Эволюция ЭВМ

    Типичными представителями машин III поколения  является ЕС ЭВМ,     IBM-360. Они имеют следующие особенности: использование интегральных схем, агрегатность, байтное представление информации, использование двоичной и десятичной арифметики, представление чисел в форме с плавающей и фиксированной точкой, программная совместимость, надёжность, мультисистемность. 

2.Особенности  машин ЕС ЭВМ. 

    ЕС  ЭВМ - это целое семейство машин, которые построены на единой элементной базе, единой конструктивной основе, с  единой системой программного обеспечения, одинаковым набором периферийного  оборудования.  Их разработка началась в 1970 г., а промышленный выпуск таких машин начался в 1972 г.

    Все машины ЕС ЭВМ программно-совместимы между собой и предназначены  для решения наиболее сложных  и объёмных задач. Эти машины можно  отнести к типу машин универсальных, мультипрограммных, с возможностью параллельно обрабатывать несколько задач.

    Многие  модели имеют единую логическую структуру  и принцип работы. однако различные  модели отличаются друг от друга быстродействием, конфигурацией, размером памяти и т.д.

    Так как система ЕС ЭВМ постоянно развивается, постоянно улучшаются все характеристики, то эти машины можно подразделить на 2 семейства. К первому семейству моделей (Ряд-1) можно отнести такие машины, как ЕС-1010,      ЕС-1020, ЕС-1021, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060. К этому семейству относятся так же модифицированные образцы (Ряд-1М): ЕС-1012, ЕС-1022,   ЕС-1033, ЕС-1052. Более совершенные машины: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035,  ЕС-1045, ЕС-1055, можно объединить в Ряд-2, а модернизированные (Ряд-2М): ЕС-1036, ЕС-1066 и др.

    Устройства  ЕС ЭВМ так же разделяются на центральные  и периферийные. Центральные - это  устройства, которые определяют основные технические характеристики машины, это центральный процессор, оперативная  память, мультиплексный и селекторный  каналы. К периферийным относятся внешние устройства (ВУ), устройства подготовки данных (УПД), сервисные устройства.

    Для хранения больших объёмов информации используются накопители на магнитных  лентах и магнитных дисках. Устройства ввода предназначены для восприятия вводимой извне информации, её преобразования в электрические кодовые сигналы и передачи к мультиплексному каналу по средствам интерфейса ввода-вывода. Устройства вывода переводят выводимый из машины сигнал обратно и выводят его на перфокарты (перфоленты), либо на другие внешние устройства.

    Дисплей - это устройство ввода-вывода алфавитно-цифровой и графической информации на электронно-лучевую  трубку. Он очень удобен для оперативного изменения данных непосредственно  во время решения задачи.

    Выносимые пульты предназначены для общения пользователя с ЭВМ, когда их разделяют сотни метров.

    Существуют 3 группы устройств подготовки данных ЕС ЭВМ: перфокарточные, перфоленточные и использующие магнитные ленты. На контрольниках в ЭВМ производится контроль за правильностью записи информации на перфокарты. Существует два режима работы УПД на магнитной ленте: запись данных и печать считываемых данных.

    Сервисные устройства нужны для контроля над  техническими средствами, их наладки, испытания и ремонта.

    Показатели  технических средств ЕС ЭВМ постоянно улучшаются: увеличивается быстродействие, объёмы памяти и т.д. Это происходит в частности за счёт перехода на микросхемы с более высоким уровнем интеграции (БИС). Но это уже относится к машинам IV поколения. 

3.Агрегатный  принцип построения ЭВМ. 

    Этот  принцип заключается в изготовлении отдельных функциональных устройств  с едиными унифицированными связями. Эти устройства легко могут быть соединены в вычислительную систему  требуемой конфигурации.

    Материальные  затраты и время на разработку, сборку наладку и внедрение агрегатных ЭВМ намного меньше по сравнению с обычными ЭВМ.

    Возможность наращивания структуры ЭВМ и  уменьшения уязвимости к отказам  обеспечена конструированием ЭВМ из отдельных модулей. Это расширяет  границы применения таких ЭВМ.

    Модуль - это конструктивная единица электронного оборудования, имеющее законченное  оформление и стандартные средства сопряжения с другими подобными  единицами. Это, например, оперативное  запоминающее устройство, накопители на дисках, процессор, канал и т.д.

    Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - это  внутренняя (оперативная) память компьютера.

    Накопители  на магнитных дисках (МД), ленте (МЛ) и барабанах (МБ) - это внешняя  память.

    Процессор представляет собой основу каждой машины. Он выполняет арифметические и логические операции, управляет последовательностью выполнения команд. Та же у процессора есть собственное сверхоперативное запоминающее устройство. построенное на регистрах.

    Каналы  ввода-вывода - это специализированные средства системы    ввода-вывода. Они организовывают процесс обмена между периферийными устройствами и оперативной памятью.

    Все однотипные модули взаимозаменяемы. 

4.Интерфейс,  селекторный и  мультиплексный каналы. 

    Интерфейс - это совокупность электрических, механических и программных средств, позволяющих соединить между собой элементы системы автоматической обработки данных.

    На  практике интерфейс - это многоконтактное  разъёмное кабельное соединение с чётким разграничением сигналов для  каждого провода. Он позволяет присоединять и работать с различными периферийными устройствами, быстродействие которых не превосходит пропускной способности канала.

    Селекторный и мультиплексный каналы служат для  обеспечения связи между ЭВМ  и периферийными (внешними) устройствами.

    По  средствам селекторного канала ЭВМ соединяется с быстродействующими внешними устройствами, такими как накопители на МД, МБ и МЛ. Работа идет только с одним внешним устройством. Такой режим работы называется монопольным.

    Так же селекторный канал может быть оснащён адаптером “канал-канал”, который устанавливает связь между каналами ЭВМ.

    Через мультиплексный канал идёт обмен  информацией между оперативной  памятью и периферийным оборудованием  с малым быстродействием, например, устройства ввода-вывода на перфоленты и перфокарты, алфавитно-цифровое печатающее устройство. Такие устройства могут работать независимо друг от друга. 
 
 
 
 

5.Структура  машин ЕС ЭВМ. 

Обобщённая  структура машин ЕС ЭВМ.

 

 

  

                                          

 
 
 
 

    Пунктиром показаны пути прохождения команд процессора. Сплошными линиями - пути обмена информацией  между основными оперативными запоминающими  устройствами (ООЗУ) и внешними устройствами.

    Так же процессор постоянно соединён с двумя устройствами основной оперативной  памяти. 

6.Машинные  элементы информации (байт, полуслово, слово,  двойное слово,  поле переменной  длины). 

    Любое слово, каждый символ увеличивает количество информации.

    Чтобы измерить количество информации, нужно  взять слово в качестве эталона. В качестве алфавита в ЭВМ используется двоичный алфавит, состоящий из 0 и 1. Эталонным считается слово, состоящее  из одного символа такого алфавита. Оно принимается за 1 и называется “Бит”. Чтобы измерить количество информации в произвольном слове, его кодируют в этом алфавите, а затем находят его длину.

    Минимальный элемент информации - 8 бит равный 1 байту. 1 байт представляет в ЭВМ  букву или символ.

    Для контроля информации используется 9-й  бит проверки на чётность.

    Более крупными единицами измерения являются:

    1 Кбайт = 2¹⁰ байт,

    1 Мбайт = 2²⁰ байт,

    1 Гбайт = 2³⁰ байт.

    Байт  состоит из 8-и разрядов (битов), которые  нумируются слева направо от 0 до 7. Каждый байт в памяти ЭВМ имеет свой порядковый номер, называемый абсолютным адресом байта. Последовательность нескольких байт образуют поле данных. Количество байт поля называют длиной поля, а адрес самого левого байта - адресом поля. Байты нумируются слева направо.

    Различают поля фиксированной и переменной длины.

    Минимальным полем фиксированной длины является полуслово - группа из двух байт , занимающих в памяти ЭВМ соседние участки. Адрес  полуслова - это адрес крайнего левого байта, который всегда кратен двум. Например, байты 8, 9 образуют полуслово с адресом 8.

    Два полуслова образуют слово, состоящее  из 4-х последовательно расположенных  байт. Адрес старшего (левого) байта  кратен 4 и является адресом этого  слова.

    Группа  из двух слов составляет двойное слово.

    Поле  переменной длины может быть любого размера в пределах           от 0 до 255 байт. 
 

 

    Так можно представить соотношение  разрядности элементов информации. 

7.Система  программного обеспечения  ЕС ЭВМ. 

    Систему программного обеспечения ЭВМ (СПО) формируют программные средства. Это комплекс программных средств, предназначенных для увеличения эффективности использования машин, облегчения её эксплуатации. Эта система является посредником между ЭВМ и пользователем, обеспечивает удобный способ общения.

    Можно выделить 4 основные части СПО:

1. Операционные системы (ОС);
2. Набор пакетов прикладных программ (ППП);
3. Комплекс программ технического обслуживания (КПТО);

4. Системы Эксплуатационной документации (СЭД) на СПО.

    Сейчас  используются 4 типа ОС:

1. ОС-10 - для моделей ЕС-1010;
2. МОС (малая) - для моделей ЕС-1021;
3. ДОС ЕС (дисковая) - для всех других моделей ЕС ЭВМ в малой конфигурации;
4. ОС ЕС - для тех же моделей, что и для ДОС ЕС, но в средней и расширенной конфигурации;