Структура вычислительных систем


1. Архитектурные особенности вычислительной системы различных классов 1

2. Основные классы ВС 3

3. Многомашинные и многопроцессорные ВС 6

4. Список литературы 9
Первые компьютеры (автоматические электронные вычислительные машины с программным управлением) были созданы в конце 40-х годов 20-го века и представляли собой гигантские вычислительные монстры, использовавшиеся только для вычислительной обработки информации. По мере развития компьютеры существенно уменьшились в размерах, но обросли дополнительным оборудованием, необходимым для их эффективного использования. В70-х годах компьютеры из вычислительных машин сначала превратились в вычислительные системы, а затем в информационно-вычислительные системы.
Вычислительная система – это совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов. В вычислительной системе компьютер может быть один, но агрегированный с многофункциональным периферийным оборудованием. Стоимость периферийного оборудования часто во много раз превосходит стоимость компьютера. В качестве постороннего примера одномашинного ВС можно привести систему телеобработки информации. Всё же классическим вариантом ВС является многомашинный и многопроцессорный варианты.
Первые ВС создавались с целью увеличить быстродействие и надёжность работы путём параллельного выполнения вычислительных операции. Как это ни парадоксально, тормозом в дальнейшем увеличении быстродействие компьютера является конечная скорость распространение электромагнитных волн – скорость света, равна 30000 км/с. Время распространения сигнала между элементами ВС может значительно превышать время переключения электронных схем. Поэтому чисто последовательная модель выполнения операций, характерная для классической структуры компьютера – структура фон Неймана, - не позволяет существенно повысить быстродействие ВС.
Параллелизм выполнения операций существенно повышает быстродействие системы; он же может также значительно повысить и надежность(при отказе одного компонента системы его функции может взять на себя другой),и достоверность функционирования системы, если операции будут параллельно дублироваться, а результаты их выполнения сравниваться или мажоритировться. Для современных ВС, за исключением суперкомпьютеров, критерии обоснования их необходимости уже несколько иные – важно само информационное обслуживание пользователей, сервис и качество этого обслуживания. Для суперкомпьютеров, представляющих собой многопроцессорные ВС, важнейшим показателями являются их производительность и надежность.
Укрупнённая блок-схема классического компьютера показана на рис.1.
1. В.Л.Бройдо «Вычислительные системы, сети и телекоммуникация», издательский дом«Питер»,2003
2. Б.М.Каган «Электронно вычислительные машины и системы»,Москва 1991

Дисциплина: Автоматизация, Техника
Тип работы:  Реферат
Объем: 7 страниц
Цена этой работы: 300 теңге
В избранное:   




Архитектурные особенности вычислительных
систем различных классов

Первые компьютеры (автоматические электронные вычислительные машины с
программным управлением) были созданы в конце 40-х годов 20-го века и
представляли собой гигантские вычислительные монстры, использовавшиеся
только для вычислительной обработки информации. По мере развития компьютеры
существенно уменьшились в размерах, но обросли дополнительным
оборудованием, необходимым для их эффективного использования. В70-х годах
компьютеры из вычислительных машин сначала превратились в вычислительные
системы, а затем в информационно-вычислительные системы.
Вычислительная система – это совокупность одного или нескольких
компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного
оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-
вычислительных процессов. В вычислительной системе компьютер может быть
один, но агрегированный с многофункциональным периферийным оборудованием.
Стоимость периферийного оборудования часто во много раз превосходит
стоимость компьютера. В качестве постороннего примера одномашинного ВС
можно привести систему телеобработки информации. Всё же классическим
вариантом ВС является многомашинный и многопроцессорный варианты.
Первые ВС создавались с целью увеличить быстродействие и надёжность
работы путём параллельного выполнения вычислительных операции. Как это ни
парадоксально, тормозом в дальнейшем увеличении быстродействие компьютера
является конечная скорость распространение электромагнитных волн – скорость
света, равна 30000 кмс. Время распространения сигнала между элементами ВС
может значительно превышать время переключения электронных схем. Поэтому
чисто последовательная модель выполнения операций, характерная для
классической структуры компьютера – структура фон Неймана, - не позволяет
существенно повысить быстродействие ВС.
Параллелизм выполнения операций существенно повышает быстродействие
системы; он же может также значительно повысить и надежность(при отказе
одного компонента системы его функции может взять на себя другой),и
достоверность функционирования системы, если операции будут параллельно
дублироваться, а результаты их выполнения сравниваться или мажоритировться.
Для современных ВС, за исключением суперкомпьютеров, критерии обоснования
их необходимости уже несколько иные – важно само информационное
обслуживание пользователей, сервис и качество этого обслуживания. Для
суперкомпьютеров, представляющих собой многопроцессорные ВС, важнейшим
показателями являются их производительность и надежность.
Укрупнённая блок-схема классического компьютера показана на рис.1.
1. Процессор (центральный процессор) – основной вычислительный блок
компьютера, содержит важнейшие функциональные устройства:
• Устройство управления с интерфейсом процессора (системой сопряжения и
связи процессора с другими узлами машины).
• Арифметико-логическое устройство.
• Процессорную память.
Процессор, по существу, является устройством, выполняющим все функции
элементарной вычислительной машины.
2. Оперативная память – запоминающее устройство, используемое для
оперативного хранения и обмена информацией с другими узлами машины.
3. Каналы связи (внутримашинный интерфейс) служит для сопряжения
центральных узлов машины с её внешними устройствами.
4. Внешние устройства обеспечивают эффективное взаимодействие компьютера
с окружающей средой: пользователями, объектами управления, другими
машинами. В состав внешних устройств обязательно входят внешняя память
и устройства ввода-вывода.
Вычислительная система может строиться на базе либо целых компьютеров
(многомашинная ВС), либо на базе отдельных процессоров(многопроцессорная
ВС).

Рис.1.Укрупнённая блок-схема компьютера

Вычислительные системы бывают:
• Однородные;
• Неоднородные;
Однородная ВС строится на базе однотипных компьютеров или процессоров.
Однородные системы позволяют использовать стандартные наборы технических,
программных средств, стандартные протоколы (процедуры) сопряжение
устройств. Поэтому их организация намного проще, облегчается обслуживание
систем и их модернизация.
Неоднородная ВС включает а свой состав различные типы компьютеров или
процессоров. При построении систем приходиться учитывать их различных
технические и функциональные характеристики, что существенно усложняет
создание и обслуживание неоднородных систем.
Вычислительные системы работают в следующих режимах:
• Оперативном(on-line);
• неоперативном(Off-line);
Оперативные системы работают в реальном масштабе времени, в них
реализуется оперативный режим обмена информацией – ответа на запросы
поступают незамедлительно. В неоперативных ВС допускается режим
задержанного ответа, когда результаты выполнения запроса можно получить с
некоторой задержкой.
Различают ВС с централизованным и децентрализованным управлением. В
первом случае управление выполняет выделенный компьютер или процессор, во
втором – эти компонента равноправны и могут брать управление на себя.
Кроме того, ВС могут быть:
• территориально-сосредоточенными (все компоненты располагаются в
непосредственной близости друг от друга);
• распределёнными (компоненты могут располагаться на значительном
расстоянии, например, вычислительные сети);
• структурно-одноуровневыми (имеется лишь один общий уровень
обработки данных);
• многоуровневыми (иерархическими) структурами. В иерархических ВС
машины и процессоры распределены по разным уровням обработки
информации, некоторые машины (процессоры) могут специализироваться
на выполнении определенных функций.
Наконец, как уже указывалось, ВС делятся на следующие:
• одномашинные;
• многомашинные;
• многопроцессорные.
Начнем рассмотрение с одномашинных ВС, точнее с вычислительных машин.

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Электронная вычислительная машина (ЭВМ), компьютер – комплекс
технических средств, предназначенных для автоматической обработки
информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.
Вычислительные машины могут быть классифицированы по ряду признаков, в
частности:
• принцип действия;
• этапы создания и элементная база;
• назначение;
• способ организации вычислительного процесса;
• размер, вычислительная мощность;
• функциональные возможности;
• способность к параллельному выполнению программ и т.д.
По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших
класса.
• Аналоговые
• Цифровые
• Гибридные
ЦВМ – цифровые вычислительные машины или вычислительные машины
дискретного действия – работает с информацией, представленной в дискретной,
а точнее в цифровой форме.
АВМ – аналоговые вычислительные машины или вычислительные машины
непрерывного действия – работают с информацией, представленной в
непрерывной (аналоговой форме), то есть в виде непрерывного ряда значений
какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).
ГВМ – гибридные вычислительные машины или вычислительные машины
комбинированного действия ... продолжение
Похожие работы
Производственная структура
Структура компиляторов
Анализ существующих систем внешней памяти
Отраслевая структура современной мировой экономики
Сравнительный анализ систем беспроводного доступа
Древнетюркские святилища: структура сакрального
Развитие систем управления рисками в коммерческих банках
Сущность и структура финансовой системы
Инженерные методы в управлении систем менеджмента качества
Современная структура безопасности Центральной Азии
Дисциплины
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь