Информатика і інформаційні технології

Информатика і інформаційні технологии

Реферат підготував студент: Володін Антон Владимирович Международный «Інститут управления».

Архангельск 2001.

Введение

.

Слово «комп'ютер» означає «обчислювач», тобто пристрій для обчислень. Це пов’язана з тим, перші комп’ютери створювалися як устрою для обчислень, говорячи згрубша, як удосконалені, автоматичні арифмометри. Принципова новизна комп’ютерів від арифмометрів та інших рахункових пристроїв (рахунок, логарифмічних лінійок тощо.) полягала у цьому, що арифмометри могли виконувати лише окремі обчислювальні операції (складання, віднімання, множення та інших.), а комп’ютери дозволяють проводити операції з заздалегідь заданої інструкції - программе.

В час комп’ютер використовується в усіх галузях діяльності. У цьому сенсі дуже актуальне огляд основних видів сучасних ЕОМ, це обумовило мого вибору теми теоретичної частини курсової работы.

Основными завданнями при розкритті теми теоретичної частини з’явилися: з’ясувати які різновиду ЕОМ є і у яких зазвичай сферах їх применяют.

Для повного висвітлення тематики теоретична частина розкриває такі вопросы:

Признаки класифікації обчислювальних машин Классификационные групи ЕОМ та його особенности Тенденции розвитку обчислювальних машин.

В першому завданні практичної частини курсової роботи реалізується завдання: побудувати інформаційні діаграми. Дані для діаграми взяті з завдання № 15. наводиться інструкція щодо застосування електронних таблиц.

Работа виконується на ПЕОМ з процесором Intel Pentium 200, для побудови інформаційних діаграм застосовується пакет програм фірми Microsoft:

текстовый редактор «Microsoft Word 6.0».

табличный процесор «Microsoft Excel 5.0».

2. Теоретична часть.

Тема: Класифікація сучасних ЭВМ.

ПЛАН.

Классификация ЕОМ.

2.1.1. Класифікація ЕОМ за принципом дії ЭВМ.

Классификация ЕОМ етапами создания.

Классификация ЕОМ по назначению.

Классификация ЕОМ за величиною і функціональними можливостями.

2.2. Основні види ЕОМ.

2.2.1. СуперЭВМ.

2.2.2. Великі ЕОМ.

Малые ЕОМ.

МикроЭВМ.

2.2.5. Сервери.

2.3.

Заключение

.

2.1. Класифікація ЭВМ.

2.1.1. Класифікація ЕОМ за принципом дії, комп’ютер — комплекс технічних коштів, виділені на автоматичної обробки інформацією процесі рішення обчислювальних та інформаційних задач.

По принципу дії обчислювальні машини діляться втричі великих класу: аналогові (АВМ), цифрові (ЦВМ) і гібридні (ГВМ).

Критерием розподілу обчислювальних машин для цієї три класу є форма уявлення інформації, із якою работают.

ЦВМ — обчислювальні машини дискретного дії, працюють із інформацією, представленої в дискретної, а точніше, у цифровій формі.

АВМ — обчислювальні машини безперервного дії, працюють із інформацією, поданої у безупинної (аналогової) формі, тобто у вигляді безперервного низки значень будь-якої фізичної величини (найчастіше електричного напряжения).

ГВМ — обчислювальні машини комбінованої дії працюють із інформацією, поданою і у цифровій, й у аналогової формі; вони поєднують у собі гідності АВМ і ЦВМ. ГВМ доцільно використовуватиме вирішення завдань управління складними быстродействующими технічними комплексами.

Аналоговые обчислювальні автомобілі дуже прості та зручні в експлуатації; програмування завдань на вирішення ними, зазвичай, нетрудоемкое; швидкість вирішення завдань змінюється за бажання оператора і то, можливо зроблено як завгодно великий (більше, ніж в ЦВМ), але точність вирішення завдань дуже низька (відносна похибка 2−5%). На АВМ найефективніше вирішувати математичні завдання, містять диференціальні рівняння, які потребують складної логики.

Наиболее широкого розповсюдження набули ЦВМ з електричним поданням дискретної інформації - електронні цифрові обчислювальні машини, зазвичай звані просто електронними обчислювальними машинами.

2.1.2. Класифікація ЕОМ етапами створення. По етапах створення і використовуваної елементної базі ЕОМ умовно діляться на поколения:

Первое покоління, 50-ті роки; ЕОМ на електронних вакуумних лампах.

Второе покоління, 60-ті роки; ЕОМ на дискретних напівпровідникових приладах (транзисторах).

Третье покоління, роки; ЕОМ на напівпровідникових інтегральних схемах з малої і середньої ступенем інтеграції (сотні - тисячі транзисторів щодо одного корпусе).

Четвертое покоління, 80-ті роки; ЕОМ великих і надвеликих інтегральних схемах — мікропроцесорах (десятки тисяч — мільйони транзисторів в одном Пятое покоління, 90-ті роки; ЕОМ з багатьма десятками паралельно працюючих мікропроцесорів, дозволяють будувати ефективні системи обробки знань; ЕОМ на надскладних мікропроцесорах з параллельно-векторной структурою, одночасно виконують десятки послідовних команд программы;

Шестое й наступні покоління; оптоэлектронные ЕОМ з масовим паралелізмом і нейтронної структурою — з розподіленої мережею значної частини (десятки тисяч) нескладних мікропроцесорів, моделюючих архітектуру нейтронних біологічних систем.

Каждое наступне покоління ЕОМ має проти попередніми істотно кращі характеристики. Так, продуктивність ЕОМ і ємність всіх запам’ятовувальних пристроїв збільшується, зазвичай, більш як порядок.

2.1.3. Класифікація ЕОМ за призначенням. За призначенням ЕОМ можна розділити втричі групи: універсальні (загального призначення), проблемно-ориентированные і специализированные.

Универсальные ЕОМ призначені на вирішення найрізноманітніших інженерно-технічних завдань: економічних, математичних, інформаційних та інших завдань, відмінних складністю алгоритмів та очі великою обсягом оброблюваних даних. Вони широко використовують у обчислювальних центрах колективного користування та інших потужних обчислювальних комплексах.

Характерными рисами універсальних ЕОМ является:

высокая производительность;

разнообразие форм оброблюваних даних: двійкових, десятиричных, символьних, при великому діапазоні зміни і високого рівня їх представления;

обширная номенклатура виконуваних операцій, як арифметичних, логічних, і специальных;

большая ємність оперативної памяти;

развитая організація системи виводу-введення-висновку інформації, забезпечує підключення різних видів зовнішніх устройств.

Проблемно-ориентированные ЕОМ служать на вирішення вужчого кола завдань, пов’язаних, зазвичай, з управлінням технологічними об'єктами; реєстрацією, накопиченням і обробкою відносно невеликих обсягів даних; виконанням розрахунків з щодо нескладним алгоритмам; вони мають обмеженими проти універсальними ЕОМ апаратними і тими програмними ресурсами.

К проблемно-ориентированным ЕОМ можна віднести, зокрема, різноманітні управляючі обчислювальні комплексы.

Специализированные ЕОМ йдуть на рішення вузьке коло завдань чи реалізації суворо певної групи функцій. Така вузька орієнтація ЕОМ дозволяє чітко спеціалізувати їх структуру, істотно знизити їх складність і вартість при збереженні високої продуктивності й надійності його роботи.

К спеціалізованим ЕОМ можна віднести, наприклад, программируемые мікропроцесори спеціального призначення; адептеры і контролери, виконують логічні функції управління окремими нескладними технічними пристроями узгодження та поєднання роботи вузлів обчислювальних систем.

2.1.4. Класифікація ЕОМ за величиною і функціональними можливостями. За розмірами і функціональними можливостями ЕОМ можна розділити на надвеликі, великі, малі, сверхмалые (мікро ЭВМ).

Функциональные можливості ЕОМ зумовлюють найважливіші техніко-експлуатаційні характеристики:

— швидкодія, яка вимірюється усередненим кількістю операцій, виконуваних машиною за одиницю времени;

— розрядність і форми уявлення чисел, із якими оперує ЭВМ;

— номенклатура, ємність і швидкодія всіх запам’ятовувальних устройств;

— номенклатура і техніко-економічні характеристики зовнішніх пристроїв зберігання, обміну і вводу-виводу информации;

— типи і пропускну здатність пристроїв зв’язку й поєднання вузлів ЕОМ між собою (внутримашинного интерфейса);

— здатність ЕОМ одночасно працювати з кількома користувачами і виконувати одночасно кілька програм (многопрограммность);

— типи і технико-эксплутационные характеристики операційними системами, використовуваних в машине;

— наявність і функціональні можливості програмного обеспечения;

— здатність виконувати програми, написані й інших типів ЕОМ (програмна сумісність коїться з іншими типами ЭВМ);

— система і структура машинних команд;

— можливість підключення до каналів зв’язку й до обчислювальної сети;

— експлуатаційна надійність ЭВМ;

— коефіцієнт корисної використання ЕОМ у часі, визначається співвідношенням часу корисною праці та часу профилактики.

Исторически першими з’явилися великі ЕОМ, елементна база яких пройшло шлях від електронних ламп до інтегральних схем зі надвисокої ступенем інтеграції. Перша велика ЕОМ ЭНИАК була створена 1946 року. Ця машина мала масу більш 50 т., швидкодія кілька сотень операцій на секунду, оперативну пам’ять ємністю 20 чисел; займала величезну залу площею 100 кв. м.

Производительность великих ЕОМ виявилася недостатньою для низки завдань: прогнозування метеообстановки, управління складними оборонними комплексами, моделювання екологічних систем та інших. Це було передумовою і розробити і шляхом створення суперЕОМ, найпотужніших обчислювальних систем, інтенсивно та розвитку й у справжнє время.

Появление у 70-х малих ЕОМ зумовлено, з одного боку, прогресом у сфері електронної елементної бази, з другого — надмірністю ресурсів великих ЕОМ для низки додатків. Малі ЕОМ використовуються найчастіше керувати технологічними процесами. Вони більш компактні і дешевше великих ЕОМ.

Дальнейшие успіхи у сфері елементної бази й архітектурних рішень сприяли виникненню супермини-ЭВМ — обчислювальної машини, яка належить по архітектурі, розмірам і вартості до класу малих ЕОМ, але з продуктивності можна з великий ЭВМ.

Изобретение в 1969 року мікропроцесора призвело до появи у 70-х чергового класу ЕОМ — микроЭВМ. Саме наявність мікропроцесора служило спочатку визначальним ознакою микроЭВМ. Зараз мікропроцесори використовують у всіх без винятку класах ЕОМ [1].

Можно привести таку класифікацію микроЭВМ:

Универсальные Многопользовательские микроЭВМ — це потужні микроЭВМ, обладнані кількома видеотерминалами і функціонуючі як поділу часу, що дозволяє ефективно працювати ними одразу кільком пользователям.

Персональные комп’ютери — однопользовательские микроЭВМ задовольняють вимогам загальнодоступності і універсальності применения Специализированные Рабочие станції є однопользовательские потужні микроЭВМ, спеціалізовані до виконання певного виду робіт (графічних, інженерних, видавничих і др.).

Серверы — многопользовательские потужні микроЭВМ в обчислювальних мережах, виділені для обробки запитів від усіх станцій сети.

Конечно, вищенаведена класифікація дуже умовний, бо потужний сучасний персональний комп’ютер, оснащені проблемно-ориентированным програмним і апаратним забезпеченням, можна використовувати як і повноправна робоча станція, як і многопользовательная микроЭВМ, як і хороший сервер, але з своїм характеристикам майже поступається малим ЕОМ.

2.2. Основні види ЭВМ.

2.2.1. СуперЭВМ. До СуперЭВМ ставляться потужні многопроцессорные обчислювальні машини з швидкодією сотні мільйонів — десятки мільярдів операцій на секунду.

Типовая модель суперЕОМ 2000 р. за прогнозом матиме такі характеристики:

высокопараллельная многопроцессорная обчислювальна система з швидкодією приблизно 100 000 MFLOPS;

емкость: оперативної пам’яті 10 Гбайт, дискової пам’яті 1 — 10 Тбайт (чи 1000 Гбайт);

разрядность 64; 128 бит.

Фирма Cray Research має намір у 2000 р. створити суперЕОМ продуктивністю 1 TFLOPS = 1 000 000 MFLOPS.

Создать таку високопродуктивну ЕОМ по сучасної технології однією микропроцессоре неможливо у вигляді обмеження, обумовленого кінцевим значенням швидкості поширення електромагнітних хвиль (300 000 км/с), бо час поширення сигналу на відстань кілька міліметрів (лінійний розмір боку мікропроцесора) при быстродействии 100 млрд. оп/с стає соизмеримым з часом виконання однієї операції. Поятому суперЕОМ створюють у вигляді высокопараллельных багатопроцесорних обчислювальних систем (МПВС).

Высокопараллельные МПВС мають кілька разновидностей:

— магістральні (конвеєрні) МПВС, у яких процесори одночасно виконують різні операції над послідовним потоком оброблюваних даних; за прийнятою класифікації такі МПВС ставляться до систем з багаторазовим потоком команд і однократним потоком даних (МКОД чи MISD).

— векторні МПВС, де всі процесори одночасно виконують одну команду над різними даними — однократний потік команд з багаторазовим потоком даних (ОКМД чи SIMD).

— матричні МПВС, у яких мікропроцесори одночасно виконують різні операції над кількома послідовними потоками оброблюваних даних (МКМД чи MIMD).

В суперЕОМ використовують усі три варіанта архітектури МПВС:

— структура MIMD у «класичному її варіанті (наприклад, в суперкомп’ютері BSP фірми Burroughs.

— параллельно-конвейерная модифікація, інакше, MMISD, тобто. многопроцессорная MISDархітектура (наприклад, в суперкомп’ютері «Ельбрус 3»).

— параллельно-векторная модифікація, інакше, MSIMD, тобто. многопроцессорная SIMD-архитектура (наприклад, в суперкомпьтере Cray 2).

Наибольшую ефективність показала MSIMD-архитектура, у сучасних суперЕОМ частіше всього використовується саме він (суперкомп'ютери фірм Cray, Fujistu, NEC, Hitachi і др.).

2.2.2. Великі ЕОМ там часто називають мэйнфреймами (Mainframe). До мейнфреймам ставляться, зазвичай, комп’ютери, що мають такі характеристики:

производительность щонайменше 10 MIPS;

основную пам’ять ємністю від 64 до 10 000 MIPS;

внешнюю пам’ять щонайменше 50 Гбайт;

многопользовательский режим роботи (обслуговують одночасно від 16 до 1000 пользователей).

Основные напрями ефективного застосування мейнфреймов — це рішення науково-технічних завдань, робота у обчислювальних системах з пакетної обробкою інформації, роботу з великими базами даних, управління обчислювальними сітями та їх ресурсами. Останній напрям — використання мейнфреймов як великих серверів обчислювальних мереж часто відзначається фахівцями серед найбільш актуальных.

Родоначальником сучасних великих ЕОМ, за стандартами якої у протягом останніх кількох десятиліть розвивалися ЕОМ цього більшості країн світу, є фірма IBM.

Среди кращих сучасних розробок мейнфреймов там насамперед слід відзначити: американський IBM 390, IBM 4300, (4331, 4341, 4361, 4381), які прийшли змінюють IBM 380 1979 року, і IBM ES/9000, створені 1990 року, і навіть японські комп’ютери M 1800 фірми Fujitsu.

2.2.3. Малі ЕОМ — надійні, недорогі і зручні в експлуатації комп’ютери, які мають трохи більше низькими проти мейнфреймами возможностями.

2.2.4. МикроЭВМ. Мини-ЭВМ (і найпотужніші їх супермини-ЭВМ) мають такими характеристиками:

производительность до 100 MIPS;

емкость основний пам’яті - 4−512 Мбайт;

емкость дискової пам’яті - 2−100 Гбайт;

число підтримуваних користувачів — 16−512.

Все моделі мини-ЭВМ розробляються з урахуванням мікропроцесорних наборів інтегральних мікросхем, 16-, 32-, 64-разрядных мікропроцесорів. Основні їх особливості: широкий діапазон продуктивності за умов застосування, аппаративная реалізація більшості системних функцій вводу-виводу інформації, проста реалізація мікропроцесорних і многомашинных систем, висока швидкість обробки переривань, можливість роботи з форматами даних різної довжини.

К гідностям мини-ЭВМ можна віднести: специфичную архітектуру з великою модульностью, краще, ніж в мейнфреймов, співвідношення производительность/цена, підвищена точність обчислень.

Мини-ЭВМ орієнтовані використання кронштейна як управляючих обчислювальних комплексів. Традиційна щодо таких комплексів широка номенклатура периферійних пристроїв доповнюється блоками межпроцессорной зв’язку, завдяки чому забезпечується реалізація обчислювальних систем з змінюваного структурой.

Наряду з допомогою керувати технологічними процесами мини-ЭВМ успішно застосовується для обчислень в многопользовательских обчислювальних системах, в системах автоматизованого проектування, в системах моделювання нескладних об'єктів, в системах штучного інтелекту.

Персональный комп’ютер задоволення потребам загальнодоступності і універсальності повинен мати такі характеристики:

малую вартість, розташовану за межах доступності для індивідуального покупателя;

автономность експлуатації без спеціальних вимог до місцевих умов оточуючої среды;

гибкость архітектури, що забезпечує її адаптивність до різноманітних застосуванням у сфері управління, науки, освіти, в быту;

«дружественность» операційної системи й іншого програмного забезпечення, обусловливающую можливість роботи із нею користувача без спеціальної професійної підготовки.

За кордоном найпоширенішими моделями ПК нині є IBM PC з мікропроцесорами Pentium і Pentium Pro.

Персональные комп’ютери можна класифікувати за низкою ознак. По поколінням ПК діляться наступним образом:

ПК 1-го покоління — використовують 8-битные микропроцессоры;

ПК 2-го покоління — використовують 16-битные микропроцессоры;

ПК 3-го покоління — використовують 32-битные микропроцессоры;

ПК 4-поколения — використовують 64-битные микропроцессоры.

Классификация ПК по конструктивним особенностям:

Стационарные.

Переносные комп’ютери — быстроразвивающийся підклас ПК. За прогнозом фахівців до 2001 року понад 81% користувачів використовуватиме саме переносні машини. Більшість переносних комп’ютерів мають автономне харчування від акумуляторів, але можуть підключатися до сети.

Переносные комп’ютери дуже різні від громозких і тяжких (до 15 кг) портативних робочих станцій до мініатюрних електронних записників масою близько 100 р. Розглянемо коротко деякі типи переносних ПК:

Портативные робочі станції - найпотужніші і великі переносні ПК. Вони оформляються часто як валізи. Їх характеристики аналогічні характеристикам стаціонарних ПК — робочих станцій: потужні мікропроцесори, часто типу RISC, з тактовою частотою до 300 МГц, оперативна пам’ять ємністю до 64 Мбайт, гигабайтные дискові нагромаджувачі, швидкодіючі інтерфейси і потужні видеоадаптеры з видеопамятью до запланованих 4 Мбайт. Цей тип ПК може ефективно використовуватися для виїзних презентацій, особливо в наявності коштів мультимедіа, а може успішно застосовуватися й у стаціонарному варіанті, дозволяючи заощаджувати місце робочому столе.

Портативные (наколінні) комп’ютери типу «Lap Top» оформляються як невеликих валізок розміром із «дипломат», їх маса зазвичай, у межах 5−10 кг. Апаратне і забезпечення дозволяє успішно конкурувати з найкращими стаціонарними ПК. У середовищі сучасних Lap Top часто використовуються мікропроцесори Pentium, Pentium Pro з великою тактовою частотою (до 200 МГц); оперативна пам’ять до 64 Мбайт; нагромаджувач на жорсткому диску ємністю до 1200 Мбайт, часто зйомний, можливо використання CD-ROM чи іншого мультимедійного обеспечения.

Компьютерыблокноти (Note Book і Sub Book) виконують всі функції настільних ПК. Конструктивно вони оформлені як мініатюрного валізки розміром із невелику книжку. За своїми характеристикам в багато збігаються з Lap Top, відрізняючись від нього лише розмірами і кілька меншими обсягами оперативної та дискової пам’яті. Замість вінчестера деякі моделі, особливо серед Sub Note Book, мають енергозалежну Flash — пам’ять ємністю 10 — 20 Мбайт. Багато моделі комп’ютерів — блокнотів мають модеми для підключення до зв’язку й відповідно до обчислювальної сети.

Карманные комп’ютери (Palm Top) мають безліч близько р; типові розміри в складеному стані 150*80*25* мм. Це повноправні ПК, мають мікропроцесор, оперативну та постійну пам’ять, зазвичай монохромний житкокристалический дисплей, портативну клавіатуру портразъем для підключення з метою обміну інформацією до стаціонарному ПК.

Электронные секретарі (PDA чи Hand Help) мають формат кишенькового комп’ютера, а більш широкі функціональні можливості, ніж Palm Top (зокрема: апаратне і убудоване програмне забезпечення, орієнтоване на організацію електронних довідників, зберігають імена, адреси й номери телефонів, інформацію про розпорядку дні й зустрічах, списки поточних справ, записи витрат тощо.), вбудовані текстові, котрий іноді графічні редактори, електронні таблицы.

Большинство PDA мають модеми і може обмінюватися інформацією коїться з іншими ПК, а при підключенні до обчислювальної мережі може й відправляти електронної пошти і факси. Деякі їх мають навіть автоматичні номеронабиратели. Новітні моделі PDA для дистанційного безперебійного обміну коїться з іншими комп’ютерами обладнані радиомодемами і інфрачервоними портами.

Электронные нотатники (organizer) ставляться до «легчайшей категорії» портативних комп’ютерів (до цієї категорії поза ними ставляться калькулятори, електронні перекладачі, і ін.); маса їх перевищує 200 р. Органайзери користувачем не програмуються, але містять містку пам’ять, у якому можна записати необхідну інформації і відредагувати її з допомогою вмонтованого текстового редактора; у пам’яті можна зберігати ділові листи, тексти угод контрактів, розпорядок дні й ділових зустрічей. У органайзер вмонтований таймер, який нагадує звуком у справі в заданий час. Є захист інформації від несанкціонованого доступу, зазвичай по паролю.

2.2.5. Сервери. Особливу інтенсивно розвивається групу ЕОМ утворюють многопользовательские комп’ютери, використовувані в обчислювальних мережах — сервери. Сервери зазвичай належать до микроЭВМ, але з своїм характеристикам потужні сервери скоріш можна зарахувати до малим ЕОМ і навіть до мэйнфреймам, а суперсерверы наближаються до суперЭВМ.

Сервер — виділений в обробці запитів від усіх станцій обчислювальної мережі комп’ютер, що дає цим станціям доступом до загальним системним ресурсів (обчислювальним потужностями, баз даних, бібліотекам програм, принтерам, факсам і др.).

Серверы у мережі часто спеціалізуються. Спеціалізовані сервери йдуть на усунення найбільш «вузьких» місць у роботі мережі: створення умов та управління базами даних, і архівами даних, підтримка многоадресной факсимільного зв’язку й електронної пошти, управління многопользовательскими терміналами.

2.3.

Заключение

.

Главной тенденцією розвитку обчислювальної техніки нині є подальше розширення сфер застосування ЕОМ як наслідок, перехід від окремих машин до системам — обчислювальним системам і комплексам різноманітних конфігурацій і широким діапазоном функціональних можливостей та характеристик. Найперспективніші, створювані з урахуванням персональних ЕОМ, територіально розподілені многомашинные обчислювальні системи — обчислювальні мережі - орієнтуються й не так на обчислювальну обробку інформації, скільки на комунікаційні інформаційні послуги: електронну пошту, системи телеконференцій і інформаційно-довідкові системы.

Список литературы

А.П. Пятибратов, О.С. Касаткін, Р. В. Можаров. «ЕОМ, МИНИ — ЕОМ і микропроцессорная техніка в процесі». — М: Вид-во МДУ, 1997.

А.П. Пятибратов, О.С. Касаткін, Р. В. Можаров. «Електронно-обчислювальні машини в управлінні». — СПб.: «Пітер», 1997.

В.Э. Фигурнов. IBM PC для користувача. / Видання 7-ме. М. ИНФРА 1997 р

А.Н. Салтовский, Ю. О. Первин. Як працює ЕОМ: серія Світ знань. / М. Просвітництво 1986.

А.Г. Кушніренко, Г. В. Лебедєв, Р. А. Сворень. Основи інформатики, і обчислювальної техніки. / М. Просвітництво 1991.

Джорджейн Р. Довідник з ЄС ЕОМ. М -: Фінанси і статистика, 1998.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.