Компьютер - инструмент переработки информации

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Компьютер - инструмент переработки информации

Содержание

2. 09/02/2023 МФ ПГУ Содержание История создания ЭВМ Классификация компьютеров Суперкомпьютеры Архитектура фон Неймана Программное обеспечение
3. 09/02/2023 МФ ПГУ История создания ЭВМ Первой действующей ЭВМ стал ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator)
4. 09/02/2023 МФ ПГУ История создания ЭВМ Однако, эта машина еще не использовала принцип хранимой программы. Большой
5. 09/02/2023 МФ ПГУ История создания ЭВМ В истории развития вычислительной техники принято выделять поколения ЭВМ. Переход
6. 09/02/2023 МФ ПГУ История создания ЭВМ второе поколение: 1958-1964 годы; элементная база – транзисторы; ОЗУ —
7. 09/02/2023 МФ ПГУ Классификация компьютеров
8. 09/02/2023 МФ ПГУ Суперкомпьютеры 1. Опережение потребности вычислений быстродействия существующих компьютерных систем (Problems of Grand Challenge)
9. 09/02/2023 МФ ПГУ Суперкомпьютеры 2. Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных компьютеров Традиционная фон Неймановская архитектура ЭВМ
10. 09/02/2023 МФ ПГУ Суперкомпьютеры Световым барьером в вычислительной технике называется соотношение: d Скорость переключения современных электронных
11. 09/02/2023 МФ ПГУ Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных ЭВМ Рис.1. Световой и тепловой барьеры (1 –
12. 09/02/2023 МФ ПГУ Суперкомпьютеры 3. Резкое снижение стоимости многопроцессорных (параллельных) вычислительных систем, 1 Cray T90 –
13. 09/02/2023 МФ ПГУ ASCI White 29 июня 2000 года корпорация IBM сообщила об успешном завершении проекта
14. 09/02/2023 МФ ПГУ ASCI White 8192 процессора 12.3 TFLOPS 8 TB ОП, распр. по 16-проц. SMP-узлам,
15. 09/02/2023 МФ ПГУ ASCI White Все узлы системы работают под управлением ОС AIX - варианта UNIX
16. 09/02/2023 МФ ПГУ Earth Simulator Уже целых два года первенство по производительности удерживает японский суперкомпьютер фирмы
17. 09/02/2023 МФ ПГУ Архитектура ЭВМ Архитектура — это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление
18. 09/02/2023 МФ ПГУ Архитектура ЭВМ К понятию архитектуры относятся следующие принципы построения ЭВМ: структура памяти ЭВМ;
19. 09/02/2023 МФ ПГУ Архитектура фон Неймана
20. 09/02/2023 МФ ПГУ Software Системное ПО Операционная система – программная оболочка аппаратных средств компьютера, обеспечивающая управление
21. 09/02/2023 МФ ПГУ Software Драйверы – аппаратно-ориентированные программы, которые позволяют управлять вспомогательными устройствами. Утилиты – сервисные
22. 09/02/2023 МФ ПГУ Software Системы программирования – пакеты программ, которые позволяют вести разработку программного обеспечения. Содержат
23. 09/02/2023 МФ ПГУ Software 2. Прикладное ПО Редакторы Издательские системы Программы обработки звуков Графические редакторы СУБД
24. 09/02/2023 МФ ПГУ Основные типы данных Данные, хранящиеся в памяти ЭВМ представляют собой совокупность нулей и
26. Скачать презентацию

Слайд 2

09/02/2023
МФ ПГУ
Содержание
История создания ЭВМ
Классификация компьютеров
Суперкомпьютеры
Архитектура фон Неймана
Программное обеспечение

Слайд 3

09/02/2023
МФ ПГУ
История создания ЭВМ
Первой действующей ЭВМ стал ENIAC
(Electronic Numerical Integrator

And Calculator) проект 1943-46 под рук. Дж. Моучли и Дж. Эккера (Пенсильванский ун-т).
Группа разработчиков – 200 чел. Цель – автоматизация расчетов для составления баллистических таблиц различных видов оружия (заказ баллистической исследовательской лаборатории Армии США). Вес 30 тон, 18 тыс. радиоламп, 10 тыс. конденсаторов, 6 тыс. переключателей, 500 тыс. паяных соединений. Мощность 150 кВт. Площадь 150 м2 Скорость 5000 операций в сек. В среднем 1 лампа заменялась через 20 часов.

Слайд 4

09/02/2023
МФ ПГУ
История создания ЭВМ
Однако, эта машина еще не использовала принцип

хранимой программы.
Большой вклад в разработку ЭВМ внес американский математик Джон фон Нейман. Один из важнейших принципов конструирования ЭВМ предложенный Нейманом — принцип хранимой программы был впервые реализован в Англии в 1949 году в машине EDSAC и используется и в современных компьютерах. Этот принцип требует, чтобы программа вводилась в память компьютера также, как в нее вводятся данные.

Слайд 5

09/02/2023
МФ ПГУ
История создания ЭВМ
В истории развития вычислительной техники принято выделять поколения

ЭВМ. Переход от одного поколения к другому связан со сменой элементной базы на которой построен компьютер. Выделяют следующие четыре поколения ЭВМ:
первое поколение: 1946-1957 годы; элементная база – электронные вакуумные лампы; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – до 100 байт; быстродействие — до 10000 операций в секунду;

Слайд 6

09/02/2023
МФ ПГУ
История создания ЭВМ
второе поколение: 1958-1964 годы; элементная база – транзисторы;

ОЗУ — до 1000 байт; быстродействие — до 1 млн. операций в секунду;
третье поколение: 1965-1975 годы; элементная база – малые интегральные схемы; ОЗУ — до 10 Кбайт; быстродействие – до 10 млн. операций в секунду;
четвертое поколение: 1976 год; элементная база — большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы; ОЗУ — от 100 Кбайт и выше; быстродействие — свыше 10 млн. оп/сек.

Слайд 7

09/02/2023
МФ ПГУ
Классификация компьютеров

Слайд 8

09/02/2023
МФ ПГУ
Суперкомпьютеры
1. Опережение потребности вычислений быстродействия существующих компьютерных систем (Problems of

Grand Challenge)
моделирование климата,
генная инженерия,
проектирование интегральных схем,
анализ загрязнения окружающей среды,
создание лекарственных препаратов и др.
Оценка необходимой производительности более 1012 операций с плавающей запятой в секунду (1 Tflops)

Слайд 9

09/02/2023
МФ ПГУ
Суперкомпьютеры
2. Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных компьютеров
Традиционная фон Неймановская

архитектура ЭВМ близка к своим физическим пределам, в то время как потребность решать всё более сложные задачи в реальном времени нарастает. Несмотря на кажущееся благополучие в мире традиционных ЭВМ на подходе кризис технологий. Дальнейшее серьезное увеличение быстродействия только за счет совершенствования элементной базы становится принципиально невозможным, так как время срабатывания элементов оказывается сравнимым со временем прохождения сигналов по проводникам: t = l/C , где l – длина проводника, C – скорость света. А уменьшение длин проводников приводит к перегреву ЭВМ.

Слайд 10

09/02/2023
МФ ПГУ
Суперкомпьютеры
Световым барьером в вычислительной технике называется соотношение: d < Сτ

или dν < С, где: d − линейный размер ЭВМ, C − скорость света, τ − длительность такта, ν − тактовая частота ЭВМ.
Скорость переключения современных электронных элементов настолько высока, что тактовое время τ современных супер-ЭВМ ограничивается, в основном, соотношением dν < С. Таким образом, световой барьер стал основным препятствием для повышения тактовой частоты, и дальнейшее наращивание быстродействия ЭВМ в этих условиях встречает серьёзные трудности. В силу dν < С, увеличение тактовой частоты ЭВМ связано с уменьшением линейного размера d, а последнее, в свою очередь, ограничено предельными возможностями макроскопической технологии, например, теплоотводом (Рис.1).

Слайд 11

09/02/2023
МФ ПГУ
Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных ЭВМ
Рис.1. Световой и тепловой барьеры
(1

– параллельные ЭВМ; 2 – релятивистские ЭВМ; 3 – последовательные ЭВМ).

Слайд 12

09/02/2023
МФ ПГУ
Суперкомпьютеры
3. Резкое снижение стоимости многопроцессорных (параллельных) вычислительных систем,
1 Cray T90

– 1.8 GFlops ($2 500 000),
8 Node IBM SP2 – 2.1 GFlops ($500 000).
Например, седьмое место в списке самых быстрых компьютеров мира (Top500) занимает Х c достигнутой производительностью 12250 Gflops (макс. 20240 Gflops). Кластерная система ручной сборки на базе процессоров Apple, собранная студентами Виргинского технического университета (США) под руководством профессоров.

Слайд 13

09/02/2023
МФ ПГУ
ASCI White
29 июня 2000 года корпорация IBM сообщила об успешном

завершении проекта построения градиозной системы ASCI White для Ливерморской Национальной Лаборатории (LLNL).
Говорилось, что данный суперкомпьютер, занимающий площадь размером в две баскетбольных площадки, станет самым мощным суперкомпьютером мира.
Сейчас он на девятом месте!

Слайд 14

09/02/2023
МФ ПГУ
ASCI White
8192 процессора
12.3 TFLOPS
8 TB ОП, распр. по 16-проц.

SMP-узлам,
160 TB дисковой памяти

Доставка системы из лабораторий IBM в Poughkeepsie (шт.Нью-Йорк) в Ливермор (шт. Калифорния) потребовала 28 грузовиков-трейлеров.

Слайд 15

09/02/2023
МФ ПГУ
ASCI White
Все узлы системы работают под управлением ОС AIX -

варианта UNIX от IBM (в настоящее время установлена версия AIX 4.3). Среда программирования для ASCI White включает реализации интерфейсов MPI и OpenMP. Система будет использоваться учеными министерства Энергетики США для расчета сложных трехмерных моделей с целью поддержания ядерного оружия в безопасном состоянии.

Слайд 16

09/02/2023
МФ ПГУ
Earth Simulator
Уже целых два года первенство по производительности удерживает

японский суперкомпьютер фирмы NEC
Earth Simulator:
5120 процессоров
40 TFLOPS / дост. 35 TFLOPS
10 TB ОП
4 теннисных корта, 3 этажа
Software: for the most part Fortran using MPI

Слайд 17

09/02/2023
МФ ПГУ
Архитектура ЭВМ
Архитектура — это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие

программное управление работой и взаимодействие основных узлов.

Слайд 18

09/02/2023
МФ ПГУ
Архитектура ЭВМ
К понятию архитектуры относятся следующие принципы построения ЭВМ:
структура памяти

ЭВМ;
способы доступа к памяти и внешним устройствам;
возможность изменения конфигурации компьютера;
система команд;
форматы данных;
организация интерфейса.

Слайд 19

09/02/2023
МФ ПГУ
Архитектура фон Неймана

Слайд 20

09/02/2023
МФ ПГУ
Software
Системное ПО
Операционная система – программная оболочка аппаратных средств компьютера, обеспечивающая

управление всеми ресурсами машины.
Назначение:
1) поддержка работы всех программ, обеспечение их взаимодействия с аппаратурой;
2) предоставление пользователю возможностей общего управления машиной.
Состав ОС: файловая система; процессор командного языка; драйверы устройств; интерфейс пользователя.

Слайд 21

09/02/2023
МФ ПГУ
Software
Драйверы – аппаратно-ориентированные программы, которые позволяют управлять вспомогательными устройствами.
Утилиты –

сервисные программы (форматирование дисков, восстановление данных, коррекция логических и физических ошибок дисковых данных, дефрагментация, антивирусные программы, архиваторы и др.)

Слайд 22

09/02/2023
МФ ПГУ
Software
Системы программирования – пакеты программ, которые позволяют вести разработку программного

обеспечения. Содержат редактор, отладчик, интерпретатор, компилятор и др., объединенные единой системой меню.
Языки программирования: машинно-ориентированные, для системных программ, для технических расчетов, языки искусственного интеллекта, процедурные и т.п.

Слайд 23

09/02/2023
МФ ПГУ
Software
2. Прикладное ПО
Редакторы
Издательские системы
Программы обработки звуков
Графические редакторы
СУБД
Электронные таблицы

Слайд 24

09/02/2023
МФ ПГУ
Основные типы данных
Данные, хранящиеся в памяти ЭВМ представляют собой совокупность

нулей и единиц (битов). Биты объединяются в последовательности: байты, слова и т.д. Каждому участку оперативной памяти, который может вместить один байт или слово, присваивается порядковый номер (адрес).
Какой смысл заключен в данных, какими символами они выражены - буквенными или цифровыми, что означает то или иное число - все это определяется программой обработки. Все данные необходимые для решения практических задач подразделяются на несколько типов, причем понятие тип связывается не только с представлением данных в адресном пространстве, но и со способом их обработки.

Компьютер - инструмент переработки информации

Содержание

09/02/2023МФ ПГУСодержаниеИстория создания ЭВМКлассификация компьютеровСуперкомпьютерыАрхитектура фон НейманаПрограммное обеспечение

09/02/2023МФ ПГУИстория создания ЭВМПервой действующей ЭВМ стал ENIAC (Electronic Numerical Integrator

09/02/2023МФ ПГУИстория создания ЭВМ Однако, эта машина еще не использовала принцип

09/02/2023МФ ПГУИстория создания ЭВМВ истории развития вычислительной техники принято выделять поколения

09/02/2023МФ ПГУИстория создания ЭВМвторое поколение: 1958-1964 годы; элементная база – транзисторы;

09/02/2023МФ ПГУКлассификация компьютеров

09/02/2023МФ ПГУСуперкомпьютеры1. Опережение потребности вычислений быстродействия существующих компьютерных систем (Problems of

09/02/2023МФ ПГУСуперкомпьютеры2. Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных компьютеров Традиционная фон Неймановская

09/02/2023МФ ПГУСуперкомпьютерыСветовым барьером в вычислительной технике называется соотношение: d < Сτ

09/02/2023МФ ПГУТеоретическая ограниченность роста производительности последовательных ЭВМРис.1. Световой и тепловой барьеры(1

09/02/2023МФ ПГУСуперкомпьютеры3. Резкое снижение стоимости многопроцессорных (параллельных) вычислительных систем,1 Cray T90

09/02/2023МФ ПГУASCI White29 июня 2000 года корпорация IBM сообщила об успешном

09/02/2023МФ ПГУASCI White8192 процессора12.3 TFLOPS 8 TB ОП, распр. по 16-проц.

09/02/2023МФ ПГУASCI WhiteВсе узлы системы работают под управлением ОС AIX -

09/02/2023МФ ПГУEarth Simulator Уже целых два года первенство по производительности удерживает

09/02/2023МФ ПГУАрхитектура ЭВМАрхитектура — это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие

09/02/2023МФ ПГУАрхитектура ЭВМК понятию архитектуры относятся следующие принципы построения ЭВМ:структура памяти

09/02/2023МФ ПГУАрхитектура фон Неймана

09/02/2023МФ ПГУSoftwareСистемное ПООперационная система – программная оболочка аппаратных средств компьютера, обеспечивающая

09/02/2023МФ ПГУSoftwareДрайверы – аппаратно-ориентированные программы, которые позволяют управлять вспомогательными устройствами.Утилиты –

09/02/2023МФ ПГУSoftwareСистемы программирования – пакеты программ, которые позволяют вести разработку программного

09/02/2023МФ ПГУSoftware2. Прикладное ПОРедакторыИздательские системыПрограммы обработки звуковГрафические редакторыСУБДЭлектронные таблицы

09/02/2023МФ ПГУОсновные типы данныхДанные, хранящиеся в памяти ЭВМ представляют собой совокупность

Похожие презентации