Прикладная теория цифровых автоматов
СОДЕРЖАНИЕВведение 1.История развития вычислительной техники 2.Структурные схемы ЭВМ и вычислительных систем 3.Понятие о системах ЭВМ Выводы Литература ВведениеТема реферата по курсу «Прикладная теория цифровых автоматов» - «Введение в специальность».Цель написания реферата:ознакомиться с историей развития вычислительной техники; структурными схемами ЭВМ и вычислительных систем; понятием о системах ЭВМ и т.д.1.История развития вычислительной техникиПоявившись около 50 лет назад, ЭВМ открыли новую страницу в истории человеческих знаний и возможностей, высвободили тысячи вычислений, облегчили труд ученых, дали возможность изучать сложнейшие процессы. Сейчас трудно назвать отрасль народного хозяйства, где невозможно было бы применить ЭВМ. Появление ЭВМ было подготовлено историческим развитием средств вычислений. Древнейшим счетным инструментом была человеческая рука (отсюда 5-ричная и 10-ричная системы счисления). В дальнейшем “вычислительные средства” усовершенствовались: появлялись деревянный палочки с зарубками, веревки с узелками, камешки и т. д. и вскоре появился древнейший прибор – “абак”, в котором по желобкам передвигались камешки. В России в 16-17 веке появились счеты. А в 17 в. появились первые логарифмические линейки. С развитием общества вычисления становились все более трудоемкими. В 1623 году появилось первое механическое суммирующее устройство Б. Паскаля, оно не нашло практического применения, но заняло достойное место в историческом развитии вычислительных устройств и стало переходным этапом от простых устройств к механическим.Коренной перелом в создании счетных устройств произошел в середине 19 века, когда появилась необходимая технологическая база, было изобретено клавишное устройство ввода. Параллельно создавались и арифмометры. Первая действующая счетно-аналитическая машина была создана Холлеритом в 1880 г. в США для автоматизации работы по обработке данных переписи населения. Конец 19 начало 20 столетия характеризуются бурным развитием электротехники, радиотехники, телефонии, что не могло не отразиться на развитии вычислительной техники. В 1947 г. была закончена работа над первой релейной вычислительной машиной “Марк-2”, в которой впервые использовалась двоичная система счисления, а для запоминания чисел, выполнения арифметических операций и операций управления использовались электромеханические реле (13тыс), обладающие двумя устойчивыми состояниями.В 1943 г. в Гарвардском университете приступили к созданию электронной вычислительной машины. К тому времени уже были известны диод (1904г.), триод (1905г.), триггер (1918г.). Машина создавалась по заказу артиллерийского управления, была закончена в 45г. и получила название ЭНИАК. Создание вычислительной машины ЭНИАК послужило началом бурного развития ЭВМ нового поколения.В СССР первая малая электронная счетная машина (МЭСМ) была создана в 1951 г. под руководством С.А. Лебедева. Для нее характерно наличие универсального счетного устройства, оперативного запоминающего устройства. Она была одной из первых ЭВМ с параллельной обработкой кодов. В 1953 г. была создана БЭСМ. В этом же году – первая ЦВМ – “Стрела”. В 1954 г.– ЭВМ “Урал”, М-3, Минск-2 и т.д. Это были ЭВМ первого поколения.Характерными чертами ЭВМ первого поколения можно считать не только использование электронных ламп в основных и вспомогательных схемах, но и наличие параллельного арифметического устройства, разделение памяти на быстродействующую оперативную и медленную внешнюю, применение полупроводниковых диодов и магнитных сердечников, перфолент, перфокарт и др.ЭВМ второго поколения – в них на смену ламповым схемам пришли транзисторные. Основу технической базы составляли полупроводниковые диоды и транзисторы. ЭВМ второго поколения отличаются большей надежностью, быстродействием, меньшим потреблением энергии. Примером ЭВМ 2-го поколения является БЭСМ-6. Для нее характерна параллельная работа отдельных блоков.Появление малых интегральных схем (МИС) стало базой для создания машин 3-го поколения.Основные характерные черты ЭВМ 3-го поколения следующие.1. Оперируют произвольной буквенно-цифровой информацией, поэтому могут применяться для делового, коммерческого и научного направлений.2. Изменился порядок работы ЭВМ 3-го поколения: они построены по принципу независимой параллельной работы отдельных устройств: процессоров, внешней памяти. Благодаря этому ЭВМ может выполнять серию операций: пересылать информацию для очередной задачи с магнитной ленты или магнитного диска, выводить информацию для соответствующего устройства, вводить информацию и др.Типичные представители ЭВМ 3-го поколения – машины единой системы (ЕС ЭВМ).ЭВМ 4-го поколения создаются на больших интегральных схемах (БИС). В результате достигнуто существенное повышение производительности, возрос объем памяти. Производительность традиционных вычислительных систем повышалась двумя путями: развитием элементной базы и развитием архитектуры самих систем. Если по первому направлению почти достигнут предел, то по второму имеются еще большие резервы, которые открываются в связи с использованием методов параллельной обработки информации.Системы 5-го поколения в структурном аспекте отличаются именно применением таких параллельных структур. Второй отличительной чертой является способность производить не только числовые вычисления, но и обработку смысловой информации с выполнением операции анализа и вывода. Третья отличительная черта - элементная база: СБИС, оптоэлектроника и др.2.Структурные схемы ЭВМ и вычислительных системМожно дать следующее определение ЭВМ:Вычислительная машина – это физическая система (устройство или комплекс устройств), предназначенная для механизации или автоматизации процесса алгоритмической обработки информации и вычислений.Вид перерабатываемой информации влияет на структуру вычислительных машин, которые в зависимости от этого делят на два основных класса: аналоговые и цифровые.АВМ–машина, оперирующая информацией, представленной в виде непрерывно изменяющихся физических величин, например силы тока.Многие явления в природе математически описываются одними и теми же уравнениями. Следовательно, с помощью одного физического процесса можно моделировать различные процессы, имеющие одно и то же математическое описание.ЦВМ–машина, оперирующая информацией, представленной в дискретном виде.В настоящее время в математике разработаны методы численного решения многих видов уравнений. Следовательно, появилась возможность решать различные уравнения и задачи с помощью набора простых арифметических и логических операций. Поэтому любая ЦВМ является универсальным вычислительным средством.Существуют ВМ, в которых совмещены положительные качества ЦВМ (точность и универсальность) и АВМ (оперативность ввода информации и быстродействие в выполнении операций). Такие машины получили название <...
