные компьютеры предназначенные для решения самых различных инженерно – технических, экономических, и т. задач, отличающихся сложностью алгоритмов и больших объектов обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и других мощных вычислительных комплексах.

Характерными чертами универсальных компьютеров являются:

·        высокая производительность;

·        разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления;

·        обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных;

·        большая емкость оперативной памяти;

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