Лекция 1. Архитектура ЭВМ

1. Становление и эволюция цифровой вычислительной техники

1.1 Общие понятия

Вычислительная машина — это:

Устройство, которое принимает данные, обрабатывает их в

Вычислительная машина - комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации,

Определение понятия «архитектура ВМ»

«computer architecture» - фирма IBM В «узком»

Организация ЭВМ рассматривает вопросы физического построения ВМ:

состав устройств,
число регистров процессора,

Уровни детализации структуры ВМ

а) уровень «черного ящика»;

б) уровень общей архитектуры;

в) уровень архитектуры центрального процессора

г) уровень архитектуры устройства управления

1.2 Эволюция средств автоматизации вычислений

история автоматизации вычислений насчитывает более 5 000

Новая область знаний «Теория эволюции компьютеров» (Computer evolution theory).

самозарождение «живых»

Подходы к описанию эволюции ВТ

Хронологический

Технологический
Революционные идеи (концепция фон Неймана)
-

1.3 Концепция машины с хранимой в памяти программой

свойства алгоритмов :
дискретность,
определенность,

В основе архитектуры современных ВМ лежит представление алгоритма решения задачи в

ВМ, где определенным образом закодированные команды программы хранятся в памяти, известна

Сущность фон-неймановской концепции ВМ:

Принцип двоичного кодирования;
Принцип программного управления;
Принцип

Структура фон-неймановской ВМ

Типы структур ВМ

С непостредственными связями
С иерархией шин

На основе шины

Структуры ВС

ВС с общей памятью

Распределенная ВС

1.4 Перспективы совершенствования архитектуры ВМ и ВС

Факторы, определяющие развитие архитектуры вычислительных

Основные направления исследований в области архитектуры ВМ и ВС

Эволюционные исследования, целью

Тенденции развития больших интегральных схем

увеличение размеров кристалла

уменьшение площади, занимаемой на кристалле

Тенденции увеличения диаметра кристаллической подложки СБИС

Размер минимального элемента на кристалле интегральной микросхемы

Прогноз максимальных размеров элементов на кристалле СБИС

Тенденции развития элементной базы процессорных устройств

К увеличению числа логических элементов на

Тенденции развития полупроводниковых запоминающих устройств

«Программное обеспечение увеличивается в размерах до тех

Тенденции увеличения количества запоминающих элементов на кристалле СБИС динамических запоминающих устройств

Разрыв в производительности процессоров и динамических запоминающих устройств

Контрольные вопросы

По каким признакам можно разграничить понятия «вычислительная машина» и «вычислительная