Ведение

В современной ВТ основой представления информации являются электрические сигналы, допускающие в случае использования напряже­ний постоянного тока две формы представления — аналоговую и дискрет­ную. В первом случае величина напряжения является аналогом значения некоторой измеряемой переменной, например, подача на вход напряжения в 1.942 В эквивалентна вводу числа 19.42 (при масштабе 0.1). Во втором случае — в виде нескольких различных напряжений, эквивалентных числу единиц в представляемом значении переменной. При аналоговом представлении информации значения измеряемых величин могут принимать любые допустимые значения из заданного диапазона, плавно без разрывов переходя от одного значения к другому. Теоретически, представляется весь бесконечный спектр значений измеряемой величины на заданном отрезке. При дискретном представлении информации значения измеряемых величин носят дискретный (конечный) характер в измеряемом диапазоне. Сравнительный анализ обоих форм представления информации показывает, что при создании ВТ аналогового типа требуется меньшее число компонент (ибо одна измеряемая величина представляется одним сигналом), но сложность ее быстро возрастает за счет необ­ходимости различать значительно большее число (вплоть до бесконечности) состояний сигнала. Более того, аналоговая ВТ более интеллектуальна и производительна за счет возможности легко интегрировать сигнал, выполнять над ним любое функциональное преобразование и т.д.; за счет этого и ряда других особенностей она позволяет решать ряд классов задач во много раз быстрее, чем дискретная ВТ. Недостатками аналоговой формы представления информации является сложность реализации устройств для ее логической обработки, длительного хранения и высокой точности измерения. Поэтому аналоговые вычислительные машины (АВМ) предназначены, в первую очередь, для решения задач, описываемых системами дифференциальных уравнений: управление непрерывными процессами; моделирование в гидро- и аэродинамике; исследование динамики сложных объектов, электромагнитных полей; параметрическая оптимизация и оптимальное управление и др. Но АВМ не могут решать задач, связанных с хранением и обработкой больших объемов информации различного характера; задач с высокой степенью точности и др., с которыми легко справляются цифровые вычислительные машины (ЦВМ), использующие дискретную форму представления информации. Положительные черты обоих типов совмещает гибридная ВТ, включающая как аналоговые, так и дискретные устройства обработки информации. В свете сказанного, классификация современной ВТ, использующей электронную основу, может быть представлена следующим образом (рис. 2).

Рис 2.

В данном параграфе обсуждаются вопросы архитектуры основных классов и типов ЭВМ, во многом определяющей их назначение и возможности.