64595

Понятие архитектуры вычислительной системы

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Организация памяти в ЭВМ Память используется для хранения следующих объектов: Компьютерные программы. В памяти недопустима обработка данных и следовательно применимы всего две операции: выборка информация не разрушается...

Русский

2014-07-08

88.01 KB

7 чел.

Понятие архитектуры вычислительной системы

 Вычислительная машина – это комплекс технических и программных средств, предназначенных для автоматизации подготовки и решения задач пользователя.

 Вычислительная система – это совокупность взаимосвязанных и взаимосоединенных процессоров или вычислительных машин, периферийного оборудования и программного обеспечения для решения задач пользователя.

 Основной отличительной чертой вычислительных систем является наличие в них средств, реализующих параллельную обработку за счет построения параллельных ветвей вычисления, что как правило не предусматривается в вычислительных машинах.

 Очевидно, что различия между вычислительными машинами и вычислительными системами не могут быть точно определены (вычислительные машины даже с одним процессором обладает разными средствами распараллеливания, а вычислительные системы могут состоять из традиционных вычислительных машин или процессоров.

 Архитектура ВС – совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально-логичную и структурно-организованную систему и затрагивающих в основном уровень параллельно работающих вычислителей. Понятие архитектуры охватывает общие принципы построения и функционирования, наиболее существенные для пользователя.

***

Организация памяти в ЭВМ

 

Память используется для хранения следующих объектов:

  1.  Компьютерные программы.
  2.  Состояния всех устройств.
  3.  Данные (постоянные или переменны).

В памяти недопустима обработка данных и следовательно применимы всего две операции:

выборка ( информация не разрушается) и запись (предыдущая информация разрушается).

Память понимается как линейная последовательность ячеек наделенных адресами, по которым осуществляется доступ к содержимому.

  1.  МАЕП – минимально адресуемая единица памяти.

В зависимости от вида данных:   

1 бит (флаги слова состояния процессора, внешних устройств);

1 байт ( арифметические данные, команды).

  1.  Слово – наибольшая длина данного, выбираемого за одно обращение (16, 32, 64 бита).

 

Основные характеристики памяти:

  1.  Емкость (обозначается С) с диапазоном: 1 байт (регистр памяти) – n*100Гбайт (винчестер, оптический диск).
  2.  Быстродействие (обозначается Т) с диапазоном: n* 1нсек (регистровая память) – n* 10 секунд (магнитная лента, оптический диск).

Чем больше емкость памяти, тем обычно меньше ее быстродействие. Для преодоления противоречия емкости и быстродействия используется иерархическая организация памяти (см.ниже).

Основные параметры, характеризующие быстродействие памяти:

а) t ВЫБОРКИ – время от запуска памяти для считывания данного и до появления его в буферном регистре (не включает установку и дешифрацию адреса).

б) t ОБРАБОТКИ – время, затраченное на чтение данного в двух последовательных циклах чтение и запись данных по разным адресам (включая время задания адреса и его дешифрации).

Как правило, выполняется соотношение: t ОБР 2t ВЫБ

  1.  Надежность – зависит от возникновения сбоев при считывании или записи данных и обеспечивается с помощью средств контроля (обнаружения и исправления ошибок):

а) Parity control – контроль по четности, позволяет обнаружить одиночные ошибки (в одном бите);

б) ECC (error checking and correction control) – контроль с использованием корректирующих кодов, использует два дополнительных бита. Позволяет обнаружить двойную ошибку или скорректировать одиночную ошибку.

  1.  Плотность записи (бит / см2), зависит от типа среды хранения информации, наиболее высокая плотность у оптических накопителей.
  2.  Стоимость хранения одного бита - важна для пользователя с финансовой точки зрения.