Эволюция ЭВМ

    Структуру ОС можно разделить на несколько  групп:

• Программы начального запуска машины, первоначальный ввод информации в оперативную память, настройка ЭВМ.
• Программы управления данными.
• Программы управления задачами.
• Обслуживающие и обрабатывающие программы.

    Так же в состав ОС входят средства, которые  снижают трудоёмкость подготовительного  процесса при решении задач. Это  система автоматизации программирования (САП). Она включает в себя такие компоненты, как:

• Алгоритмические языки программирования (Ассемблер, Фортран и др.);
• трансляторы;
• интерпретирующие и компилирующие системы;
• пакеты стандартных программ;
• программы сервиса.

    Значительной частью СПО является пакет прикладных программ (ППП).    ППП - это комплекс программ, необходимых для решения определённой задачи. Они обязаны удовлетворять требования ОС, под управлением которых они работают.

    Сейчас  современные ППП разрабатывают как программные системы. Каждый пакет состоит из:

• набор обрабатывающих программных модулей (тело пакета), предназначенных непосредственно для решения задачи пользователем;
• управляющая программа пакета (управление обработкой данных). При запросе на решение задачи эта программа формирует из обрабатывающих модулей рабочую обрабатывающую программу;
• комплекс обслуживающих программ (вспомогательные функции);
• средства для обеспечения создания пакета.

    Ещё одной функцией ППП является расширение возможностей ОС при подключении новых устройств.

    Комплекс  программ технического обслуживания (КПТО) служит для профилактического контроля, исправления неисправностей, оперативной  проверки работы периферийного оборудования. Комплекс состоит из двух групп тестовых программ. Первые работают под управлением ОС, вторые работают независимо от ОС.

    Основные  функции СПО:

• Автоматическое управление вычислительным процессом.
• Обеспечение повышения эффективности функционирования ЭВМ.
• Обеспечение удобного общения между ЭВМ и пользователем.
• Сокращение времени, требуемого для подготовки задачи к решению на ЭВМ.
• Обеспечение контроля работы ЭВМ.

 

8.Программная  совместимость ЕС  ЭВМ. 

    Для более эффективного использования  программного обеспечения  все модели ЕС ЭВМ программно совместимы. Это  означает, что программа, работающая на одной машине ЕС, будет работать и на другой, если вторая машина обладает необходимой памятью. Пользователи могут обмениваться программами, независимо от производительности их машин.

    Программная совместимость гарантирует, что различные потребности пользователя удовлетворяются соответствующей моделью.

    Программная совместимость снижает стоимость  применения ЭВМ, повышая при этом их производительность. 

9.Защита  памяти в ЕС  ЭВМ. 

    Для тог, чтобы программы не влияли друг на друга, предусмотрена защита информации в ОП. Используется постраничный метод защиты. ОП условно разделяется на блоки, называемые страницами, ёмкостью 2048 байт. У каждой страницы есть свой ключ защиты. Образуется самостоятельная запоминающая среда, состоящая из ключей защиты - память ключей защиты (ПКЗ).

    Байт  ключа состоит из: 0-3 биты - ключ, 4 - признак защиты по чтению, 5-7 - не используются, 8 - консоль по чётности.

    При каждом обращении к ОП из ПКЗ считывается  ключ защиты данной физической страницы. Нулевой ключ служит для защиты раздела, где располагается управляющая программа. Она имеет привилегию обращения в любую область ОП.

    Ключи работающих программ должны совпадать  с ключами программы защиты области  памяти, к которой осуществляется обращение, иначе выполнение программы прекращается. 

10.Режимы  работы ЕС ЭВМ. 

    Все модели ЕС ЭВМ - это мультипрограммные  машины. Это означает, что в них  применяется совмещение программных  и аппаратных средств управления. Программные средства составляют ОС, которая устанавливает порядок работы ЭВМ при различных режимах работы. Все режимы работы ЭВМ делятся на однопрограммные и мультипрограммные.

    При работе в олнопрограммном режиме все ресурсы ЭВМ отданы одной  программе. Выполнение следующей программы  возможно только после полного  выполнения предыдущей программы.

    Разновидности однопрограммного режима:

• Однопрограммный режим с непосредственным доступом пользователя к ЭВМ. Пользователь ведёт диалог с машиной, работая за пультом. В этом режиме машинное время используется нерационально. Такой режим используется только при наладке ЭВМ.
• Однопрограммный режим с последовательным выполнением программ без участия пользователя. Все программы введены заранее и выполняются под управлением ОС. Этот режим неэффективен, так как при таком режиме не полностью используются возможности параллельной работы основных устройств машины.

    Разновидности мультипрограммного режима:

• Режим пакетной обработки. В таком режиме возможно решения нескольких задач на ЭВМ одновременно. Все программы, исходные данные вводятся заранее, из них образуется пакт задач. Все задачи реализуются без вмешательства пользователя. При таком режиме значительно экономится время на выполнение набора задач.
• Режим разделения времени. Этот режим похож на предыдущий, но во время выполнения пакета возможно вмешательство пользователей. Режим разделения времени сочетает эффективное использование возможностей ЭВМ с даёт пользователю возможность индивидуального пользования. Применение такого режима возможно только, когда работа ЭВМ протекает в реальном масштабе времени.
• Режим запрос-ответ. Этот режим представляет собой вид телеобработки, при которой в соответствии с запросами от абонентов, ЭВМ посылает данные, содержащиеся в Файлах данных. Число ответов ограничено ёмкостью памяти, следовательно ограничено и число запросов.
• Диалоговый режим. это наиболее используемый режим работы ЭВМ. При таком режиме происходит двустороннее взаимодействие (диалог) пользователя и ЭВМ. Для осуществлении этого режима необходимо, чтобы технические и программные средства могли работать в реальном масштабе времени; чтобы абоненты имели возможность формулировать свои сообщения на высоком уровне.

    В мультипрограммных режимах реализованы  два варианта: мультипрограммный  режим с фиксированным и произвольным числом совместно решаемых задач. 
 

Микропроцессоры и их применение. 
 

1.Эффективность  микропроцессоров. 

    В 1959 году фирма Intel (США) по заказу фирмы Datapoint (США) начала

создавать микропроцессоры (МП). Первым микропроцессором на мировом рынке стал МП Intel 8008.

    В последние годы появились такие МП, которые могут полностью автоматизировать производство и многие сферы обслуживания. Это может привести к росту безработицы.

    МП - это эффективный с технологической  и экономической точки зрения инструмент для переработки возрастающих потоков информации.

    Новое поколение МП идёт на смену предыдущему  каждые два года и морально устаревает за 3-4 года. МП вместе с другими устройствами микроэлектроники позволяют создать  довольно экономичные информационные системы.

    Причина такой популярности МП состоит в том, что с их появлением отпала необходимость в специальных схемах обработки информации, достаточно запрограммировать её функцию и ввести в ПЗУ МП. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Основные  характеристики МП.

 

    Суперпроцессор P6:

    Изготовляется на 0,6 мкм.-технологии.

    Достоинства:

1. Частоты 133-150 Мгц
2. Вдвое превзойдёт по производительности существующие модели, поскольку:

• Имеет 4 конвейера для параллельной обработки команд.
• Интегрированные в одном корпусе 2 модуля КЭШ-памяти первого уровня - 32 Кб, второго - 256 или 512 Кб.
• Введена новая шина, которой до этого оснащались большие ЭВМ.
• В одном компьютере могут взаимодействовать до 4-х процессоров Р6.
• В Р6 установлены интегрированный и математический сопроцессоры.

    Производительность: 250-300 MFlops, 1000 MFlops - для компьютеров с   4-мя процессорами.

    Зелёные компьютеры:

    Эра экологически вредных настольных компьютеров  заканчивается! Летом 1994 года администрация  США запретила предприятиям покупать не зелёные компьютеры.

    Зелёные компьютеры характеризуются:

• Охраной окружающей среды и здоровья пользователя.
• Пониженным уровнем электромагнитных и радиационных излучений.
• Полной утилизацией составных элементов компьютера.
• Пониженным потреблением электроэнергии, пониженным тепловыделением. Это происходит за счет использование процессоров с различными режимами работы: нормальный, дремлющий и спящий.

 

2.Структура  3-магистрального  МП. 

    АЛУ - арифметико-логическое устройство; УУ - устройство управления; УВВ - устройство ввода-вывода; Т - таймер; Р - рабочие  регистры; регистры: 0 - операндов, К - команд, А - адресов, Ф - флаговые, С - состояний, СК - счётчик команд, ОН - общего назначения, СТЕК - стековые.

    Сигналы трёх видов - информационные, адресные и управляющие 0 могут передаваться по одной, двум или трём шинам (магистралям). Шины, как правило, двунаправлены, то есть могут передавать информацию в обоих направлениях. 

Структурная схема МП С тремя раздельными 

шинами  информационных (И), адресных (а) и

управляющих сигналов (У)