Основні характеристики і області застосування ЕОМ різних класів
Визначення. ЕОМ (електронно-обчислювальна машина) - це комплекс технічних і програмних засобів, призначені для автоматизації підготовки і рішення задач користувачів.
Під користувачем розуміють людини, в інтересах якої проводиться обробка даних на ЕОМ.
Визначення. Архітектура ЕОМ - це багаторівнева ієрархія апаратно-програмних засобів, з яких будується ЕОМ. Кожен з рівнів допускає різноманітне побудова і застосування.
На рис. 1 наведена узагальнена структурна схема ЕОМ.
Мал. 1. Узагальнена структурна схема ЕОМ.
Принцип дії звичайної ЕОМ можна вважати копією звичайного процесу обчислень, наприклад, за допомогою калькулятора.
1. Визначення і завдання порядку обчислень.
2. Завдання вихідних даних.
3. Виконання обчислень (для отримання проміжних результатів).
4. Отримання кінцевого результату.
В основі функціонування будь-якої ЕОМ лежать два фундаментальних поняття в обчислювальній техніці:
1. Поняття алгоритму.
2. Принцип програмного управління.
Визначення. Алгоритм - деяка однозначно певна послідовність дій, що складається з формально заданих операцій над вихідними даними, що призводить до вирішення за кілька етапів.
1. Дискретність алгоритму (дії виконуються по кроках, а сама інформація дискретна).
2. детермінованість (скільки б раз один і той же алгоритм не реалізовує для одних і тих же даних - результат один і той же).
3. Масовість (алгоритм «переймається тим» для різних вихідних даних з допустимого безлічі і дає завжди правильний результат).
Програма. Опис алгоритму на якій-небудь мові.
Принцип програмного управління був вперше сформульований угорським математиком і фізиком Джоном фон Нейманом в 1946 році.
Принцип програмного управління включає в себе кілька архітектурно-функціональних принципів:
1. Будь-який алгоритм представляється у вигляді деякої послідовності керуючих слів - команд. Кожна окрема команда визначає простий (одиничний) крок перетворення інформації.
2. Принцип умовного переходу. В процесі обчислень залежно від отриманих проміжних результатів можливий автоматичний перехід на ту чи іншу ділянку програми.
3. Принцип збереженої команди. Команди в ЕОМ представляються в такий же кодируемой формі, як і будь-які дані і зберігаються в такому ж оперативному запам'ятовуючому пристрої. Це означає, що якщо розглядати вміст пам'яті, то без будь-якої команди неможливо розрізнити дані і команди. Отже, будь-які команди можна принципово обробляти як дані (інформація в ЕОМ відрізняється не поданням, а способом її використання).
4. Принцип двійкового кодування.
5. Принцип ієрархії запам'ятовуючих пристроїв.