Организация вычислительных систем
В эпоху всеобщей компьютеризации информационная подготовка становится насущной потребностью каждого человека. Тем более это важно для тех, кто выбрал информационные технологии своей специальностью. Постигать новое разумнее, основываясь на уже известном, хорошо опробованном и показавшем свои преимущества.Историю развития информатики можно начинать с глубины веков, ведь информацией называют любые сведения о событиях, процессах или объектах, являющиеся предметом восприятия, передачи, преобразования и хранения.
Однако основы информационной теории и техники как таковой были заложены в XVII веке Шиккардом, Паскалем и Лейбницем.
История развития вычислительной техники
История развития информатики в СССР начинается в первые послевоенные годы. В конце 1948 г. 12 научных сотрудников и 15 техников под руководством С.А. Лебедева начали работу над малой электронно-счетной машиной (МЭСМ). Машина, выполненная на базе 7500 ламп на площади в 64 м2, была собрана за два года и потребляла 25 кВт электроэнергии.
История развития информатики в СССР
Принципы построения ЭВМ
Поколения ЭВМ
Классификация ЭВМ
Основные модели ПЭВМ
Вопросы
Анализ развития процессоров фирмы Intel IA-32
Приведены основные свойства процессоров фирмы Intel, от процессора 8086 до первых представителей семейства Pentium.
Архитектура ЦП 8086: регистры, память
Архитектура ЦП 80286: режимы работы
Режимы работы
Формирование линейного адреса без селекторов
Формирование адреса в защищенном режиме
Анализ развития процессоров фирмы Intel IA-32
Структура микропроцессоров IA-32
Базовую структуру микропроцессоров (МП) IA-32 можно рассмотреть на примере Intel-386 ( 3.1). В структуре Intel-386 можно выделить шесть основных блоков, работающих параллельно: блок интерфейса с магистралью, блок предварительной выборки команд, блок декодирования команд, исполнительный блок, блок управления сегментами и блок страничной трансляции.
Структура микропроцессоров IA-32
Регистры
Формат команды микропроцессора IA-32
Вопросы для самоконтроля
Реальный режим (Real Mode)
После инициализации (системного сброса) МП находится в реальном режиме. В реальном режиме МП работает как очень быстрый 8086 с возможностью использования 32-битных расширений. Механизм адресации, размеры памяти и обработка прерываний (с их последовательными ограничениями) МП 8086 полностью совпадают с аналогичными функциями других МП IA-32 в реальном режиме.
Режим системного управления
Защищенный режим (Protected Mode)
Конвейеризация команд
Существенное повышение производительности МП 80286 по сравнению с базовой моделью семейства стало возможным благодаря внедрению в архитектуру семейства IA32 конвейерной обработки.
Конвейеризация команд
Динамическое (спекулятивное) исполнение
Организация и режимы работы процессоров семейства Pentium
С именем Pentium и Intel ассоциируется ряд новых технологий и стандартов. Необходимость повышенной скорости передачи данных привела к созданию шины PCI. Новые мультимедийные приложения и обработка в реальном масштабе времени с телевизионным качеством заставили пересмотреть интерфейс видеоконтроллера - появились технологии быстрого графического интерфейса DCI и вывода трехмерной графики 3D Render
Динамическое исполнение программ в Pentium Pro
SIMD-расширения архитектуры IA-32
Микроархитектура NetBurst
Архитектурные особенности процессоров Pentium
Инициализация ПЭВМ на базе i86-х
Сравнительные характеристики микропроцессоров i8086 и MC68000
Первым микропроцессором фирмы Motorola, получившим широкое применение, был 8-битный MC6800. Он состоял из одного устройства, обеспечивающего взаимодействие, декодирование и выполнение инструкций, вычисление эффективного адреса и взаимодействие с внешней магистралью. Микропроцессор MC6800 имел классическую последовательную архитектуру
Программная модель пользователя и супервизора
Распараллеливание функций в структуре
Характеристики i8086 и MC68000
Сопроцессоры. Способы обмена информацией между ЦП и сопроцессором
Сопроцессор - это специализированная интегральная схема, которая работает в содружестве с ЦП, но менее универсальна. В отличие от ЦП, сопроцессор не имеет счетчика команд. Сопроцессор предназначен для выполнения специфического набора функций, например: выполнение операций с вещественными числами - математический сопроцессор, подготовка графических изображений и трехмерных сцен - графический сопроцессор, цифровая обработка сигналов - сигнальный сопроцессор
Обмен информацией между ЦП и сопроцессором
Мат. сопроцессор: основные функции
Математические сопроцессоры Intel
Математические сопроцессоры Motorola
Организация подсистемы памяти в ПК
Регистры процессора составляют его контекст и хранят данные, используемые исполняющимися в конкретный момент командами процессора. Обращение к регистрам процессора происходит, как правило, по их мнемоническим обозначениям в командах процессора.
Организация подсистемы памяти в ПК
Кэш-память
Технологии оперативной памяти
FPM DRAM
EDO DRAM
Основные черты RISC-процессоров
Замысел RISC- процессора (Reduced Instruction Set Computer, компьютер с сокращенным набором команд) родился в результате практических исследований частоты использования команд программистами, проведенных в 70-х годах в США и Англии. Их непосредственный итог - известное "правило 80/20": в 80% кода типичной прикладной программы используется лишь 20% простейших машинных команд из всего доступного набора.
Основные черты RISC-процессоров
RISC-процессоры 3-го поколения
Структура процессоров Alpha: 21064, 21264
Характеристики Alpha 21164 и 21264
Процессоры PA-RISC компании Hewlett-Packard
Пиковая производительность RISC-процессоров
Области применения RISC-процессоров
Параллельная обработка данных на ЭВМ
Оксфордский толковый словарь по вычислительной технике, изданный в 1986 году, сообщает, что суперкомпьютер - это очень мощная ЭВМ с производительностью свыше 10 MFLOPS. Сегодня этот результат перекрывают уже не только рабочие станции, но, по пиковой производительности, и ПК. В начале 1990-х годов границу проводили уже около отметки в 300 MFLOPS. В 2001 году специалисты двух ведущих "суперкомпьютерных" стран, США и Японии, договорились о подъеме планки до 5 GFLOPS
Параллельная обработка данных на ЭВМ
Закон Амдала
История появления параллелизма в ЭВМ
Классы параллельных систем
Технологии параллельного программирования
Оценки производительности супер-ЭВМ
VLIW архитектура
VLIW - это набор команд, реализующий горизонтальный микрокод. Несколько (4-8) простых команд упаковываются компилятором в длинное слово. Такое слово соответствует набору функциональных устройств. VLIW-архитектуру можно рассматривать как статическую суперскалярную архитектуру, поскольку распараллеливание кода производится на этапе компиляции, а не динамически во время исполнения. То есть в машинном коде VLIW присутствует явный параллелизм.
VLIW архитектура
Архитектура IA-64
Описание IA-64
Архитектура Е2К
Система прерываний и исключений в архитектуре IA-32
Прерывания и исключения - это события, которые указывают на возникновение в системе или в выполняемой в данный момент задаче определенных условий, требующих вмешательства процессора. Возникновение таких событий вынуждает процессор прервать выполнение текущей задачи и передать управление специальной процедуре либо задаче, называемой обработчиком прерывания или обработчиком исключения.
Система прерываний и исключений в IA-32
Программируемый контроллер прерываний
Обработка прерываний на 8259A
Подсистема прямого доступа к памяти
Типы и характеристики интерфейсов
В связи с понятием интерфейса рассматривают также понятие шина (магистраль) - это среда передачи сигналов, к которой может параллельно подключаться несколько компонентов вычислительной системы и через которую осуществляется обмен данными. Очевидно, для аппаратных составляющих большинства интерфейсов применим термин шина, поэтому зачастую эти два обозначения выступают как синонимы, хотя интерфейс - понятие более широкое.
Архитектура системных интерфейсов
Системные интерфейсы на Intel-386 и Intel-486
Интерфейс PCI
Порт AGP
Интерфейсы SCSI
Интерфейс SCSI был разработан в конце 1970-х годов и предложен организацией Shugart Associates. Первый стандарт на этот интерфейс был принят в 1986 г. SCSI определяет только логический и физический уровень. Устройства, подключенные к шине SCSI, могут играть две роли: Initiator (ведущий) и Target (ведомый), причем одно и то же устройство может быть как ведущим, так и ведомым. К шине может быть подключено до восьми устройств.
Интерфейсы SCSI
Интерфейс RS-232C
Интерфейс IEEE 1284
Инфракрасный интерфейс
Классификация периферийных устройств
Периферийное устройство (ПУ) - устройство, входящее в состав внешнего оборудования микро-ЭВМ, обеспечивающее ввод/вывод данных, организацию промежуточного и длительного хранения данных.
Клавиатура
Мышь
Прочие устройства ввода - манипуляторы
Сканер
Монитор
Принтеры
Тенденции развития микропроцессоров
Для повышения тактовой частоты при выбранных материалах используются: более совершенный технологический процесс с меньшими проектными нормами; увеличение числа слоев металлизации; более совершенная схемотехника меньшей каскадности и с более совершенными транзисторами, а также более плотная компоновка функциональных блоков кристалла.
Тенденции развития микропроцессоров
Нанотехнологии
Фотоника
Возможности вычислительных машин и человеческий разум
В 1935 г. Майкл Поляни, тогда заведующий кафедрой физической химии в университете Виктория (Victoria University) в Манчестере (Великобритания), был потрясен, столкнувшись с философскими вопросами, под воздействием которых он находился всю дальнейшую жизнь. Причиной шока были слова одного общественного деятеля о том, что концепция "науки ради науки" исчезнет, поскольку интересы ученых самопроизвольно переключатся на задача текущего времени. Поляни тогда почувствовал, что "научное мировоззрение, по-видимому, породило механистическую концепцию человека и истории, в которой нет места для собственно науки". Более того, "эта концепция одновременно отрицает неотъемлемую силу, заключенную в мысли, и, таким образом; исключает любые основания для провозглашения свободы мысли".Я не знаю, сколько времени Поляни предполагал посвятить обоснованию противоположной концепции человека и истории. Сильнейшее потрясение, испытанное им, свидетельствует о его глубоком несогласии с услышанным и, следовательно, о том, что у него уже было другое представление о человеке, хотя он и не смог бы сформулировать свою концепцию в явном виде. Возможно, Поляни решил противопоставить этой концепции позицию, основанную исключительно на собственном опыте ученого. Как оказалось, борьба с такой концепцией с этого момента полностью поглотила внимание Поляни.
Об орудиях труда
Машинные модели в психологии
Против инструментального мышления
Чего не могут ЭВМ
Книга американского философа Хьюберта Дрейфуса посвящена методологическим проблемам кибернетики, точнее, вопросу о возможностях и пределах машинной имитации и "усиления" человеческого разума. В научной литературе эта область исследований известна как кибернетическое моделирование познавательных процессов и разработка систем "искусственного интеллекта". Под последним понимаются системы, которые по некоторым своим характеристикам существенно приближаются к процессам функционирования чисто человеческих феноменов восприятия и мышления и их проявления в разумном поведении.Следует подчеркнуть, что в нашей стране данная область кибернетики является предметом активных исследований. Так в Академии наук СССР имеется Научный совет по искусственному интеллекту, являющийся одновременно секцией Научного совета по комплексной проблеме "Кибернетика" при Президиуме Академии. Модельно-кибернетические исследования интенсивно ведутся в Институте кибернетики АН УССР и многих других научных центрах. В этой работе советские ученые деятельно сотрудничают со своими зарубежными коллегами: в 1975 г. в Тбилиси была проведена IV Международная объединенная конференция по искусственному интеллекту, в которой приняла участие большая группа американских кибернетиков; б апреле 1977 г. в Ленинграде состоялось Международное совещание по искусственному интеллекту, на котором специалисты из Советского Союза обсуждали проблемы кибернетического моделирования познавательных процессов совместно со своими коллегами из США и других зарубежных стран. За последние годы в нашей стране был переведен ряд книг и статей, написанных видными американскими кибернетиками, с многими из которых автор полемизирует в предлагаемой читателю монографии.
Критика искусственного разума
Эпистемологическое допущение
История денег - перейти
История финансовых потрясений - перейти
История реформ - перейти
Покупательная способность денег - перейти
Способности денег - перейти
История менеджмента - перейти
История экономики - перейти
История мировой экономики - перейти
Start Position (Начальная позиция) - перейти
Accessing Sheet Metal Modeling - перейти
Feature (Элементы) - перейти
Allow Multiple Flat Patterns - перейти
Type (Тип) - перейти
Bend Allowance Formula - перейти
Edge2 Offset (Смещение от 2 ребра) - перейти
