Технические средства обработки информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Архитектура, характеристики, классификация ЭВМ

1.1 Однопроцессорные архитектуры ЭВМ

1.1.1 Конвейерная обработка команд

1.1.2 Cуперскалярная обработка

1.1.3 Архитектура SISD

1.1.4 SIMD-архитектура

1.1.5 Многоядерные структуры процессора и многопотоковая обработка команд

1.2 Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ

1.3 Классификация ЭВМ

1.3.1 Классификация ЭВМ по назначению

1.3.2 Классификация ЭВМ по функциональным возможностям

1. Архитектура, характеристики, классификация ЭВМ

процессор обработка команда

Электронная вычислительная машина (компьютер) - комплекс технических и программных средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов.

Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность средств вычислительной техники, включающая не менее двух основных процессоров либо вычислительных машин. Основным процессором называют составную часть ЭВМ, которая выполняет вычисления, предусматриваемые алгоритмами решаемых задач.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

Под архитектурой ЭВМ понимается общая функциональная и структурная организация машины, определяющая методы кодирования данных, состав, назначение, принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

Можно выделить следующие важные для пользователя компоненты архитектуры (см. рис.1.1):

а) функциональные и логические возможности процессора (система команд, форматы команд и данных, способы адресации, разрядность обрабатываемых слов и т. д.);

б) структурная организация и принципы управления аппаратными средствами (центральным процессором, памятью, вводом-выводом, системным интерфейсом и т. д.);

в) программное обеспечение (операционная система, трансляторы языков программирования, прикладное программное обеспечение).

1.1 Однопроцессорные архитектуры ЭВМ

Исторически первыми появились однопроцессорные архитектуры. Классическим примером однопроцессорной архитектуры является архитектура фон Неймана со строго последовательным выполнением команд: процессор по очереди выбирает команды программы и также по очереди обрабатывает данные. По мере развития вычислительной техники архитектура фон Неймана обогатилась сначала конвейером команд (см. рис. 1.2), а затем многофункциональной обработкой и по классификации М. Флина получила обобщенное название SISD (Single Instruction Single Data - один поток команд, один поток данных).

Архитектуры класса SISD охватывают те уровни программного параллелизма, которые связаны с одинарным потоком данных.

Параллелизм циклов и итераций тесно связан с понятием множественности потоков данных и реализуется векторной обработкой. В классификации компьютерных архитектур М. Флина выделена специальная группа однопроцессорных систем с параллельной обработкой потоков данных - SIMD (Single Instruction Multiple Data, один поток команд - множество потоков данных).

Ведущие поставщики микропроцессоров ищут пути повышения их производительности и снижения энергопотребления за счет использования многоядерных структур процессоров и многопотоковой обработки команд.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.1. Основные компоненты архитектуры ЭВМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.2. Развитие и классификация однопроцессорных архитектур

1.1.1 Конвейерная обработка команд

Процедура выполнения команд процессором включает несколько характерных этапов. В простейшем случае можно выделить как минимум четыре этапа обработки команд (см. рис. 1.3, а): выборка (ВК), декодирование (ДК), выполнение операции (ОП) и запись результата (ЗР).

Каждый этап в процессоре выполняется за один такт. При последовательной обработке команд (см. рис. 1.3, б), выполнение следующей (n + 1) команды начинается только после завершения предыдущей (n) команды. Это приводит к низкой производительности и простоям аппаратуры процессора.

Для улучшения этих характеристик используется параллельное выполнение нескольких команд путем совмещения в каждом такте различных этапов их обработки (см. рис. 1.3, в). После выборки n команды во 2-ом такте идет ее декодирование и выборка n + 1 команды. В третьем такте выполняется n-ая команда, декодируется n + 2 и осуществляется выборка n + 3 команды и т. д. Такая организация работы процессора называется конвейерной обработкой (конвейером команд).

Совмещенные принципы обработки (конвейер команд) существенно увеличивают пропускную способность процессора.

Приостанов работы конвейера вызывает любая команда условного перехода в программе или взаимозависимость команд, т. е. использование следующей командой результатов предыдущей команды.

Конечно, рассмотренный нами процессор является гипотетическим. В реальных процессорах конвейер обработки команд сложнее и включает большее количество ступеней. Причина увеличения длины конвейера заключается в том, что многие команды являются довольно сложными и не могут быть выполнены за один такт процессора, особенно при высоких тактовых частотах. Поэтому каждая из четырех стадий обработки команд (выборка, декодирование, выполнение и запись) может состоять из нескольких ступеней конвейера. Собственно, длина конвейера - это одна из наиболее значимых характеристик любого процессора. Чем больше длина конвейера, тем большую частоту можно использовать в процессоре.

Размещено на http://www.allbest.ru/

а - этапы выполнения команды; б - последовательное выполнение команд;в - совмещенное выполнение команд (конвейеризация)

Рис. 1.3. Временные диаграммы обработки команд в процессоре:

Для обеспечения непрерывности вычислительного процесса в структуре ЦП используется блок прогнозирования переходов и устройство выполнения переходов.

1.1.2 Cуперскалярная обработка

Еще одной разновидностью однопотоковой архитектуры является суперскалярная обработка.

Смысл этого термина заключается в том, что в аппаратуру процессора закладываются средства, позволяющие одновременно выполнять две или более скалярные операции, т. е. команды обработки пары чисел. Суперскалярная архитектура базируется на многофункциональном параллелизме и позволяет увеличить производительность компьютера пропорционально числу одновременно выполняемых операций.

Реализация суперскалярной обработки заключается в чисто аппаратном механизме выборки из буфера инструкций (или кэша инструкций) несвязанных команд и параллельном запуске их на исполнение.

Суперскалярная аппаратура динамически строит план вычислений на основе последовательного кода программы. Хотя такой подход и увеличивает сложность физической реализации, скалярный процессор создает план, используя преимущества тех факторов, которые могут быть определены только во время выполнения.

Этот метод хорош тем, что он «прозрачен» для программиста, составление программ для подобных процессоров не требует никаких специальных усилий, ответственность за параллельное выполнение операций возлагается в основном на аппаратные средства.

Суперскалярная обработка широко используется в современных процессорах корпораций Intel, Advanced Micro Devices (AMD), International Business Machines (IBM), Sun Microsystems и др.

1.1.3 Архитектура SISD

Архитектура SISD породила целый ряд архитектур: CISC, RISC, VLIW и EPIC-концепцию (рис.1.4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.4. Классификация архитектуры SISD

CISC-архитектура

Компьютеры с CISC (Complex Instruction Set Computer) архитектурой имеют комплексную (полную) систему команд, под управлением которой выполняются всевозможные операции типа «память - память», «память - регистр», «регистр - память», «регистр - регистр».

CISC-архитектура появилась еще на заре вычислительной техники. Лидером в разработке микропроцессоров с полным набором команд считается компания Intel со своей серией процессоров х86, Pentium, Intel Core и др. Эта архитектура, получившая название х86, является практически стандартом на рынке микропроцессоров.

Данная архитектура характеризуется:

· большим числом команд (более 200);

· переменной длиной команд (от 1 до 13 байт);

· значительным числом способов адресации и форматов команд;

· наличием сложных команд и многотактностью их выполнения;

· наличием микропрограммного управления для сложных команд.

На мировых рынках полная система команд х86 представлена в процессорах фирм Intel, AMD, VIA Technologies и др.

RISC-архитектура

Компьютеры с RISC (Reduced Instruction Set Computer) архитектурой содержат набор простых, часто употребляемых в программах команд. Основными являются операции типа «регистр - регистр».

Понятие RISC в современном его понимании оформилось на базе трех исследовательских проектов компьютеров: процессора 801 компании IBM, процессора RISC университета Беркли и процессора MIPS Стенфордского университета. Простота архитектуры и ее эффективность, подтвержденная этими проектами, вызвали большой интерес в компьютерной индустрии, и с 1986 года началась активная промышленная реализация архитектуры RISC.Отличительными чертами данной архитектуры являются:

· сокращенное число команд;

· большинство команд выполняется за один машинный такт;

· постоянная длина команд;

· небольшое количество способов адресации и форматов команд;

· для простых команд нет необходимости в использовании микропрограммного управления;

· большое число регистров внутренней памяти процессора.

Исходя из перечисленных характеристик, компьютеры с RISC- архитектурой «обязаны» иметь преимущество в производительности по сравнению с CISC компьютерами.

В настоящее время основными разрабочиками RISC-процессоров являются корпорации Sun (Ultra Sparc T1, T2), IBM (POWER 6, 6+, 7, Cell). Эти процессоры используются в высокопроизводительных компьютерах (рабочих станциях, серверах, супер-компьютерах).

Для мобильных устройств (карманных ПК, смартфонов, коммуникаторов) наибольшее распространение получили RISC-процессоры семейства ARM (корпорация ARM Ltd, Великобритания).

Уступая во многом RISC, процессоры с системой команд х86 сохранили лидерство на рынке персональных систем за счет постоянной модернизации системы команд, нацеленной на увеличение производительности процессоров, а так же за счет того, что программное обеспечение, разработанное для х86-компьютеров, начиная с 1980 г., способно функционировать и на современных компьютерах с этой архитектурой. В свою очередь достоинства RISC-процессоров укрепили их позиции на более молодом рынке высокопроизводительных машин (рабочих станций, серверов).

В начале 90-х годов между представителями этих архитектур началась острая конкуренция за превентивное улучшение характеристик. В первую очередь, производительности и ее отношения к трудоемкости разработки процессоров. Создатели CISC- и RISC-процессоров нередко боролись с конкурентами, заимствуя их удачные решения. Например, компания Intel реализовала в процессоре Pentium Pro (шестое поколение P6 процессоров Intel) RISC-подобную организацию вычислений. В Р6 изощренно построенный декодер транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. В архитектуре Р6 RISC-решения впервые в семействе х86 перестали быть лишь дополнением исконных CISC-средств повышения производительности. Поэтому частица Pro в названии первого процессора этой серии обозначает «Полноценная RISC-архитектура» (Precision RISC Organization). На рис. 1.4 подобная архитектура вынесена в отдельный подкласс архитектур.

VLIW-архитектура

VLIW-архитектура связана с кардинальной перестройкой всего процесса трансляции и исполнения программ. Уже на этапе подготовки программы компилятор группирует несвязанные операции в пакеты, содержимое которых строго соответствует структуре процессора. Сформированные пакеты операций преобразуются компилятором в командные слова, которые по сравнению с обычными инструкциями выглядят очень большими. Отсюда и название этих суперкоманд и соответствующей им архитектуры - VLIW (Very Long Instruction Word - очень длинное командное слово). По идее, затраты на формирование суперкоманд должны окупаться скоростью их выполнения и простотой аппаратуры процессора, с которого снята вся «интеллектуальная» работа по поиску параллелизма несвязанных операций.

Компилятор VLIW в отличие от суперскалярной обработки производит статический анализ программы и создает точный план того, как процессор будет выполнять программу: указывается, когда будет выполнена каждая операция, какие функциональные устройства будут работать и какие регистры будут содержать операнды.

Компилятор VLIW передает план вычисления аппаратному обеспечению, которое, в свою очередь, выполняет указанный план. Этот план позволяет VLIW использовать относительно простое аппаратное обеспечение, способное добиться высокого уровня параллелизма на уровне команд.

Однако даже при небольшом изменении начальных данных путь выполнения программы сколь угодно сильно изменяется.

VLIW-архитектура в свое время использовалась в RISC-процессорах семейств PA-8000, 9000 корпорации HP (Hewlett Packard).

Аббревиатуры рассмотренных архитектур CISC, RISC, VLIW в настоящее время обозначают только идеализированные концепции. Реальные микропроцессоры трудно классифицировать. Современные микропроцессоры, причисляемые к RISC, сильно отличаются от первых процессоров RISC-архитектуры. То же относится и к CISC. Просто в наиболее совершенных процессорах заложено множество удачных идей вне зависимости от их принадлежности к какой-либо архитектуре.

Концепция EPIC

Тенденции, заложенные в Р6, получили развитие в концепции EPIC. Концепция EPIC (Explicity Parallel Instruction Computing - вычисления с явным параллелизмом команд, где «явным» означает явно указанным при трансляции) разработана совместно фирмами Intel и Hewlett Packard и имеет ту же значимость, что и CISC- и RISC-архитектуры.

Концепция реализации параллелизма на уровне команд (EPIC) определяет новый тип архитектуры, способной конкурировать по масштабам влияния с RISC. Эта идеология направлена на то, чтобы упростить аппаратное обеспечение и, в то же время, извлечь как можно больше «скрытого параллелизма» на уровне команд, чем это можно сделать при реализации VLIW и суперскалярных стратегий, используя большую ширину «выдачи» команд и длинные (глубокие) конвейеры.

Одна из целей, которые ставили перед собой разработчики при создании EPIC, состояла в том, чтобы сохранить реализованный во VLIW принцип статического создания плана вычислений, но в то же время обогатить его возможностями, аналогичными возможностям суперскалярного процессора, позволяющими новой архитектуре лучше учитывать динамические факторы, традиционно ограничивающие параллелизм, свойственный VLIW. EPIC предоставляет динамические механизмы на уровне аппаратуры так, что компилятор может управлять такими средствами, применяя их выборочно, где это возможно. Столь широкие возможности помогают компилятору использовать правила управления этими механизмами более оптимально, чем это позволяет аппаратура.

Концепция EPIC, согласно Intel и НР, обладает достоинствами VLIW, но не обладает ее недостатками.

Особенности EPIC:

· большое количество регистров (128 64-разрядных регистров общего назначения);

· использование простых инструкций, сгруппированных по три, одинаковой длины, образующих длинные командные слова LIW (long instruction words);

· переупорядочиванием и оптимизацией команд, так же как и во VLIW, занимается компилятор, а не процессор;

· команды из разных ветвей узлового ветвления снабжаются предикатными полями (полями условий) и запускаются параллельно;

· выборка данных по предположению (выборка данных до того, как они потребуются, т. е. заранее);

· масштабируемость архитектуры до большого количества функциональных устройств.

EPIC-технология с явным заимствованием лучших идей из CISC и RISC архитектур использована в 64-разрядной интеловской архитектуре (IA-64) процессоров Itanium, Itanium2. B IA-64 используется новый набор команд, разработанный Intel и HP.

Процессор Itanium не только реализует новые возможности 64-разрядной архитектуры, но и обладает аппаратной совместимостью с набором команд IA-32.

1.1.4 SIMD-архитектура

Как было сказано выше, архитектура SIMD связана с параллельной обработкой потоков данных. Существуют несколько способов (рис. 1.5) реализации этой архитектуры: матричная структура процессора, векторно-конвейерная, технология ММХ и потоковые SIMD-расширения.

Суть матричной структуры заключается в том, что имеется множество процессорных элементов, исполняющих одну и ту же команду над различными элементами матрицы, объединенных коммутатором. Основная проблема заключается в программировании обмена данными между процессорными элементами через коммутатор.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.5. Классификация способов организации SIMD-архитектуры

В отличие от матричной, векторно-конвейерная структура процессора содержит конвейер операций, на котором обрабатываются параллельно элементы векторов и полученные результаты последовательно записываются в единую память. При этом отпадает необходимость в коммутаторе процессорных элементов, служащем камнем преткновения в матричных компьютерах.

Общим для всех векторных компьютеров является наличие в системе команд векторных операций, допускающих работу с векторами определенной длины. В таких компьютерах операции с векторами обычно выполняются над содержимым векторных регистров.

Еще одним примером реализации SIMD-архитектуры является технология MMX, которая существенно улучшила архитектуру микропроцессоров фирмы Intel (Pentium MMX). Она разработана для ускорения выполнения мультимедийных и коммуникационных программ. Команды ММХ выполняют одну и ту же функцию с различными частями данных, например: 8 байт графических данных передаются в процессор как одно упакованное 64-х разрядное число и обрабатываются одной командой.

Следующим шагом по пути использования SIMD-архитектуры в микропроцессорах фирмы Intel (Pentium III) явились потоковые SIMD-расширения - Streaming SIMD Etension (SSE), которые реализуют новые SIMD-инструкции, оперирующие со специальными 128-битными регистрами. Каждый из этих регистров может хранить несколько упакованных целочисленных или вещественных данных. Таким образом, выполняя операцию над содержимым двух регистров под управлением команды SSE, процессор может обработать несколько пар операндов одновременно.

Несколько раньше то же самое было сделано фирмой AMD - расширение 3DNow!, которое было реализовано уже в процессорах К6-2 с введением новых инструкций, оперирующих с 64-битными регистрами.

Данное направление получило развитие и в следующих поколениях процессоров корпораций Intel и AMD. Современные процессоры Intel поддерживают потоковые расширения SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.

1.1.5 Многоядерные структуры процессора и многопотоковая обработка команд

Корпорация Intel, лидер в разработке микропроцессоров с х86 архитектурой, ежегодно на протяжении долгого времени увеличивала производительность своих процессоров преимущественно за счет увеличения тактовой частоты и использования гиперконвейерной технологии выполнения команд, что в свою очередь значительно увеличивало энергопотребление и, соответственно, количество выделяемой процессором тепловой энергии. Это привело к тому, что компания уперлась в энергетический предел, ограничивающий возможности наращивания производительности процессорных кристаллов традиционными способами. Перед компанией Intel остро встала проблема разрешения противоречия между производительностью процессора и энергопотреблением.

Использование многоядерных структур процессора является одним из путей решения этой проблемы. Совмещение в одном процессоре двух вычислительных ядер позволяет удерживать рассеиваемую им мощность в допустимых пределах за счет сравнительно незначительного понижения тактовой частоты ядер: при снижении рабочей частоты на 20 % производительность ядра падает примерно на 13 %, а энергопотребление - на 50 %. При этом двухъядерный процессор все равно существенно выигрывает в производительности (при тех же условиях до 70 %) за счет увеличения количества команд, выполняемых в процессоре за один такт, но для этого необходимо на программном уровне обеспечить загрузку обоих ядер, для чего требуется соответствующая оптимизация программного кода.

Первыми стали использовать двухъядерные структуры разработчики RISC-процессоров:

· компания IBM ( процессоры Power 4, 5, Power PC G5);

· Sun Microsystems (процессор Ultra Spare IV).

В настоящее время выпускается достаточно большое количество типов многоядерных процессоров различных фирм производителей (табл. 1.1). Можно сказать, что в развитии вычислительной техники с 2005 года наступила эра использования многоядерных структур процессоров.

Таблица 1.1. Примеры многоядерных процессоров

Корпорация производ.	Наименование линеек процессоров	Количество ядер	Тактовая частота (ГГц)	Энергопот-ребление (Вт)
Intel	Core2 Duo Exxxx	2	1,86 - 3,16	65
Intel	Core2 Quad Qxxxx	4	2,3 - 3,0	70
Intel	Core i3 - 5х0	2	2,93 - 3,06	73
Intel	Core i5 - 6хх	2	3,2 - 3,46	73 - 87
Intel	Core i7- 9хх	4	2,66 - 3,2	130
Intel	Itanium2 90xx	2	1,4 - 1,6	104
Intel	Itanium3 Tukwila	4	1,2 - 2	130 - 170
Intel	Xeon L 54xx	4	2,33 - 2,5	50
AMD	Athlon 64 Х2 5xxx	2	2 - 2,6	65
AMD	Phenom X4 9xxx	4	2,3 - 2,5	90 - 100
AMD	Opteron (Istanbul)	6	2,4	120
Sun Microsystems	Uitra SPARC T1 Uitra SPARC T2	8 8	1,2 1,4	72 120-130

ххх - различные цифровые значения, определяющие модель процессора в составе линейки.

Другим направлением развития микропроцессорной индустрии на ближайшие годы будет многопоточность. Двупотоковая обработка команд на одном процессоре (ядре) основывается на том, что в каждый момент времени только часть ресурсов процессора (ядра) используется при выполнении программного кода. Неиспользуемые ресурсы также можно загрузить работой, например, задействовать для параллельного выполнения еще одного приложения. В этом случае операционная система (ОС) и приложения «видят» именно два логических процессора (ядра) и могут распределять работу между ними, как и в случае полноценной двухпроцессорной системы (см. рис. 1.6).

Для того, чтобы использовать технологии многопоточности, необходимы эффективные компиляторы, которые разработаны и поставляются вместе с микропроцессорами.

Рис. 1.6. Многопоточность в сравнении с другими способами обработки команд

Технологии многопоточности в настоящее время используются различными фирмами:

· Intel - технология Hyper-Threading (HT), технология Simultaneous multithreading (SMT);

· Sun Microsystems - технология Chip Multithreading (CMT);

· Fujitsu Siemens Computer - технология Vertical Multithreading (VMT).

Применение многоядерной структуры одновременно с технологией многопоточности увеличивает количество используемых логических процессоров (ядер) в 2 раза (Core i7, Itanium 2, Xeon), в 4 раза (Ultra SPARC T1), в 8 раз (Ultra SPARC T2), что существенно увеличивает производительность физического процессора.

1.2 Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ

Производительность компьютера

Основным техническим параметром ЭВМ является её производительность. Этот показатель определяется архитектурой процессора, иерархией внутренней и внешней памяти, пропускной способностью системного интерфейса, системой прерывания, набором периферийных устройств в конкретной конфигурации, совершенством ОС и т. д.

Различают следующие виды производительности:

· пиковая (предельная) - это производительность процессора без учета времени обращения к оперативной памяти (ОП) за операндами;

· номинальная - производительность процессора с ОП;

· системная - производительность базовых технических и программных средств, входящих в комплект поставки ЭВМ;

· эксплуатационная - производительность на реальной рабочей нагрузке, формируемой в основном используемыми пакетами прикладных программ общего назначения.

Методы определения производительности разделяются на три основных группы:

· расчетные, основанные на информации, получаемой теоретическим или эмпирическим путем;

· экспериментальные, основанные на информации, получаемой с использованием аппаратно-программных измерительных средств;

· имитационные, основанные на моделировании и применяемые для сложных ЭВМ.

Основные единицы оценки производительности:

· абсолютная, определяемая количеством элементарных работ, выполняемых в единицу времени;

· относительная, определяемая для оцениваемой ЭВМ относительно базовой в виде индекса производительности.

Для каждого вида производительности применяются следующие традиционные методы их определения.

Пиковая производительность (быстродействие) определяется средним числом команд типа «регистр-регистр», выполняемых в одну секунду без учета их статистического веса в выбранном классе задач.

Номинальная производительность (быстродействие) определяется средним числом команд, выполняемых подсистемой «процессор-память» с учетом их статистического веса в выбранном классе задач. Она рассчитывается, как правило, по формулам и специальным методикам, предложенным для процессоров определенных архитектур, и измеряется с помощью разработанных для них измерительных программ, реализующих соответствующую эталонную нагрузку.

Для данных типов производительностей используются следующие единицы измерения:

· MIPS (Mega Instruction Per Second) - миллион команд в секунду;

· MFLOPS (Mega Floating Operations Per Second) - миллион операций над числами с плавающей запятой в секунду;

· GFLOPS (Giga Floating Operations Per Second) - миллиард операций над числами с плавающей запятой в секунду;

· TFLOPS (Tera Floating Operations Per Second) - триллион операций над числами с плавающей запятой в секунду.

· PFLOPS (Peta Floating Operations Per Second) - квадриллион операций над числами с плавающей запятой в секунду.

Системная производительность измеряется с помощью синтезированных типовых (тестовых) оценочных программ, реализованных на унифицированных языках высокого уровня. Унифицированные тестовые программы используют типичные алгоритмические действия, характерные для реальных применений, и штатные компиляторы ЭВМ. Они рассчитаны на использование базовых технических средств и позволяют измерять производительность для расширенных конфигураций технических средств. Результаты оценки системной производительности ЭВМ конкретной архитектуры приводятся относительно базового образца, в качестве которого используются ЭВМ, являющиеся промышленными стандартами систем ЭВМ различной архитектуры. Результаты оформляются в виде сравнительных таблиц, двумерных графиков и трехмерных изображений.

Эксплуатационная производительность оценивается на основании использования данных о реальной рабочей нагрузке и функционировании ЭВМ при выполнении типовых производственных нагрузок в основных областях применения. Расчеты делаются главным образом на уровне типовых пакетов прикладных программ текстообработки, систем управления базами данных, пакетов автоматизации проектирования, графических пакетов и т. д.

Была создана целая процедура тестирования True Performance Initiative (процедура измерения реальной производительности). Методика TPI состоит в измерении эксплуатационной производительности в трех разделах: Productivity - программные приложения; Visual Computing - компьютерная визуализация; Gaming - компьютерные игры.

Для первого раздела используются тесты: Sysmark2007, Mathematica 6, 3ds Max 9 (SPECapc) и др.; для второго - Photoshop CS 3, After Effects CS3, Win RAR 3.7; для третьего - 3DMark2006, Quake 4 и др.

Энергоэффективность процессора

В последнее время при сравнении процессоров пользуются отношением производительности к энергопотреблению, которое получило название энергоэффективностью процессора. Разработчики процессоров предложили оценивать производительность (Р) как произведение тактовой (рабочей) частоты процессора (f) на величину k, определяющую количество инструкций, исполняемых процессором за один такт:

P = f · k

Получается, что увеличить производительность можно, поднимая частоту и/или увеличивая количество инструкций, выполняемых за один такт. Первый подход ведет к увеличению энергопотребления, а второй требует использования определенной микроархитектуры процессора (многоядерной), в которой заложены различные технологии, направленные на повышение количества инструкций, выполняемых процессором за один такт.

Что касается энергопотребления (W), то оно вычисляется как произведение тактовой частоты (f) процессора на квадрат напряжения U, при котором функционирует процессорное ядро, и некоторую величину Cd (динамическая емкость), определяемую микроархитектурой процессора и зависящую от количества транзисторов в кристалле и их активности во время работы процессора:

W = f · U² · Cd

Из приведенных формул вытекает следующее соотношение, определяющее энергоэффективность процессора:

P/W = k / (U² · Cd)

Из формулы следует, что для получения наилучшего показателя разработчикам необходимо работать над оптимизацией микроархитектуры с целью улучшения функциональности исполнительных блоков, при этом не допуская чрезмерного увеличения динамической емкости. Что касается тактовой частоты, то, как показывают приведенные выкладки, на рассматриваемое соотношение она вообще не влияет. Напряжение питания ядра зависит не столько от микроархитектуры, сколько от технологических особенностей изготовления процессора.

Любой современный кристалл процессора состоит из огромного количества транзисторов, исчисляемого миллионами, необходимого для достижения высокой производительности процессора. Уменьшение размеров транзистора ведет к уменьшению напряжения питания, что в свою очередь снижает энергопотребление, к увеличению скорости работы и плотности размещения транзисторов на кристалле. Поэтому со времени создания первой интегральной микросхемы в 1959 году развитие микроэлектроники идет по направлению уменьшения размеров транзисторов и одновременного увеличения плотности их размещения на кристалле. Для оценки этих параметров была введена специальная характеристика «Норма технологического процесса производства полупроводниковых кристаллов», измеряемая в нанометрах (нм). В недалеком прошлом (конец 90-х годов) кристаллы процессоров изготавливались по 130-нм нормам, затем по 90-нм, 65-нм нормам, с 2007 года используются 45-нм, а с 2009 г. - 32 нм нормы технологического процесса. Спроектированный в Intel по 45-нм нормам транзистор примерно на 20 % опережает своего 65-нм собрата по скоростным характеристикам и оказывается примерно на 30 % экономичнее с точки зрения затрат энергии на переключение.

Часто вместо характеристики «энергопотребление» используют характеристику «рассеиваемая тепловая мощность» процессора. Для этого используется специальный термин TDP, который расшифровывается по-разному - thermal design power или thermal design point или thermal design package - «термопакет», но суть одна, - это величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора.

Как правило, TDP показывает не максимальное теоретическое тепловыделение процессора, а типичное тепловыделение в реальных приложениях. Иногда, при длительных нагрузках на процессор (например, при кодировании видео) температура процессора может превысить заданный TDP. В этих случаях современные процессоры или дают сигнал выключения компьютера или переходят в так называемый режим троттлинга (trottling), когда процессор пропускает часть циклов.

К другим технико-эксплуатационным характеристикам ЭВМ относятся:

· разрядность обрабатываемых слов и кодовых шин интерфейса;

· типы системного и локальных интерфейсов;

· тип и емкость оперативной памяти;

· тип и емкость накопителя на жестком магнитном диске;

· тип и емкость кэш-памяти;

· тип видеоадаптера и видеомонитора;

· наличие средств для работы в компьютерной сети;

· наличие и тип программного обеспечения;

· надежность ЭВМ;

· стоимость;

· габариты и масса.

1.3 Классификация ЭВМ

1.3.1 Классификация ЭВМ по назначению

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные.

Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных видов задач: научных, инженерно-технических, экономических, информационных, управленческих и др. В качестве универсальных ЭВМ используются различные типы компьютеров, начиная от супер-ЭВМ и кончая персональными ЭВМ. Причем одни универсальные ЭВМ могут работать в многопользовательском режиме (в вычислительных центрах коллективного пользования, в локальных компьютерных сетях и т. д.), другие - в однопользовательском режиме.

Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами, автоматизированным проектированием, разведкой и добычей нефти, банковским делом, издательской деятельностью и т. д.

Специализированные ЭВМ используются для решения еще более узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, во многих случаях существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.

1.3.2 Классификация ЭВМ по функциональным возможностям

По функциональным возможностям и размерам ЭВМ можно разделить на супер-ЭВМ, большие и микро-ЭВМ.

Функциональные возможности ЭВМ обуславливаются основными технико-эксплуатационными характеристиками.

Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции.

Большие ЭВМ

Большие ЭВМ за рубежом часто называют мэйнфреймами (Mainframe). Мэйнфрейм - это высокопроизводительная вычислительная система с большим объемом оперативной и внешней памяти, поддерживающая многопользовательский и многозадачный режимы работы.

Особенности и характеристики современных мэйнфреймов

1. Высокая надежность (среднее время наработки на отказ оценивается в 12-15 лет) - результат почти 60-летнего совершенствования мэйнфреймов.

2. Повышенная устойчивость систем. Мэйнфреймы могут обнаруживать, исправлять и изолировать большинство аппаратных и программных ошибок.

3. Целостность данных. В мэйнфреймах используется память с исправлением ошибок.

4. Рабочая нагрузка мэйнфреймов может составлять 80-95 % от их пиковой производительности.

5. Высокая пропускная способность подсистемы ввода-вывода (канальная архитектура).

6. Масштабирование может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное - реализуется объединением компьютеров в многомашинный (до 32 машин) кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером.

7. Доступ к данным. При централизованной обработке информации данные хранятся на одном компьютере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, как при распределенной обработке, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Все это ведет к повышению стоимости и эффективности обработки.

8. Защита. Встроенные аппаратные и программные средства защиты, такие как криптографические устройства, программные продукты защиты операционных систем, обеспечивают совершенную защиту информации.

9. Непрекращающаяся совместимость - до сих пор в мэйнфреймах используются приложения, написанные в 70-е годы. Историю мэйнфреймов принято отсчитывать с появления в 1964 году универсальной компьютерной системы IBM System/360. За последние десятилетия мэйнфреймам неоднократно предрекали скорую кончину, однако время доказало, что сбить с ног этих «старожилов» не так-то просто.

Централизованная архитектура остается востребованной, несмотря на преобладание в современном крупном бизнесе распределенных вычислительных систем. Сторонники мэйнфреймов утверждают, что такая архитектура обеспечивает нормальное функционирование системы при 100 %-ной нагрузке процессоров, тогда как производительность стандартных серверов ощутимо снижается уже при 65 %-ной нагрузке.

За долгие годы существования мэйнфреймов для них было разработано великое множество прикладного программного обеспечения, однако лучшим доказательством заинтересованности рынка является разработка и выпуск новых моделей этого класса.

До сегодняшнего дня бесспорным лидером в производстве мэйнфреймов является корпорация IBM. Начиная от серии System/360, затем 370, 390 и до серии z Series. Первые мэйнфреймы этой серии были z800, 890, 900, 990. В 2005 г. IBM объявила о выпуске новых машин z Series семейства «Z». Очень удачным экземпляром этого семейства была машина z9, которая эксплуатируется до сих пор. В 2008 г. компания IBM выпустила в свет мэйнфрейм System z10 Enterprise Class, представляющий собой 64-процессорную систему, в которой установлены новые процессоры с четырьмя ядрами и частотой 4,4 ГГц. Мэйнфрейм System z10 поддерживает операционные системы z/OS, z/OSe, z/VM, z/VSE, Linux и может обслуживать от сотен до миллионов пользователей в зависимости от приложений.

Основными направлениями эффективного применения мэйнфреймов являются: пакетная обработка заданий, когда компьютер выполняет работу без участия человека, и обработка заданий в реальном времени (On-line), например, транзакционные системы, такие как система приобретения железнодорожных билетов, система оплаты по кредитной карте и т. п.

В последние годы наметился повышенный интерес крупного бизнеса к мэйнфреймам, как центрам IT-инфраструктуры. Практика подтверждает: почти все мировые банки из списка Fortune Top 25 используют System z для обработки данных.

По мнению разработчиков, оптимальной моделью применения System z10 является центр обработки данных (ЦОД).

Супер-ЭВМ

Супер-ЭВМ - мощные, высокоскоростные вычислительные машины (системы) с производительностью от десятков триллионов (GFLOPS) до нескольких квадриллионов (PFLOPS) операций с плавающей запятой в секунду. Супер-ЭВМ выгодно отличаются от больших универсальных ЭВМ по быстродействию числовой обработки, а от специализированных машин, обладающих высоким быстродействием в сугубо ограниченных областях, возможностью решения широкого класса задач с числовыми расчетами.

В настоящее время развитие суперкомпьютеров идет по следующим направлениям: векторно-конвейерные компьютеры, параллельные компьютеры с общей памятью, массивно-параллельные системы с распределенной памятью, кластерные системы.

В 2009 г. был преодолен порог производительности суперкомпьютеров в 1 PFLOPS (10¹⁵ FLOPS). На сегодняшний день в мире насчитывается уже достаточно большое количество суперкомпьютеров, начиная от простых (офисных и персональных) и кончая мощными массивно-параллельными и кластерными системами.

Два раза в год формируется официальный список пятисот самых мощных суперкомпьютеров мира - Top500.

В мае 2010 года список Top500 возглавила система Jaguar - Cray XT5-HE, показавшая максимальную производительность на тесте Linpack в 1,759 PFLOPS (пиковая производительность - 2,331 PFLOPS), созданная старейшей американской суперкомпьютерной фирмой Cray Inc. Эта система разработана на шестиядерных процессорах AMD Opteron и содержит 224162 ядер, энергопотребление - 6950,6 киловатт. На втором месте впервые оказалась китайская система Nebulae компании Dawning с производительностью на тесте Linpack 1,27 PFLOPS. По показателю пиковой производительности Nebulae весьма серьезно вырвалась вперед (2,98 PFLOPS), использовав при этом почти в два раза меньше вычислительных ядер (120640). Есть основания полагать, что если китайцы озаботятся более тонкой настройкой своего кластера под Linpack, то уже в следующей редакции рейтинга пальма первенства перейдет именно к ним. Замыкает тройку лидеров кластер IBM Roadrummer, созданный на блэйд-серверах Blade Center QS22 и процессорах Power X Cell 8i, с максимальной производительностью 1,042 PFLOPS (пиковая производительность 1,375 PFLOPS), энергопотреблением - 2345 киловатт.

Большая часть систем, представленных в рейтинге (196), произведена компанией IBM, обогнавшей HP с ее 186 машинами. Среди производителей процессоров безоговорочно лидирует Intel - микропроцессоры этой компании использованы в 414-ти системах (83 %). А в качестве операционной системы производители традиционно предпочитают задействовать Linux (455 суперкомпьютеров).

В общенациональном зачете первенство остается за США - 282 системы. Далее следует Великобритания с 38 машинами, на третьем месте Франция с 27 кластерами, а вот четвертое и пятое места делят Германия и Китай - по 24 системы. Россия, представленная в списке 11 машинами, занимает седьмое место вслед за Японией с ее 18 системами. Наша страна в Top 500 сразу пятью новичками, однако первенство среди российских кластеров осталось за суперкомпьютером «Ломоносов» из научно-исследовательского центра МГУ, чья производительность по Linpack составляет 350,1 TFLOPS (13-я позиция в рейтинге). Создан этот суперкомпьютер российской компанией «Т-Платформ».

В качестве примера персонального суперкомпьютера можно привести вычислительную систему Octane III, представленную компанией SGI осенью 2009 г. Она построена на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon 5500. В настольном корпусе Octane III размещается до 10 вычислительных узлов с 20 процессорами и почти 1терабайт суммарной емкости оперативной памяти. Как утверждает SGI, новый суперкомпьютер работает очень тихо и поэтому его можно разместить даже на рабочем столе пользователя.

В каких рыночных нишах востребованы суперкомпьютеры? Прежде всего это проектирование самолетов и ракет, создание лекарств, предсказание погоды и природных катаклизмов, повышение эффективности электростанций и надежности автомобилей (преимущественно путем моделирования их столкновений) и фундаментальные научные исследования.

Микро-ЭВМ

Микро-ЭВМ по назначению можно разделить на серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, встраиваемые и промышленные микро-ЭВМ (рис. 1.7).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.7. Классификация микро-ЭВМ

Серверы

В настоящее время уже редко встретишь офис или предприятие, в котором бы не использовалась компьютерная сеть - время разрозненных персональных компьютеров давно ушло. Однако нагрузка, т. е. уровень сетевого трафика, на различные узлы в сети никогда не бывает равномерно распределенной - на пользовательских компьютерах она всегда меньше, чем на компьютерах, выполняющих служебные функции в сети - серверах (от англ. «serve» - служить).

Примером таких функций может быть хранение файлов и обеспечение доступа к ним пользователей (клиентов), маршрутизация потоков данных, управление печатью сетевого принтера, обработка писем электронной почты, рассылка факсов и т. д. Серверами также называются программы, выполняющие эти функции. Ниже под термином «сервер» будет пониматься в первую очередь аппаратное решение.

По функциональному назначению серверы можно подразделить (рис. 1.8) на файл-серверы, серверы приложений (чаще всего используются для баз данных и поддержки документооборота), FTP-серверы (для удаленного доступа к данным через Internet), серверы внешних устройств (печати, сканирования, факсимильной связи) и Web-серверы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.8. Классификация серверов по функциональному назначению

Крупные и мелкие предприятия и офисы обладают вычислительными сетями различной мощности. Кроме того, существуют разные требования к функциям, выполняемым компьютерной сетью, если одной организации достаточно иметь один файловый сервер, то для другой требуется полный спектр Internet-сервисов, таких так обеспечение получения и отправки электронной почты для всех сотрудников, хостинг (возможность размещения) Web-сайта или FTP файлового архива. Поэтому не существует «универсального» сервера, способного выполнять любые, совершенно различные задачи одинаково быстро и эффективно.

По функциональным возможностям (мощности) серверы разделяют на серверы начального, среднего и корпоративного уровней. На каждом уровне используются свои способы организации серверов. Для небольшой сети (в рамках рабочих групп - 50 и менее пользователей) функции сервера могут быть возложены на мощный настольный персональный компьютер. Для среднего уровня (50-200 клиентов и малых серверов) могут быть использованы мощные рабочие станции, а для корпоративного (200 и более пользователей) - мэйнфреймы. Кроме того, для каждого уровня иерархии разрабатываются и применяются компьютеры со специальной серверной организацией.

В серверах начального уровня используются до 8 ядер, среднего уровня - до 16 ядер, корпоративного уровня - до 128 ядер.

Приведенные классификации весьма условны, потому что в рамках любой серии серверов постоянно появляются модели большей мощности благодаря наращиванию ресурсов и модернизации конфигурации, причем различия внутри одной линейки компьютеров могут быть существенны.

Основными требованиями при проектировании серверов являются:

· большая мощность для обеспечения нормальной работы всех запускаемых приложений;

· масштабируемость, необходимая при увеличении компьютерной сети предприятия или круга задач, решаемых сервером;

· отказоустойчивость для обеспечения надежной работы всех выполняемых программ и сервисов;

· удобный доступ к его компонентам с возможностью оперативной или даже «горячей» (автоматической) замены, что очень важно в случае необходимости бесперебойной работы системы.

Сервер начального уровня может собрать хорошо разбирающийся в вычислительной технике человек, но наиболее надежные и сбалансированные системы выпускаются brand-name компаниями, специализирующимися на производстве серверов. Компоненты этих систем обычно хорошо подобраны друг с другом, что увеличивает эффективность их использования.

Для реализации серверов используются процессоры с архитектурами х86 (CISC), IA-64 (EPIC) и RISC (табл. 1.2). В качестве основной операционной системы (ОС) может выступать Windows-подобная или Unix-подобная ОС (Unix-серверы).

В последние годы большой популярностью пользуется операционная система Linux с открытым исходным кодом, которая была создана в 1991 году в качестве версии Unix-подобной системы для ПК. Настоящий успех пришел к системе при ее использовании не на настольных ПК, а на серверах. Этому способствует мощная поддержка «китов индустрии» (IBM, HP, Dell, Sun), вкладывающих в развитие бесплатной ОС огромные средства.

Самыми крупными производителями серверов на мировом рынке являются корпорации Hewlett-Packard (HP), IBM, Fujitsu, Sun Microsystems, Dell. C 1 апреля 2009 г. компания Fujitsu Siemens Computer (FSC) перешла в полную собственность японского концерна Fujitsu Group и была преобразована в Fujitsu Technology Solutions (FTS). Каждая из этих компаний производит одновременно выпуск около 10-20 различных моделей, рассчитанных на разные сегменты рынка. Модельный ряд каждой из компаний имеет свое название. В табл. 1.2 приведены примеры моделей серверов различных архитектур.

Таблица 1.2. Перечень моделей серверов различных архитектур

Корпо-рация	Наименование модели и конструкция	Микроархи-тектура	Тип и количество ядер процессора	Кол-во процес-соров
Начальный уровень
HP	Proliant DL Х70, G6 стоечные, 6 - поколение	х 86, Nehalem	Intel Xeon 5Х00, 2, 4 - ядерные	1, 2
HP	Proliant ML Х70, G6 башенные, 6 - поколение	х 86, Nehalem	Intel Xeon 5Х00, 2, 4 - ядерные	1, 2
НР	Integrity rx 1620, rx 2620	IA-64, EPIC	Itanium 2, 2- ядерные	1, 2
HP	Integrity rx 3600, 4600, 6600	IA-64, EPIC	Itanium 2, 2- ядерные	до 4
IBM	IBM System x 3x50 - стоечные	х86, Intel, Nehalem	Intel Xeon, 2, 4- ядерные	1, 2
IBM	IBM System x 3455 - стоечные	х86, К10	AMD Opteron, 4 - ядерные	2
IBM	eServerx3400, 3500, 3800 - башенные	х86, Intel Core	Intel Xeon, 2 - ядерные	2, 4
DELL	Power Edge R310, 410, 610, 710 - стоечные	х 86, Nehalem	Intel Xeon 5500, 4 - ядерные	1, 2
DELL	Power Edge Т210, 410, 510, 610 - башенные	х 86, Nehalem	Intel Xeon 5500, 4 - ядерные	1, 2
Sun, Fujitsy	Sparc Enterprise T 5140 - башенные	RISC, SPARC	Ultra Sparc T2 Plus, 8 - ядерные	1
Sun	Sun Fire X4170, 4270 - стоечные	х 86, Nehalem	Intel Xeon 5500, 4- ядерные	2
Lenovo	Think Server TS100 - башенные	x86, Intel Core	Intel Core 2 Duo, Xeon3000, 2- ядер.	1
Lenovo	Think Server RS110 - стоечные	x86, Intel Core	Intel Core 2 Duo, Xeon3000, 2- ядер.	1
Lenovo	Think Server TD100 - башенные	х86, Intel Core	Intel Xeon3000, 5000, 2- ядерные	2
Lenovo	Think Server RD120 - стоечные	х86, Intel Core	Intel Xeon3000, 5000, 2- ядерные	2
FTS (FSC)	Primergy TX300, TX200 S5-башенные, 5-поколение	х 86, Nehalem	Intel Xeon 5500, 4- ядерные	2
FTS (FSC)	Primergy PX200, PX300 S5-стоечные, 5-поколение	х 86, Nehalem	Intel Xeon 5500, 4- ядерные	2
Средний уровень
HP	Integrity rx 7620, 7640	IA-64, EPIC	Itanium 2, 1, 2- ядерные	8, 16
IBM	IBM System x 3755 - стоечные	х86, К10	AMD Opteron, 4 - ядерные	4
IBM	IBM Power 550 Express	RISC, POWER	IBM Power 6, 2- ядерные	8
Sun, Fujitsy	Sparc Enterprise T 5240 - башенные	RISC, SPARC	Ultra Sparc T2 Plus, 8 - ядерные	2
Корпоративный уровень
HP	Integrity Superdome	IA-64, EPIC	Intel Itanium 2, 1, 2- ядерные	до 64
HP	Integrity 8620, 8640	IA-64, EPIC	Intel Itanium 2, 2- ядерные 1- ядерные	до 16 до 32
HP	безкорпусные серверы

Подобные документы

• Архитектура микропроцессоров

  Микропроцессор как универсальное устройство для выполнения программной обработки информации. Функциональные возможности и архитектурные решения. Микроконтроллеры в системах управления и обработки информации. Классификация электронно-вычислительных машин.
  
  курсовая работа [189,6 K], добавлен 12.10.2015
  

• Система команд ЭВМ

  Архитектура ЭВМ - совокупность принципов организации аппаратно-программных средств, их основные характеристики, определяющие функциональные возможности ЭВМ при решении заданных задач. Формат команд обработки данных, методы прямой и косвенной адресации.
  
  контрольная работа [772,4 K], добавлен 06.06.2012
  

• Типы структур вычислительных машин и систем

  Структуры вычислительных машин и систем. Фон-неймановская архитектура, перспективные направления исследований. Аналоговые вычислительные машины: наличие и функциональные возможности программного обеспечения. Совокупность свойств систем для пользователя.
  
  курсовая работа [797,5 K], добавлен 05.11.2011
  

• Устройство процессора

  Построение современных центральных процессоров на основе циклического процесса последовательной обработки информации. Архитектура двойного конвейера с общим вызовом команд. Основная идея создания кэш-памяти. Характеристика процессоров Core и Phenom.
  
  реферат [1,6 M], добавлен 30.12.2010
  

• Поколения электронных вычислительных машин

  Появление первого поколения ЭВМ, элементарная база процессоров и оперативных запоминающих устройств, скорость обработки данных. ЭВМ для планово-экономических расчетов. Архитектура машин V поколения: скорость выполнения вычислений и логических выводов.
  
  презентация [1,3 M], добавлен 25.11.2015
  

• Внутренняя архитектура современных процессоров

  Принцип работы ядра процессора, типы архитектур ядер операционных систем. Сокет(Socket), кэш-память, контроллер ОЗУ, северный мост. Внутренняя архитектура процессоров Intel и AMD: расшифровка названий, технологии процессоров, сравнение производительности.
  
  реферат [214,9 K], добавлен 05.05.2014
  

• Центральное процессорное устройство

  Изучение истории появления, усовершенствования и области применения центральных процессоров - главных частей аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Конвейерная, суперскалярная архитектура. Понятие кэширования.
  
  реферат [74,6 K], добавлен 13.02.2012
  

• Проектирование процесса для заданной системы команд

  Внутренняя архитектура микропроцессора Intel 486. Формат данных и команд. Регистры общего назначения. Программная модель устройства FPU, регистр флагов. Разработка структуры и микропрограммы микропроцессора, управляющего автомата с жесткой логикой.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.05.2013
  

• Линейное программирование симплекс-методом Данцига

  Синтез структуры простого магистрального процессора с одним АЛУ, выполняющего 8 заданных команд. Разработка формата и кодировки команд, структурной схемы процессора, функциональные схемы всех его блоков в целом с указанием шин и управляющих сигналов.
  
  реферат [123,9 K], добавлен 18.05.2009
  

• Эволюция и архитектуры ЭВМ

  Первая электронная вычислительная машина на основе электронных вакуумных ламп с нитью накаливания. Классическая архитектура ЭВМ и принципы фон Неймана. Совершенствование и развитие внутренней структуры ЭВМ. Система команд и способы обращения к данным.
  
  курсовая работа [229,6 K], добавлен 06.08.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам