Развитие архитектуры вычислительных систем

Август 12, 2022

Главная
Информатика
Развитие архитектуры вычислительных систем

Содержание

2. Понятие архитектуры включает взаимную связь функциональных возможностей, технических и эстетических решений, можно сказать, что архитектура представляет
3. Представление общей картины объекта. Свойства архитектуры Возможность разделения объекта на отдельные составные компоненты (блоки, модули). Наличие
4. Когда появляются требования, связанные с современной технологией, обеспечением реализации различных возможностей при эксплуатации, надёжности и прочее,
5. Первый уровень архитектуры системы выявляет её функции при обработке информации, а также функции пользователей. Этот уровень
6. Уровни архитектуры Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня может включать языковые процессоры, управления
7. Уровни архитектуры Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня может включать языковые процессоры, управления
8. Уровни архитектуры Функции управления базой данных Управление логическими ресурсами Функции управления файлами Функции управления виртуальной памятью
9. Уровни архитектуры Третий уровень абстрактно отражает размежность функций между операционной системой и аппаратными средствами.
10. Уровни архитектуры К последнему уровню (четвёртому) относятся аппаратные средства. Микропрограммное управление относят к аппаратным средствам, потому
11. Структура — составная часть архитектуры. В процессе развития технических и программных средств находят широкое применение виртуальная
12. Архитектура включает абстрактное представление структурной организации компьютера в виде совокупности функциональных модулей (как аппаратных, так и
13. Архитектура ЭВМ общего назначения. Архитектура фон Неймана Архитектура современных ЭВМ по сути не отличается от архитектуры
14. Машина фон Неймана 1. Машина имеет единую, последовательно ориентированную память. Программная, данные и адреса размещаются в
15. Машина фон Неймана 2. Память линейная и одномерная. Она имеет вид вектора.
16. Машина фон Неймана 3. Отсутствует ощутимая разница между командами и данными. Они идентифицируются неявным способом при
17. Машина фон Неймана 4. Назначение данных не является их составной частью. Логика программы определяет назначение данных.
18. Если на первом этапе подготовки программ на машинном языке архитектура машин фон Неймана удовлетворяла требованиям при
19. Наиболее существенные признаки вычислительных систем — это способы построения аппаратной части. Структурная организация ЭВМ влияет на
20. В самой первой ЭВМ ввод информации для обработки и вывод результатов осуществляется через арифметико-логическое устройство. Дальнейшее
21. Одномашинные системы Этапы эволюционного развития ЭВМ: Многомашинные системы Мультипроцессорные системы Сети ЭВМ
22. Свойства архитектуры ЭВМ Эффективность Универсальность Совместимость Надёжность Живучесть
23. Свойства архитектуры ЭВМ Под универсальностью понимают возможность решения задач разных классов с одинаковой эффективностью. Универсальность обеспечивается
24. Команды арифметики с фиксированной запятой Команды управления Команды обмена Команды ввода-вывода Стандартный набор команд: Команды логических
25. Свойство совместимости Архитектура ЭВМ должна обеспечивать программную совместимость между различными моделями машин снизу-вверх и сверху-вниз, а
26. Свойство совместимости Примером являются машины IBM 360, ЕС ЭВМ, персональные компьютеры IBM PC. Так микропроцессоры і80286,
27. Надёжность обеспечивается как технологией изготовления, так и применением специальных аппаратно-программных средств. При этом вводятся системы обработки
28. Живучесть — свойство хранения функциональных возможностей за счёт ухудшения некоторых характеристик, которая достигается путём перераспределения выполняемых
29. Особенности персональных ЭВМ 1. Стоимость — минимальная, посильная индивидуальному пользователю.
30. Особенности персональных ЭВМ 2. Аппаратное обеспечение — в состав ПЭВМ входит системный блок (процессор, оперативная память,
31. Особенности персональных ЭВМ 3. Ёмкость оперативной памяти — не менее 640 Кбайт, что достигается за счёт
32. Особенности персональных ЭВМ 4. Наличие интерактивного (диалогового) режима за счёт применения современных операционных систем.
33. Особенности персональных ЭВМ 5. Наличие доброжелательных программных оболочек, которые помогают пользователю.
34. Особенности персональных ЭВМ 6. Язык программирования — высокого уровня (Бейсик, Паскаль, С, Borland C++ и другие).
35. Особенности персональных ЭВМ 7. Модульность — модули должны иметь стандартные средства соединения. Модуль 1 Модуль 2
36. Особенности персональных ЭВМ 8. Совместимость — ПЭВМ должны иметь программную совместимость.
37. Особенности персональных ЭВМ 9. Магистральная структура связи — позволяет реализацию модульного построения ЭВМ.
38. Особенности персональных ЭВМ 10. Увеличение вычислительных мощностей за счёт наращивания количества и качества устройств (периферийного оборудования).
39. За многофункциональную реализацию плата получила название материнской или системной. Системная плата содержит только основные схемы поддержки.
40. Среди производителей персональных компьютеров одной из известных фирм является IBM. Когда эта фирма начала производить ПЭВМ,
41. Особенностью ПЭВМ фирмы IBM является оригинальный способ организации большого набора известных электронных компонентов в единую функциональную
42. Обращение к памяти Когда процессору нужно выбрать из памяти байт, он сначала вычисляет адрес этого байта.
43. Обращение к памяти Динамические микросхемы теряют информацию после её выдачи на шину данных, поэтому для её
44. Кэширование — это применение небольшого объёма быстрой памяти для хранения информации, которая часто используется процессором.
45. Требования к надёжности и живучести, предъявляемые к вычислительным системам, привели к созданию систем со структурой, способной
47. Скачать презентацию

Слайд 2

Понятие архитектуры включает взаимную связь функциональных возможностей, технических
и эстетических решений,

можно сказать, что архитектура представляет собой синтез искусств.

Слайд 3

Представление общей картины объекта.
Свойства архитектуры
Возможность разделения объекта на отдельные составные компоненты

(блоки, модули).

Наличие взаимосвязи между компонентами, которая является выдающейся особенностью объекта.

Наличие закономерности сооружения.

Экономичность объекта.

Слайд 4

Когда появляются требования, связанные с современной технологией, обеспечением реализации различных возможностей

при эксплуатации, надёжности и прочее, становится ясно, что речь идёт о инженерной профессии. Отсюда получается, что архитектура является одной
из форм инженерии.

Слайд 5

Первый уровень архитектуры системы выявляет её функции при обработке информации, а

также функции пользователей. Этот уровень показывает, что вычислительная система взаимодействует с внешним миром посредством интерфейсов:
– языковые средства;
– системные программы.

Уровни архитектуры

Слайд 6

Уровни архитектуры
Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня

может включать языковые процессоры, управления ресурсами на логическом и физическом уровнях. Языковые процессоры включают языки программирования и трансляторы.
К управлению логическими ресурсами можно отнести функции управления базой данных, файлами, виртуальной памятью.

Слайд 7

Уровни архитектуры
Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня

Слайд 8

Уровни архитектуры
Функции управления базой данных
Управление логическими ресурсами
Функции управления файлами
Функции управления

виртуальной памятью

Функции управления оперативной памятью

Управление физическими ресурсами

Функции управления внешними запоминающими устройствами

Функции управления внутренними процессорами

Слайд 9

Уровни архитектуры
Третий уровень абстрактно отражает размежность функций между операционной системой

и аппаратными средствами.

Слайд 10

Уровни архитектуры
К последнему уровню (четвёртому) относятся аппаратные средства. Микропрограммное управление

относят к аппаратным средствам, потому что микропрограмма —
это программа, которая находится
в постоянной памяти и которая фактически руководит процессом передачи кодов символов
с помощью шин, регистров.

Слайд 11

Структура — составная часть архитектуры. В процессе развития технических и программных

средств находят широкое применение виртуальная память, различные устройства ввода-вывода (ВВ), расширенная номенклатура функциональных устройств в ЭВМ.

Слайд 12

Архитектура включает абстрактное представление структурной организации компьютера в виде совокупности функциональных

модулей (как аппаратных, так и программных) и определённых связей между ними.

Слайд 13

Архитектура ЭВМ общего назначения.
Архитектура фон Неймана
Архитектура современных ЭВМ
по сути не

отличается от архитектуры модели ЭВМ, предложенной Джоном фон Нейманом в 40-х годах 20 века.

Джон фон Нейман
1903–1957 гг.

Слайд 14

Машина фон Неймана
1. Машина имеет единую, последовательно ориентированную память. Программная, данные

и адреса размещаются в одной общей памяти, адреса областей которой составляют последовательность чисел натурального ряда: 0, 1, 2.

Слайд 15

Машина фон Неймана
2. Память линейная и одномерная. Она имеет вид вектора.

Слайд 16

Машина фон Неймана
3. Отсутствует ощутимая разница между командами и данными.
Они

идентифицируются неявным способом при выполнении операций.

Слайд 17

Машина фон Неймана
4. Назначение данных не является их составной частью. Логика

программы определяет назначение данных. Если добыть из памяти команду сложения чисел с плавающей запятой, то считается, что извлеченные операнды — числа с плавающей запятой. Подобные операции можно выполнять над операндами, которые представляют собой ряд символов, или над адресами.

Слайд 18

Если на первом этапе подготовки программ на машинном языке архитектура машин

фон Неймана удовлетворяла требованиям
при их реализации, то с появлением языков высокого уровня эта архитектура перестала удовлетворять требованиям, которые ставит задача соответствующим программам.

Слайд 19

Наиболее существенные признаки вычислительных систем — это способы построения аппаратной части.

Структурная организация ЭВМ влияет на её качественные характеристики. Способ организации управлением наиболее существенно влияет на технологию обработки информации,
на быстродействие машины.

Слайд 20

В самой первой ЭВМ ввод информации для обработки и вывод результатов

осуществляется через арифметико-логическое устройство.
Дальнейшее совершенствование позволило осуществить непосредственный ввод информации в память и вывод из неё.

Слайд 21

Одномашинные системы
Этапы эволюционного развития ЭВМ:
Многомашинные системы
Мультипроцессорные системы
Сети ЭВМ

Слайд 22

Свойства архитектуры ЭВМ
Эффективность
Универсальность
Совместимость
Надёжность
Живучесть

Слайд 23

Свойства архитектуры ЭВМ
Под универсальностью понимают возможность решения задач разных классов с

одинаковой эффективностью. Универсальность обеспечивается за счёт расширения универсальности системы команд, команд для научных
и экономических расчётов.

Слайд 24

Команды арифметики
с фиксированной запятой
Команды управления
Команды обмена
Команды ввода-вывода
Стандартный набор команд:
Команды логических

операций

Команды защиты памяти

Слайд 25

Свойство совместимости
Архитектура ЭВМ должна обеспечивать программную совместимость между различными моделями машин

снизу-вверх и сверху-вниз, а это означает, что более ранний программный продукт должен использоваться на новых машинах. Это свойство обеспечивает удобство обслуживания, использование единых операционных систем и предварительно разработанных программ.

Слайд 26

Свойство совместимости
Примером являются машины IBM 360, ЕС ЭВМ, персональные компьютеры IBM

PC.
Так микропроцессоры і80286, і80386 имеют защищённый режим, который предоставляет много новых возможностей программисту
и изменяет среду, в которой выполняются простейшие операции.

Слайд 27

Надёжность обеспечивается как технологией изготовления, так и применением специальных аппаратно-программных средств.

При этом вводятся системы обработки машинных ошибок, аппаратно корректируются ошибки оперативной памяти, вводятся механизмы повторения команд
в процессорах и каналах.

Свойства архитектуры ЭВМ

Слайд 28

Живучесть — свойство хранения функциональных возможностей за счёт ухудшения некоторых характеристик,

которая достигается путём перераспределения выполняемых функций соответствующими блоками машины.

Слайд 29

Особенности персональных ЭВМ
1. Стоимость — минимальная, посильная индивидуальному пользователю.

Слайд 30

Особенности персональных ЭВМ
2. Аппаратное обеспечение — в состав ПЭВМ входит системный

блок (процессор, оперативная память, клавиатура, монитор), внешняя память на жёстком диске (винчестер), накопитель информации на гибких магнитных дисках, печатный механизм (принтер).

Принтер

Винчестер

Системный блок

Гибкий магнитный диск

Слайд 31

Особенности персональных ЭВМ
3. Ёмкость оперативной памяти —
не менее 640 Кбайт, что

достигается
за счёт применения современной технологии БИС и СБИС.

Оперативная память

Слайд 32

Особенности персональных ЭВМ
4. Наличие интерактивного (диалогового) режима за счёт применения современных

операционных систем.

Слайд 33

Особенности персональных ЭВМ
5. Наличие доброжелательных программных оболочек, которые помогают пользователю.

Слайд 34

Особенности персональных ЭВМ
6. Язык программирования — высокого уровня (Бейсик, Паскаль, С,

Borland C++ и другие).

Слайд 35

Особенности персональных ЭВМ
7. Модульность — модули должны иметь стандартные средства соединения.
Модуль

Модуль 2

Модуль 1

Слайд 36

Особенности персональных ЭВМ
8. Совместимость — ПЭВМ должны иметь программную совместимость.

Слайд 37

Особенности персональных ЭВМ
9. Магистральная структура связи — позволяет реализацию модульного построения

ЭВМ.

Слайд 38

Особенности персональных ЭВМ
10. Увеличение вычислительных мощностей за счёт наращивания количества и

качества устройств (периферийного оборудования).

Слайд 39

За многофункциональную реализацию плата получила название материнской или системной. Системная плата

содержит только основные схемы поддержки. Системной плате недостаёт видеоадаптера, некоторых видов памяти и средств связи с дополнительными устройствами.

Слайд 40

Среди производителей персональных компьютеров одной из известных фирм является IBM. Когда

эта фирма начала производить ПЭВМ, то использовала и усовершенствовала опыт своей фирмы, который она получила при разработке универсальных ЭВМ типа IBM 360, IBM 370, а также опыт других фирм, которые стали производить персональные компьютеры.

Слайд 41

Особенностью ПЭВМ фирмы IBM является оригинальный способ организации большого набора известных

электронных компонентов в единую функциональную систему. Задача разработчиков была в том, чтобы объединить множество стандартных компонентов необходимым образом.

Слайд 42

Обращение к памяти
Когда процессору нужно выбрать из памяти байт, он сначала

вычисляет адрес этого байта. Потом он выдаёт адрес
на шину адресов. В МП 80386 является
по 32 независимых шины адресов и данных, которые подключаются соответственно к своим контактам.

Центральный процессор

Слайд 43

Обращение к памяти
Динамические микросхемы теряют информацию после её выдачи на шину

данных, поэтому для её сохранения осуществляется регенерация DRAM. Статические RAM быстрее, чем DRAM, они не выполняют регенерации, но они дороже и имеют небольшую ёмкость.

Микросхема ОЗУ

Слайд 44

Кэширование — это применение небольшого объёма быстрой памяти для хранения информации,

которая часто используется процессором.

Слайд 45

Требования к надёжности и живучести, предъявляемые к вычислительным системам, привели к

созданию систем
со структурой, способной перестроиться.

Развитие архитектуры вычислительных систем

Содержание

Понятие архитектуры включает взаимную связь функциональных возможностей, технических и эстетических решений,

Представление общей картины объекта.Свойства архитектурыВозможность разделения объекта на отдельные составные компоненты

Когда появляются требования, связанные с современной технологией, обеспечением реализации различных возможностей

Первый уровень архитектуры системы выявляет её функции при обработке информации, а

Уровни архитектуры Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня

Уровни архитектуры Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня

Уровни архитектуры Функции управления базой данныхУправление логическими ресурсамиФункции управления файламиФункции управления

Уровни архитектуры Третий уровень абстрактно отражает размежность функций между операционной системой

Уровни архитектуры К последнему уровню (четвёртому) относятся аппаратные средства. Микропрограммное управление

Структура — составная часть архитектуры. В процессе развития технических и программных

Архитектура включает абстрактное представление структурной организации компьютера в виде совокупности функциональных

Архитектура ЭВМ общего назначения.Архитектура фон НейманаАрхитектура современных ЭВМ по сути не

Машина фон Неймана1. Машина имеет единую, последовательно ориентированную память. Программная, данные

Машина фон Неймана2. Память линейная и одномерная. Она имеет вид вектора.

Машина фон Неймана3. Отсутствует ощутимая разница между командами и данными. Они

Машина фон Неймана4. Назначение данных не является их составной частью. Логика

Если на первом этапе подготовки программ на машинном языке архитектура машин

Наиболее существенные признаки вычислительных систем — это способы построения аппаратной части.

В самой первой ЭВМ ввод информации для обработки и вывод результатов

Одномашинные системыЭтапы эволюционного развития ЭВМ:Многомашинные системыМультипроцессорные системыСети ЭВМ

Свойства архитектуры ЭВМЭффективностьУниверсальностьСовместимостьНадёжностьЖивучесть

Свойства архитектуры ЭВМПод универсальностью понимают возможность решения задач разных классов с

Команды арифметики с фиксированной запятойКоманды управленияКоманды обменаКоманды ввода-выводаСтандартный набор команд:Команды логических

Свойство совместимостиАрхитектура ЭВМ должна обеспечивать программную совместимость между различными моделями машин

Свойство совместимостиПримером являются машины IBM 360, ЕС ЭВМ, персональные компьютеры IBM

Надёжность обеспечивается как технологией изготовления, так и применением специальных аппаратно-программных средств.

Живучесть — свойство хранения функциональных возможностей за счёт ухудшения некоторых характеристик,

Особенности персональных ЭВМ1. Стоимость — минимальная, посильная индивидуальному пользователю.

Особенности персональных ЭВМ2. Аппаратное обеспечение — в состав ПЭВМ входит системный

Особенности персональных ЭВМ3. Ёмкость оперативной памяти —не менее 640 Кбайт, что

Особенности персональных ЭВМ4. Наличие интерактивного (диалогового) режима за счёт применения современных

Особенности персональных ЭВМ5. Наличие доброжелательных программных оболочек, которые помогают пользователю.

Особенности персональных ЭВМ6. Язык программирования — высокого уровня (Бейсик, Паскаль, С,

Особенности персональных ЭВМ7. Модульность — модули должны иметь стандартные средства соединения.Модуль

Особенности персональных ЭВМ8. Совместимость — ПЭВМ должны иметь программную совместимость.

Особенности персональных ЭВМ9. Магистральная структура связи — позволяет реализацию модульного построения

Особенности персональных ЭВМ10. Увеличение вычислительных мощностей за счёт наращивания количества и

За многофункциональную реализацию плата получила название материнской или системной. Системная плата

Среди производителей персональных компьютеров одной из известных фирм является IBM. Когда

Особенностью ПЭВМ фирмы IBM является оригинальный способ организации большого набора известных

Обращение к памятиКогда процессору нужно выбрать из памяти байт, он сначала

Обращение к памятиДинамические микросхемы теряют информацию после её выдачи на шину

Кэширование — это применение небольшого объёма быстрой памяти для хранения информации,

Требования к надёжности и живучести, предъявляемые к вычислительным системам, привели к

Похожие презентации

Понятие архитектуры включает взаимную связь функциональных возможностей, технических
и эстетических решений,

Представление общей картины объекта.
Свойства архитектуры
Возможность разделения объекта на отдельные составные компоненты

Уровни архитектуры
Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня

Уровни архитектуры
Вторым уровнем является архитектура программного обеспечения. Интерфейс этого уровня

Уровни архитектуры
Функции управления базой данных
Управление логическими ресурсами
Функции управления файлами
Функции управления

Уровни архитектуры
Третий уровень абстрактно отражает размежность функций между операционной системой

Уровни архитектуры
К последнему уровню (четвёртому) относятся аппаратные средства. Микропрограммное управление

Архитектура ЭВМ общего назначения.
Архитектура фон Неймана
Архитектура современных ЭВМ
по сути не

Машина фон Неймана
1. Машина имеет единую, последовательно ориентированную память. Программная, данные

Машина фон Неймана
2. Память линейная и одномерная. Она имеет вид вектора.

Машина фон Неймана
3. Отсутствует ощутимая разница между командами и данными.
Они

Машина фон Неймана
4. Назначение данных не является их составной частью. Логика

Одномашинные системы
Этапы эволюционного развития ЭВМ:
Многомашинные системы
Мультипроцессорные системы
Сети ЭВМ

Свойства архитектуры ЭВМ
Эффективность
Универсальность
Совместимость
Надёжность
Живучесть

Свойства архитектуры ЭВМ
Под универсальностью понимают возможность решения задач разных классов с

Команды арифметики
с фиксированной запятой
Команды управления
Команды обмена
Команды ввода-вывода
Стандартный набор команд:
Команды логических

Свойство совместимости
Архитектура ЭВМ должна обеспечивать программную совместимость между различными моделями машин

Свойство совместимости
Примером являются машины IBM 360, ЕС ЭВМ, персональные компьютеры IBM

Особенности персональных ЭВМ
1. Стоимость — минимальная, посильная индивидуальному пользователю.

Особенности персональных ЭВМ
2. Аппаратное обеспечение — в состав ПЭВМ входит системный

Особенности персональных ЭВМ
3. Ёмкость оперативной памяти —
не менее 640 Кбайт, что

Особенности персональных ЭВМ
4. Наличие интерактивного (диалогового) режима за счёт применения современных

Особенности персональных ЭВМ
5. Наличие доброжелательных программных оболочек, которые помогают пользователю.

Особенности персональных ЭВМ
6. Язык программирования — высокого уровня (Бейсик, Паскаль, С,

Особенности персональных ЭВМ
7. Модульность — модули должны иметь стандартные средства соединения.
Модуль

Особенности персональных ЭВМ
8. Совместимость — ПЭВМ должны иметь программную совместимость.

Особенности персональных ЭВМ
9. Магистральная структура связи — позволяет реализацию модульного построения

Особенности персональных ЭВМ
10. Увеличение вычислительных мощностей за счёт наращивания количества и

Обращение к памяти
Когда процессору нужно выбрать из памяти байт, он сначала

Обращение к памяти
Динамические микросхемы теряют информацию после её выдачи на шину