Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ

 

 

 

 

 

 

Реферат по информатике на тему:

Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2008

 

Оглавление:

 

1 Введение…………………………………………………………  3

 

2 Быстродействие  ЭВМ…………………………………………… 3

 

4 Ёмкость памяти……………………………………………………4

 

5 Точность вычислений…………………………………………… 5

 

6 Надёжность………………………………………………………  5

 

7 Достоверность …………………………………………………… 5

 

8 Габариты ЭВМ…………………………………………………… 5

 

9  Стоимость  технических и программных средств………………6

 

10 Особенности эксплуатации………………………………………7

 

11 Заключение………………………………………………………  7

 

12 Список литературы……………………………………………… 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Первые электронные вычислительные машины (ЭВМ) появились относительно недавно. Так первой ЭВМ принято считать машину ЭНИАК, разработанную в Пенсильванском университете в США Джоном Мочли и Преспером Экертом. Она была введена в строй 15 февраля 1946 года. Первой ЭВМ, обладающей всеми компонентами современных машин, была английская машина ЭДСАК, построенная в Кембриджском университете в 1949 году. Работы в области вычислительной техники в нашей стране начались в небольшом местечке под Киевом, в Феофании, под руководством Сергея Алексеевича Лебедева (1902-1974), сразу же после Великой Отечественной войны. И уже в конце 1951 г. была предъявлена к сдаче Государственной комиссии первая советская ЭВМ – МЭСМ (малая электронная счетная машина). Но уже в 1952 г. началась опытная эксплуатация БЭСМ (большая электронная счетная машина). Можно выделить пять этапов в развитии электронных вычислительных машин.

• 40-50 годы 20 века - первые ЭВМ в США и СССР;
• 50-60 годы 20 века - первые языки программирования;
• 60-70 годы 20 века - первые АСУ, САПР, ЕС ЭВМ;
• 70-80 годы 20 века - первые персональные компьютеры;
• 80-90 годы 20 века - массовое применение персональных компьютеров.

За это время микроэлектроника, вычислительная техника и вся  индустрия информатики стали  одними из основных составляющих мирового научно-технического прогресса. Это  объясняется тем, что ЭВМ способны обрабатывать любые виды информации: числовую, текстовую, табличную, графическую, видео, звуковую. В настоящее время ЭВМ используются для выполнения сложных научных расчетов, в управлении производственными процессами, в образовании, искусстве, здравоохранении, экологии и т.д. Таким образом, влияние вычислительной техники на все сферы деятельности человека продолжает все больше расширяться и вширь и вглубь. Роль ЭВМ в жизни современного человека недооценить невозможно.

Быстродействие  ЭВМ.

 

«БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ЭВМ, производительность ЭВМ (computer speed, computer performance). Характеристика скорости и показатель качества работы ЭВМ. Часто, говоря о быстродействии ЭВМ, подразумевают способность центрального процессора быстро выполнять команды. Величину быстродействия измеряют числом операций в секунду или тактовой частотой». Однако при этом следует учитывать, что разные операции имеют разную длительность, а производительность центрального процессора зависит от таких факторов, как длина машинного слова, система команд, время доступа к памяти, наличие кэш-памяти. Поэтому оценку быстродействия производят по совокупности параметров, которая включает тактовую частоту процессора, время выполнения операций сложения, пропускную способность шины (устройство, служащее для передачи данных и управляющих сигналов между компонентами компьютера), скорость обмена с жестким диском и, наконец, время обработки эталонных тестов.

Быстродействие  ЭВМ рассматривается в двух аспектах. С одной стороны, оно характеризуется количеством элементарных операций, выполняемых центральным процессором в секунду. Под элементарной операцией понимается любая простейшая операция типа сложения, пересылки, сравнения и т. д. С другой стороны, быстродействие ЭВМ существенно зависит от организации ее памяти. Время, затрачиваемое на поиск необходимой информации в памяти, заметно сказывается на быстродействии ЭВМ. В зависимости от области применения выпускаются ЭВМ с быстродействием от нескольких сотен тысяч до миллиардов операций в секунду. Для решения сложных задач возможно объединение нескольких ЭВМ в единый вычислительный комплекс с требуемым суммарным быстродействием.

Наряду с быстродействием часто пользуются понятием производительность. Если первое обусловлено, главным образом, используемой в ЭВМ системой элементов, то второе связано с ее архитектурой и разновидностями решаемых задач. ЭВМ такая характеристика, как быстродействие, не является величиной постоянной. В связи с этим различают: 

• пиковое быстродействие - определяемое тактовой частотой процессора без учета обращения к оперативной памяти; 
• номинальное быстродействие, определяемое с учетом времени обращения к оперативной памяти; 
• системное быстродействие, определяемое с учетом системных издержек на организацию вычислительных процессов; 
• эксплуатационное, определяемое с учетом характера решаемых задач (состав, операций или их «смеси»).

 

Ёмкость памяти (объём памяти)

 

Ёмкость памяти (объём памяти) - максимальное количество информации, которое может храниться в запоминающем устройстве. Объём памяти определяет способность памяти разместить определенное количество единиц данных. Ёмкость памяти может измеряться в словах, битах, байтах и т. п. Память ЭВМ подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя, или оперативная память, по своему объему у различных классов машин различна и определяется системой адресации ЭВМ, предназначена для хранения относительно небольших объёмов информации при её обработке микропроцессором. Емкость внешней памяти из-за блочной структуры и съемных конструкций накопителей практически неограниченна.

 

Точность  вычислений

     Точность вычислений зависит от количества разрядов, используемых для представления одного числа. Современные ЭВМ комплектуются 32- или 64-разрядными микропроцессорами, что вполне достаточно для обеспечения высокой точности расчетов самых разнообразных приложениях. Однако, если этого мало, можно использовать удвоенную или утроенную разрядную сетку. Точность это возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, а также используемыми структурными единицами представления информации (байтом, словом, двойным словом).

Надёжность

    Надёжность-это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени. Высокая надежность ЭВМ закладывается в процессе ее производства. Применение сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) резко сокращают 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.

Достоверность

   Достоверность свойство информации быть правильно  воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается аппаратурно-программными средствами контроля самой ЭВМ. Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач и повторных расчетов. В особо ответственных случаях проводятся контрольные решения на других ЭВМ и сравнение результатов.

Габариты  ЭВМ

 

     С течением времени вычислительная техника развивалась, менялся и внешний облик. Развитие вычислительной техники можно подразделить на 5 поколений.  В первом поколении ЭВМ выполнялись в виде громадных шкафов, во втором поколении ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, в третьем  аналогично второму, в четвёртом компактные  ЭВМ и ноутбуки. Современные компьютеры делятся на:

• супер ЭВМ (supercomputer)
• большой ЭВМ (large computer)
• средний ЭВМ (medium computer)
• малый/мини ЭВМ (small /mini computer)
• микро ЭВМ (micro computer)

     Супер  ЭВМ – класс сверх производительных ЭВМ, предназначенных для решения особо сложных задач в областях науки, техники и управления. Сверхвысокая производительность достигается преимущественно за счет параллельной архитектуры, предусматривающей использование большого числа функционально-ориентированных процессоров и параллельного программирования, сверхглубокого охлаждения процессоров (до температур, близких к абсолютному нулю), а также высокоскоростных сверх больших интегральных схем (СБИС).

Большой ЭВМ  – имеет высокую производительность большой объём оснований и  внешней памяти.

Средний ЭВМ- производительность до нескольких десятков  миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти - несколько сотен мегабайт, разрядность 32 - 64 бит.

   Малый ЭВМ -  в прошлом так назывались ЭВМ, конструктивно выполненные в одной стойке и занимавшие небольшой объем (порядка десятых долей кубометра). По сравнению с большими и средними машинами мини ЭВМ обладают существенно более низкой производительностью и объемом памяти. Термин "мини ЭВМ" не имеет точного определения, он очень близок по содержанию к термину "микро ЭВМ", четкой границы между двумя классами этих машин нет.

  Микро ЭВМ- обладает кристаллом большой или сверхбольшой интегральной схемы, который в отличие от микропроцессора содержит все логические элементы, необходимые для образования полноценной вычислительной системы.

Стоимость технических и программных  средств

   И так прежде чем попасть в магазины на продажу производится оценка программных и технических средств.

    Программные продукты являются разновидностью некоторой информационной системы и обладают быстрой изменчивостью. Изменения в них (то есть появление новых версий) в среднем вносят  каждые полгода. Для некоторых видов программных продуктов (на пример антивирусы) темп обновления ещё выше: от одной недели до одного месяца.

   Вообще невозможно  разделить стоимость программных и технических средств, всё зависит от сложности разработок  и количества денег затраченных на это.

Особенности эксплуатации

 

   Эксплуатация  средств вычислительной техники  требует предания вычислительным  машинам свойств приспособленности  к процессам обслуживания, что  предполагает наличие специальных  аппаратно-  программных средств поддержки эксплуатации. Разработка концепции эксплуатационного обслуживания машины и аппаратно - программных средств поддержки эксплуатации является неотъемлемой частью общего процесса проектирования ЭВМ.

  Эксплуатация  любого объекта состоит из его эксплуатационного использования и эксплуатационного обслуживания. Под последним понимают совокупность операций, процедур и процессов, предназначенных для обеспечения работоспособности объекта. Работоспособным называется состояние объекта, при котором объект способен выполнять заданные функции. Неработоспособным называется состояние, при котором объект не способен  выполнять заданные функции.

 

Заключение

 

Данная  работа посвящена краткому обзору основных характеристик ЭВМ. Я выбрала  данную тему в связи с тем, что  все сферы деятельности человека так или иначе связаны с применением и использованием ЭВМ. Практически все современные люди в той или иной мере соприкасаются с персональным компьютером (ПК). Согласно с принятой классификацией ПК относится к ЭВМ четвертого поколения. Но с учетом быстро развивающегося программного обеспечения, многие авторы публикаций относят их уже к 5-му поколению.

Для общего понимания возможностей и особенностей ЭВМ я постаралась, сделать краткий  обзор основных эксплуатационно-технических  характеристик, таких как быстродействие, ёмкость памяти, точность вычислений, показатели надежности, достоверности, габаритные размеры, стоимость технических и программных средств, особенности эксплуатации.

 

Список литературы

 

- Симонович С. В., Евсеев  Г.А., Практическая информатика, Учебное      пособие. М.: АСТпресс, 1999.

 

- Левин А. Самоучитель  работы на персональном компьютере. М., 1995.

 

- Аладьев В.З, Хунт Ю.Я, Шишаков М.Л Основы информатики. Учебное пособие. – М.: информационно – издательский дом «Филинъ»,1998