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.