Курс "ИНФОРМАТИКА" для специальностей:
0601 “Экономика, бухгалтерский учет и контроль”,
0602 “Менеджмент”
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ
1.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭВМ И КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.
Одна из основных характеристик ЭВМ - множество реализуемых в ней операций обработки, хранения и ввода-вывода информации - операционные ресурсы. Операционные ресурсы тем больше, чем более разнообразны способы представления информации и шире система команд. Расширение операционных ресурсов возможно только за счет увеличения затрат оборудования.
Следующая важная характеристика ЭВМ - емкость памяти. Емкость памяти измеряется в двоичных единицах информации - битах, в байтах или в единицах, кратных байту: в Кбайтах, Мбайтах, словах. Байт равен 8 битам.
1 Кбайт = 1024 байт, 1 Мбайт = 1024 Кбайт.
Быстродействие ЭВМ - число операций, выполняемых в 1 с. Поскольку разные операции выполняются с разной скоростью, то говорят о среднем быстродействии ЭВМ на разных классах задач, которое определяется с учетом вероятностей использования каждой операции при решении заданного класса задач.
Производительность ЭВМ в отличие от быстродействия измеряется средним числом задач, решаемых на ней за единицу времени. Производительность зависит от быстродействия процессора, устройств ввода-вывода, порядка прохождения задач в ЭВМ и т. п. Она увеличивается при совмещении операций ввода - вывода с обработкой, при использовании мультипрограммного и мультипроцессорного режимов работы.
Надежность - свойство ЭВМ выполнять возложенные на нее функции в течение заданного времени. Надежность характеризуется такими величинами, как интенсивность отказов и наработка на отказ. Отказ - случайное событие, возникающее из-за неисправности элементов, из которых собрана ЭВМ, и соединений между ними. Интенсивность отказов - среднее число отказов за единицу времени. Наработка на отказ - средний промежуток времени между отказами.
Увеличение надежности осуществляется за счет резервирования, заключающегося во введении в состав ЭВМ или отдельных устройств избыточного оборудования.
Стоимость ЭВМ равна суммарной стоимости всего оборудования и программного обеспечения, входящего в ее состав. Улучшение любой из рассмотренных характеристик ЭВМ при данном уровне технологии, в конечном счете, приводит к увеличению стоимости.
Конкретные области применения ЭВМ предъявляют к ним вполне определенные требования по каждой из перечисленных характеристик. Поэтому в конкретном случае существует оптимум, при котором требуемые характеристики обеспечиваются при минимальной стоимости ЭВМ.
Многообразие свойств и характеристик ЭВМ порождает и многообразие классификаций, отличающихся выделением разных признаков в качестве главных или второстепенных. Если в качестве основного признака взять размеры системы, то ЭВМ принято делить на сверхбольшие, большие, средние, малые и микроЭВМ.
Однако быстрое развитие технологии производства ЭВМ, элементной базы, методологии и средств разработки аппаратуры и программного обеспечения приводит к тому, что за короткий период существенно меняются характеристики новых ЭВМ, а именно, повышается их производительность и надежность при сохранении стоимости. Так, современные микроЭВМ по многим своим характеристикам превосходят средние и даже большие ЭВМ первого поколения. Таким образом, удовлетворяются потребности пользователей в более эффективных машинах определенного типа.
Наиболее существенным образом характеристики ЭВМ определяются областью применения. В самом общем виде по областям применения разделяются на ЭВМ: общего назначения; проблемно-ориентированные; специализированные.
ЭВМ общего назначения имеют большие операционные ресурсы, приспособленные для обработки разнообразных числовых и текстовых данных, и предназначены для использования в вычислительных центрах (ВЦ). Они комплектуются большой оперативной и внешней памятью, широкой номенклатурой устройств отображения и устройств ввода - вывода и способны выполнять широкий спектр работ (выполнение научных, инженерных и экономических расчетов, обработка текстовой информации, решение задач моделирования). На их основе возможно создание крупных банков данных, систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных систем управления (АСУ) отраслью, крупным предприятием и т. д. ЭВМ общего назначения имеют большую стоимость, требуют специально приспособленных помещений, обслуживаются большим штатом программистов и инженерно-технических работников, выполняющих техническое обслуживание.
Проблемно-ориентированные ЭВМ приспособлены для решения ограниченного круга задач. Эти ЭВМ сравнительно дешевы, просты в эксплуатации и обслуживании и рассчитаны на массовое применение в качестве управляющих, а также для регистрации и обработки информации. Нужные характеристики по стоимости достигаются в этих ЭВМ в первую очередь за счет разумного ограничения операционных ресурсов, применительно к данному классу задач. В качестве проблемно-ориентированных ЭВМ обычно используются мини- и микроЭВМ. По функциональной и структурной организации мини- и микроЭВМ мало отличаются друг от друга. Большинство мини- и микроЭВМ строятся на основе единого интерфейса. Характерная черта микроЭВМ - применение в них блоков, изготовленных на основе технологии больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС). Некоторые наиболее удачные мини-ЭВМ позже были изготовлены в виде микроЭВМ, что позволило сохранить разработанное ранее программное обеспечение и расширить область применения.
Специализированные ЭВМ создаются для реализации какого-либо конкретного алгоритма: преобразования Фурье, вычисления корреляционных функций, преобразования координат и т. п. Узкая специализация позволяет существенно увеличить быстродействие ЭВМ, что очень важно при ее использовании для управления объектами в реальном масштабе времени. В настоящее время специализированные ЭВМ постепенно вытесняются универсальными мини-, а особенно микро-ЭВМ, которые приспосабливаются к специальным применениям подключением к ним дополнительных обрабатывающих устройств, ускоряющих выполнение часто встречающихся операций.
Поскольку в настоящее время отсутствует точная классификация ЭВМ, одна и та же вычислительная машина может быть отнесена к разным классам. Более того, вполне реально использовать для одних и тех же целей ЭВМ, отличающиеся друг от друга размерами и стоимостью. В то же время арифметические и логические основы построения ЭВМ, принципы работы отдельных блоков и ЭВМ в целом, принципы программирования не зависят от того, как и по каким признакам разделены ЭВМ на классы.
Вопросы для самоконтроля:
1. Чем отличается производительность ЭВМ от быстродействия?
2. Какой принцип лежит в основе построения ЭВМ?
|