ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Терминология в области ЭВМ, ВС и комплексов

Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Следующая

За более чем полувековую историю развития средств вычислительной техники (СВТ) они прошли большой путь от простейших ЭВМ, производивших только целочисленные вычисления, до современных мощных вычислительных систем, способных обрабатывать практически любые виды информации. Не вдаваясь в историю развития СВТ (об этом написано достаточно много), отметим, что за ее время сменилось уже несколько поколений ЭВМ.

Хотя срок, прошедший со времени создания первой ЭВМ, и достаточно большой, однако, вопросы терминологии в этой области пока что не нашли своего полного и окончательного решения. Поэтому авторы решили обобщить эти вопросы, опираясь на существующую нормативно-правовую базу.

Вопросы, связанные с терминологией, являются особенно важными при изучении новых дисциплин. Как заметил Г. Шухардт: «Неясность терминологии оказывает такое же влияние на исследование, какое туман оказывает на мореплавание. Но она даже опаснее, потому что люди обычно не подозревают о ее существовании». Рассмотрим наиболее распространенные определения основных терминов в области ЭВМ и вычислительных систем (ВС).

Вычислительная машина (ВМ, Computer) – совокупность технических средств, создающая возможность проведения обработки информации и получение результата в необходимой форме. В состав ВМ входит и системное программное обеспечение (ПО) (ГОСТ 15971‑90).

Электронно-вычислительная машина (ЭВМ, Electronic Computer)– программируемое функциональное устройство, состоящее из одного или нескольких взаимосвязанных центральных процессоров, периферийных устройств, управление которыми осуществляется посредством программ, располагающихся в оперативной памяти, и которое в состоянии производить большой объем вычислений, содержащих большое количество арифметических, логических и других операций без вмешательства пользователя в течении периода выполнения (стандарт ISО 2382/1-84).

В то же время ГОСТ 15971-90 определяет ЭВМкак вычислительную машину, основные функциональные устройства которой выполнены на электронных компонентах.

Система обработки данных (СОД)- совокупность технических средств и программного обеспечения, предназначенная для информационного обслуживания пользователей и технических объектов. В состав технических средств входят сами ЭВМ, устройства сопряжения ЭВМ с объектами, аппаратура передачи данных и линии связи. Иногда вместо термина СОД используют понятие АСОИ (Автоматизированная система обработки информации, Computer-based information processing system).

По ГОСТ 15971-90 система обработки информации (СОИ, Information Processing System)– совокупность технических средств и ПО, а также методов обработки информации и действий персонала, обеспечивающая выполнение автоматизированной обработки информации.

По стандарту ISO 2382/1-84, СОД - система, включающая вычислительное оборудование и необходимый обслуживающий персонал, и выполняющая функции ввода‑вывода, обработки, запоминания и управления для осуществления последовательности операций над данными.

СОД, настроенную на решение задач конкретной области применения, называют вычислительной системой (ВС).

Вычислительная система (ВС) (Computer System)- часть, подсистема автоматизированной системы обработки информации (АСОИ), конструктивно обособленная и автономная по своему функциональному назначению. Иногда под ВС понимается совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих однородных или неоднородных ЭВМ и других устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов приема исходной информации от ее источников, обработки информации и выдачи результатов обработки потребителю информации.

В соответствии со стандартом ISO 2382/1-84, «вычислительная система в общем случае включает по меньшей мере одну ЭВМ и соответствующее программное обеспечение и использует общую память для того, чтобы поместить в ней, полностью или частично, программу, а также данные, необходимые для выполнения программы, введенные или запрошенные пользователем; выполняет манипуляции с данными, запрошенными пользователями, выполняет арифметические или логические операции; может выполнять самоизменяющиеся программы».

Вычислительный комплекс (ВК)– совокупность вычислительных и специальных средств, предназначенных для решения одной или нескольких широкомасштабных задач.

Многопроцессорная вычислительная система(Multiprocessor computer system) - система, в состав которой входят два или несколько процессоров.

Из текста приведенных определений видно, что они не являются строгими. Отсутствие строгости определений нельзя назвать недостатком, т.к. вычислительная техника – бурно развивающаяся отрасль, и строгое, четкое определение какого-либо устройства рискует быстро устареть вместе с определяемым устройством. Отметим, тем не менее, несколько размытую грань между понятиями ЭВМ и вычислительная система. В самом деле, по определению стандарта ISO 2382/1-84, в состав ЭВМ может входить несколько центральных процессоров, что, согласно последнему данному нами определению, позволяет рассматривать такую ЭВМ уже как многопроцессорную вычислительную систему. Впрочем, опять таки согласно приведенным определениям, любая ЭВМ представляет собой «вырожденный случай» вычислительной системы. В дальнейшем по тексту учебника в случае необходимости употребление терминов ЭВМ или ВС будет особо оговариваться.

Рассмотрим определения, касающиеся понятия «архитектура». Термин «архитектура системы» часто употребляется как в узком, так и в широком смысле этого слова. В узком смысле под архитектурой понимается архитектура набора команд. Архитектура набора командслужит границей между аппаратурой и программным обеспечением (ПО) и представляет ту часть системы, которая видна программисту или разработчику компиляторов. Следует отметить, что это наиболее частое употребление этого термина. В широком смысле архитектура охватывает понятие организации системы, включающее такие высокоуровневые аспекты разработки компьютера, как систему памяти, структуру системной шины, организацию ввода-вывода и т.п.

По ГОСТ 15971-90, под архитектурой ВМ понимается концептуальная структура ВМ, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

Применительно к вычислительным системам термин «архитектура» может быть определен как распределение функций, реализуемых системой, между ее уровнями, точнее - как определение границ между этими уровнями. Таким образом, архитектура вычислительной системы предполагает многоуровневую организацию. В частности, архитектура первого уровня определяет, какие функции по обработке данных выполняются системой в целом, а какие возлагаются на внешний мир (пользователей, операторов, администраторов баз данных и т.д.). Система взаимодействует с внешним миром через набор интерфейсов: языки (язык оператора, языки программирования, языки описания и манипулирования базой данных, язык управления заданиями) и системные программы (программы-утилиты, программы редактирования, сортировки, сохранения и восстановления информации).

Исходя из вышеприведенных определений термина «архитектура» можно предложить следующее обобщающее определение.

Архитектура ЭВМ– абстрактное представление ЭВМ, которое отражает ее структурную, схемотехническую и логическую организацию. Понятие «архитектура ЭВМ» является комплексным и включает в себя целый ряд элементов, основными из которых являются следующие:

1. Структурная схема ЭВМ.

2. Средства и способы доступа к элементам структурной схемы, включая обмен с внешней средой.

3. Организация и разрядность интерфейсов в ЭВМ.

4. Набор и доступность регистров.

5. Организация и способы адресации памяти.

6. Способы представления и форматы данных ЭВМ.

7. Набор машинных команд.

8. Форматы машинных команд.

9. Обработка нештатных ситуаций (прерывания, особые ситуации, ловушки и т.д.).

10. Топология связи отдельных устройств и модулей.

Таким образом, при разработке архитектуры ЭВМ условно можно выделить:

· вопросы общей структуры, организации вычислительного процесса и общения с машиной;

· вопросы логической организации представления, хранения и преобразования информации;

· вопросы логической организации совместной работы различных устройств;

· вопросы, связанные с аппаратными и программными средствами машин.

К настоящему времени среди ЭВМ последовательного типа наибольшее распространение получили два типа архитектур. Принстонскаяархитектура разработана в Принстонском университете и предполагает единую память для хранения команд и данных. Гарвардскаяархитектура разработана соответственно в Гарвардском университете и характеризуется отдельной памятью для команд и отдельной – для данных.

Вычислительная сеть(сеть ЭВМ) (Computer Network) - территориально рассредоточенная многомашинная система, состоящая из взаимодействующих ЭВМ, связанных между собой каналами передачи данных.

Интерфейс(Interface) – совокупность средств и правил, обеспечивающих взаимодействие устройств ЭВМ или ВС, программ, а также пользователей (ГОСТ 15971-90).

Интерфейсы могут разграничивать определенные уровни внутри программного обеспечения. Например, уровень управления логическими ресурсами может включать реализацию таких функций, как управление базой данных, файлами, виртуальной памятью, сетевой телеобработкой. К уровню управления физическими ресурсами относятся функции управления внешней и оперативной памятью, управления процессами, выполняющимися в системе.

Следующий уровень отражает основную линию разграничения системы, а именно границу между системным программным обеспечением и аппаратурой. Эту идею можно развить и дальше и говорить о распределении функций между отдельными частями физической системы. Например, некоторый интерфейс определяет, какие функции реализуют центральные процессоры, а какие – контроллеры системных шин и магистралей передачи данных. Интерфейс следующего уровня определяет разграничение функций между контроллерами системных шин и контроллерами внешних устройств. В свою очередь, можно разграничить функции, реализуемые контроллерами и самими устройствами ввода-вывода (терминалами, модемами, накопителями на магнитных и оптических дисках, сетевыми адаптерами). Архитектура таких уровней часто называется архитектурой физического ввода-вывода.

Исходя из вышеизложенного, можно считать, что архитектура системы (Architecture of system) - это ее описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, структуры системы, способов доступа к ней и пользовательского интерфейса, организации памяти и системы адресации, операций ввода-вывода, управления и т.д. Применительно к ВС термин «архитектура» используется для описания структуры, принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных элементов системы.

В соответствии с ГОСТ 15971-84, под архитектурой ВС (Computing Architecture) понимается логическая организация цифровой вычислительной системы, определяющая процесс обработки данных в конкретной ВС и включающая методы кодирования данных, состав, назначение, принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения. В повседневной практике под архитектурой ВС понимают ее состав и схему функциональных и управляющих связей между ее элементами.

Еще раз напоминаем, что архитектуру ЭВМ следует отличать от ее структуры, которая определяет конкретный состав ЭВМ на некотором уровне детализации.

Конфигурация СОИ– совокупность функциональных частей СОИ и связей между ними, обусловленная основными техническими характеристиками этих функциональных частей, а также требованиями решаемых задач.

Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Следующая