Студопедия — Основные характеристики ЭВМ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные характеристики ЭВМ






За время существования компьютеров было разработано несколько сотен моделей ЭВМ. Некоторые получили большое распространение и повлияли на развитие современной компьютерной техники, другие давно забыты. Но у всех этих машин был сходный перечень основных характеристик.
Общим и наиболее важными параметром для всех компьютеров является быстродействие. Оно часто измеряется в единицах, которые называются ФЛОПС – количество арифметических операций в секунду. Первые ЭВМ имели быстродействие в несколько сотен ФЛОПС, современные суперЭВМ достигают скорости в несколько десятков ТераФЛОПС. Единицы кратности:

МФЛОПС (МегаФЛОПС) - 1 миллион арифметических операций в секунду;
ГФЛОПС (ГигаФЛОПС) - 1 миллиард арифметических операций в секунду;
ТФЛОПС (ТераФЛОПС) - 1 триллион арифметических операций в секунду

Быстродействие ЭВМ определяется более частными техническими характеристиками основных узлов (процессора, ОЗУ, шин и т.д.).
На быстродействие компьютера непосредственным образом влияет процессор. Его характеристикой является тактовая частота. Любая операция процессора состоит из отдельных элементарных действий – тактов. Чем чаще следуют такты, тем быстрее будет выполнена операция, состоящая из фиксированного числа тактов. Тактовая частота определяется количеством импульсов в секунду и измеряется в Герцах (количество импульсов за 1 сек). Она имеет ту же кратность, что и ФЛОПС, т.е. МГц (МегаГерц), ГГц (ГигаГерц).
Еще одной характеристикой процессора является разрядность. Под разрядностью обычно понимают число одновременно обрабатываемых процессором битов. Первый процессор Intel-4004 имел разрядность 4 бита, сейчас современные персональные компьютеры оснащаются 64-битными процессорами.
В последних моделях процессоров появилась встоенная КЭШ - память, объем и структура которой сильно влияют на быстродействие ЭВМ.
Кроме процессора разрядность имеют и шины компьютера (шина данных и шина адреса). Разрядность шины данных влияет на длину обрабатываемых данных, а разрядность шины адреса определяет максимальный объем памяти, с которым способен работать процессор. Она может быть вычислена по формуле - 2 в степени R (R – разрядность шины адреса). Размер оперативной памяти (ОЗУ) так же влияет на быстродействие компьютера. Память измеряется в байтах (единицы кратности: Мбайт, Гбайт, Тбайт). Первые персональные ЭВМ имели до 64 Кбайт ОЗУ, сейчас эта величина колеблется от сотен Мбайт в недорогих машинах до десятков Тбайт в суперЭВМ.
Для долговременного хранения необходимой компьютеру информации оперативная память не подходит. Здесь нужна более объемная внешняя память (ВЗУ), способная сохранять информацию при отключенном электропитании. В характеристику ЭВМ входят основные параметры ВЗУ- тип, время доступа и емкость. Для персональных компьютеров объем внешней памяти сейчас составляет десятки и сотни Гбайт, а для суперЭВМ - десятки и сотни Тбайт.
Сравнение по быстродействию различных типов ЭВМ, не обеспечивает достоверных оценок. Очень часто вместо характеристики быстродействия используют связанную с ней производительность. Производительность это объем работы, осуществляемой ЭВМ в единицу времени. В целом оценка производительности ЭВМ является сложной задачей. На производительность ЭВМ оказывает влияние очень много факторов: тип задачи, число тех или иных операций при ее выполнении, стиль управления и др. Поэтому производительность ЭВМ оценивается по выполнению смеси команд, формируемых путем анализа частоты использования разного рода команд при решении достаточно широкого класса задач. На основании такого анализа каждой команде присваивают определенный весовой коэффициент. В настоящее время наиболее признанной является смесь Гибсона. Применяются также относительные характеристики производительности. Фирма Intel для оценки процессоров предложила тест, получивший название индекс iCOMP (Intel Comparative Microprocessor Performance). При его определении учитываются четыре главных аспекта производительности: работа с целыми числами, с плавающей запятой, графикой и видео. Данные имеют 16- и 32-разрядное представление. Каждый из восьми параметров при вычислении участвует со своим весовым коэффициентом, определяемым по усредненному соотношению между этими операциями в реальных задачах.
Кроме технических показателей ЭВМ характеризуется эффективностью и надежностью при эксплуатации. Показатель эффективности определяется отношением производительности к стоимости изготовления и эксплуатации ЭВМ. Надежность это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени. Она определяется вероятностью безотказной работы ЭВМ в течении определенного периода времени. Высокая надежность ЭВМ закладывается в процессе ее производства. Применеие сверхбольших интегральных схем (СБИС) резко сокращает число используемых интегральных схем, а значит, и число их соединений друг с другом. Модульный принцип построения позволяет легко проверять и контролировать работу всех устройств, проводить диагностику и устранение неисправностей.
Необходимо учитывать, что элементная база компьютеров развивается с большой скоростью, и сегодняшние стандарты для больших ЭВМ через несколько лет могут стать стандартами для персональных компьютеров.

 

2.Шифратор (кодер) — (англ. encoder) логическое устройство, выполняющее логическую функцию (операцию) - преобразование позиционного n-разрядного кода в m-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код.

Двоичный шифратор выполняет логическую функцию преобразования унарно n-ичного однозначного кода в двоичный. При подаче сигнала на один из n входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.

Если количество входов настолько велико, что в шифраторе используются все возможные комбинации сигналов на выходе, то такой шифратор называется полным, если не все, то неполным. Число входов и выходов в полном шифраторе связано соотношением:

где
— число входов,
— число выходных двоичных разрядов.

Троичный шифратор выполняет логическую функцию преобразования унарно n-ичного однозначного (одноединичного или однонулевого) кода в троичный. При подаче сигнала ("1" в одноединичном коде или "0" в однонулевом коде) на один из n входов на выходе появляется троичный код номера активного входа.

Число входов и выходов в полном троичном шифраторе связано соотношением:

, где
- число входов,
- число выходных троичных разрядов.

Число входов и выходов в полном k-ичном шифраторе связано соотношением:

, где
- число входов,
- число выходных k-ичных разрядов,
- основание системы счисления.

Приоритетный шифратор отличается от шифратора наличием дополнительной логической схемы выделения активного уровня старшего входа для обеспечения условия работоспособности шифратора (только один уровень на входе активный). Уровни сигналов на остальных входах схемой игнорируются

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №___ 4

1.Особенности электронных вычислительных машин

 

Особенности электронных вычислительных машин раскрывают широкие возможности увеличения вариантности проектирования и поисков оптимальных решений. В одних случаях поиск оптимального варианта, удовлетворяющего предусмотренным программой критериям сравнения, осуществляется самой машиной. В других случаях проектировщик, оценивая получаемое решение, меняет исходные данные, добиваясь улучшения решений с учетом соображений, дополнительных к заложенным в программе критериям оптимальности. Однако высоко оценивая роль электронных вычислительных машин при проектировании дорог, не следует забывать, что они лишь выполняют составленную для них программу — алгоритм, указывающий точно установленный порядок действий. Электронная вычислительная машина может уменьшить количество специалистов, работающих над проектом и ускорить его выполнение, но не может их заменить в поисках путей улучшения качества проекта. Машина не может мыслить за инженера. В ее возможности лишь несколько повысить качество проектов слабых проектных организаций. Расширение круга задач, решаемых при помощи вычислительных машин, и повышение, точности расчетов зависят в первую очередь от развития теории проектирования дорог, от повышения технического уровня специалистов-дорожников и учета ими службы построенных, по их проектам дорог. В настоящее время проектные организации широко используют в своей практике расчеты на электронных вычислительных машинах. Из больщего числа разработанных программ наибольшее распространение имеют: программы взаимоувязки элементов плана трассы (прямых, круговых и переходных кривых), намеченной проектировщиком через контрольные точки; нанесение проектной линии, удовлетворяющей заданным критериям оценки вариантов при фиксированном положении трассы; подсчет рабочих отметок поперечных профилей на косогорных участках; подсчеты координат для разбивки переходных кривых и виражей; определение объемов работ; расчеты толщины конструктивных слоев дорожных одежд с выбором наиболее экономичного варианта; расчеты осадок и проверка устойчивости земляною полотна на слабых основаниях; расчеты отверстий искусственных сооружений. При высоких требованиях к плавности трассы дорог и их гармоничному сочетанию с окружающим ландшафтом получило распространение построение перспективных изображений участков дороги при помощи связанных С ЭВМ графопостроителей. В настоящее время ведется интенсивная работа по созданию единой системы автоматизированного проектирования автомобильных дорог — комплекса взаимоувязанных программ, охватывающих все виды проектных работ от проложения трассы по топографической основе или математической модели местности до составления смет и проектов организации работ.

2.Дешифратор (декодер) — комбинационное устройство, преобразующее n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в -ичный одноединичный код, где - основание системы счисления. Логический сигнал появляется на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду.
Дешифраторы являются устройствами, выполняющими двоичные, троичные или k-ичные логические функции (операции).

Двоичный дешифратор работает по следующему принципу: пусть дешифратор имеет N входов, на них подано двоичное слово xN − 1 xN − 2... x 0, тогда на выходе будем иметь такой код, разрядности меньшей или равной 2 N, что разряд, номер которого равен входному слову, принимает значение единицы, все остальные разряды равны нулю. Очевидно, что максимально возможная разрядность выходного слова равна 2 N. Такой дешифратор называется полным. Если часть входных наборов не используется, то число выходов меньше 2 N, и дешифратор является неполным.

Часто дешифраторы дополняются входом разрешения работы. Если на этот вход поступает единица, то дешифратор функционирует, в ином случае на выходе дешифратора вырабатывается логический ноль вне зависимости от входных сигналов.

Существуют дешифраторы с инверсными выходами, у такого дешифратора выбранный разряд показан нулём.

Функционирование дешифратора описывается системой конъюнкций:

…………………………………………………………

Обратное преобразование осуществляет шифратор.

 

Дешифраторы. Это комбинационные схемы с несколькими входами и выходами, преобразующие код, подаваемый на входы в сигнал на одном из выходов. На выходе дешифратора появляется логическая единица, на остальных — логические нули, когда на входных шинах устанавливается двоичный код определённого числа или символа, то есть дешифратор расшифровывает число в двоичном, троичном или k-ичном коде, представляя его логической единицей на определённом выходе. Число входов дешифратора равно количеству разрядов поступающих двоичных, троичных или k-ичных чисел. Число выходов равно полному количеству различных двоичных, троичных или k-ичных чисел этой разрядности.

Для n-разрядов на входе, на выходе 2 n, 3 n или kn. Чтобы вычислить, является ли поступившее на вход двоичное, троичное или k-ичное число известным ожидаемым, инвертируются пути в определённых разрядах этого числа. Затем выполняется конъюнкция всех разрядов преобразованного таким образом числа. Если результатом конъюнкции является логическая единица, значит на вход поступило известное ожидаемое число.

Из логических элементов являющихся дешифраторами можно строить дешифраторы на большое число входов. Каскадное подключение таких схем позволит наращивать число дифференцируемых переменных

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №___ 5 _







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1103. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Схема рефлекторной дуги условного слюноотделительного рефлекса При неоднократном сочетании действия предупреждающего сигнала и безусловного пищевого раздражителя формируются...

Уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение. Уравнение сферической волны Уравнением упругой волны называют функцию , которая определяет смещение любой частицы среды с координатами относительно своего положения равновесия в произвольный момент времени t...

Медицинская документация родильного дома Учетные формы родильного дома № 111/у Индивидуальная карта беременной и родильницы № 113/у Обменная карта родильного дома...

Почему важны муниципальные выборы? Туристическая фирма оставляет за собой право, в случае причин непреодолимого характера, вносить некоторые изменения в программу тура без уменьшения общего объема и качества услуг, в том числе предоставлять замену отеля на равнозначный...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия