Голям компютър с общо предназначение

В ранните етапи на въвеждане на компютри в човешката дейност на задачи, най-вече могат да бъдат разделени в две големи класа:

- научни и технически изчисления - характерно за тях е възможността за работа с фиксирана дължина думи, относително малки количества от входни данни (данни, източник) и изходни данни (изчисление резултат) и един много голям брой, които се извършват в процеса на решение на различни видове изчислителни операции;

- планиране и икономически изчисления, статистическите данни - са съвсем различни. Те са свързани с въвеждането в експлоатация на машината много голям брой (комплекта) на оригиналните данни. Същият процес се нуждае от сравнително малък брой елементарни логически и аритметични операции. Въпреки това, по обичайния изход и голям брой печатна информация, и, като правило, в редактирана форма - във вид на таблици, чаршафи, под различна форма, и т.н. Проблеми от този тип се наричат ​​задачи за обработка на данни. Компютри, предназначени за решаването им, често се наричат ​​автоматизирани системи за обработка на данни. Това е в основата на компютърна автоматизирани системи за управление.

За системи за обработка на данни е важно да бъде в състояние да вход, съхранение, обработка и изход на голямо количество текстови (букви и цифри) информация, която е представена от променливите думи дължина. Освен това, за такива системи е важно да има голям брой периферни устройства за съхранение, които съхраняват големи количества информация (дискове и ленти) и високи входни устройства и изходни данни.

За решаването на тези два вида задачи построени компютър, които се различаваха на ниво хардуер. Въпреки това, рязкото разширяване на използването на компютри, подобряване на хардуер и софтуер, разширяване на концепцията за научни и технически изчисления доведе до размиване на границите между тези два вида задачи, а оттам и на видовете компютри. Резултатът е компютър с общо предназначение (мейнфрейм). която започна да изпълнява по-голямата част от изчислителни операции и механична обработка на информацията в различни VTS и AMS.

За да се разбере най-радикални различия между структурата на първата микро и миникомпютри, която се появява в началото на 70-те години, от структурите на основните видове компютри, които са съществували към момента - компютри с общо селскостопанско предназначение - трябва да се помисли за структурата на типичен представител на компютъра (например, ES-EVM) , прототип на която беше IBM 360/370 машини. Скоростта им е между 200 хиляди оп / сек (ЕС 1030) до пет милиона оп / сек (ЕС 1065), както и повече за по-старите модели автомобили на това семейство. Характерна особеност на тези компютри е големия брой на двете "бързо" и "бавно" периферни устройства, които работят в паралел с процесора и изискват специални инструменти за управление. Опростен серия на ЕС на компютърна структура е показана на фиг. 1.3.

Всъщност обработката на данните се извършва в централния процесор (CPU), съдържащи алуминий и мед. Това е част от компютрите на високите скорости. Следователно, съществува проблем на взаимодействие бърз процесор с голям брой относително бавно действащи периферна (PU). За ефективно използване на всички изчислителна система изисква да организира паралелна работа на процесорно време и ПУ. Такъв режим в главен компютър цел се организира използване специализирани помощни I / O процесори, наречени канали. Периферна контакт с канали, чрез собствените си контролни единици (TOS) (често наричани контролери PU) и конюгация система, наречена интерфейс. Накратко помисли характеристики на тези устройства.

Фиг. 1.3. Структура на компютри,

Аз седнах. и BM канал - селектор и канал блок мултиплекс.

CPU - централен процесор.

BTM канал - байт мултиплекс канал.

Тъй като каналите, предназначени за освобождаване на процесора от спомагателните дейности, които не са свързани с изчисление, каналите имат незабавен достъп до процесора паралелно ОП естествено с техните приоритети. Тъй като UE значително се различават по скоростта и режима на работа, канали разделени на байт-мултиплексирани и мултиплексирани избор блок.

Байт мултиплекс канал може да обслужва множество вж-телно бавно действащи PU -. Принтери, IOCTL с перфокарти и натисна, дисплеи и др байт мултиплекс канал последователно организирани с тези комуникационни сесии, за да се предават между ОП и CP информация фиксирана дължина на малки порции (обикновено 1-2 думи или байта). В най-простия случай има цикличен избирателната ПУ, например, когато се работи с дадена станция дисплей. В по-сложна изпълнение, байт мултиплекс канал започва да служи на UE при поискване, където първият разпитания UE с най-висок приоритет, и след това третиране на пристъпи на опашка за всички други CP. По този начин, байт-мултиплекс канал работи с "бавни" устройства, способни да очакваме услуга, без загуба на информация.

И селектор блокови мултиплекс канали, свързани с процесора и ОП PU операционна скорост на предаване на високо информация (магнитни дискове, касети и др.).

Каналът на селектор предназначена изключително за поддръжка на устройството. Когато се работи с селектор канал PU след стартиране на операция остава свързан с канала преди края на операциите по веригата. заявки за услуги на други IP, както и нови екипи започват операции от входно-изходни процесор в този момент не се възприема Канал: изберете канал за завършване на веригата на операциите по отношение на процесора е зает устройство. По този начин, за избор на канал, предназначен за използване с високоскоростни устройства, които могат да спестят информация поради забавяния или прекъсвания в услугата.

Каналът на блок мултиплексор има свойството, че операцията не е свързан с прехвърлянето на данни (набор от главите на цилиндър, записи за търсене и т.н.) са били извършени в продължение на няколко устройства в режим на уплътняване и блок за предаване на информация, настъпили в режим на изключителната (селектор) ,

Трябва да се отбележи, че каналът за хардуер означава разделен на две части: на средствата за сервиране индивидуален UE свързан с канала и оборудването, което е общо за всички устройства и споделените устройства във времето.

насочване на средствата, предназначени за поддържане на ПУ, който често се нарича-канал.

Свържете се с всички компютърни устройства към един от друг са извършени както в съвременните компютри, чрез интерфейси. Интерфейсът е набор от линии и автобусни сигнали, електронни схеми и алгоритми, предназначени за обмен на информация между устройства. От интерфейса характеристики зависят до голяма степен от качеството на работа и надеждността на компютрите.

Вече отбелязахме, че най-масовото навлизане на компютрите в човешката дейност започна, когато в края на 60-те години успя да се построи малък, сравнително проста, надеждна и евтини устройства изчислителни, елементната база бяха чипове. Намаляването на количеството на оборудване и цената на машината се постига чрез съкращаване дума за машина (8-16 цифри вместо 32-64 в машини с общо предназначение), намаление в сравнение с преработени компютър типове данни с общо предназначение (само при някои модели неподписани числа) ограничен набор от команди, сравнително малък обем и малък OD набиране PU.

Трябва да се отбележи, че структурата на модерната микро и мини-компютър е много сложно и в някои случаи не се различава много от тази на мощни компютри - всичко зависи от мощността на процесора, използван, обем и скорост на ОП, представяне на входно-изходни подсистеми и т.н. Въпреки това, първите мини и микро-компютри, създадени в началото на 70-те години, са имали една много проста структура, е коренно различен от този на големите машини на времето.

Типична структура на микро-компютър е показано на фиг. 1.4.

Фиг. 1.4. Обобщеният структурата на първото микро-компютър

Такава структура се нарича автобус-модулен. основа му е обща линия (обща шина), които са свързани в желаното количество и номенклатура всички апарати машина конфигуриран като структурно готови модули. Тази структура е по-проста и по-гъвкав от мейнфрейм. машини на устройства комуникират само чрез общ железопътен транспорт.

Такава структура е ефективна, и обмена на данни чрез системата за общата автобуса - достатъчно динамичен само за ограничен набор от ПУ.

Гъвкавост миникомпютри с ограничен набор от команди могат да бъдат постигнати само при относително висока скорост на процесора - в първите модели около 200-800000 операции в секунда, което е по-голяма от скоростта на много компютри с общо предназначение. Висока производителност активиран малки компютри служат процеси в реално време, както и да компенсират забавяне на данни, свързани с факта, че една малка част от хардуера да приложат принуди много процедури по обработка на софтуер (например, аритметични операции с плаваща запетая).

Такова решение е толкова ефективна, че в момента продължават да бъдат изградени върху една и съща схема, най-простите контролери и микро-компютри. Въпреки това, структурата на всяка сложна микро и мини-компютър, като например персонални компютри в процеса на еволюция значително по-сложно. Модерен персонален компютър разполага с доста сложна структура магистрали йерархия вътрешна памет и множество IO подсистеми на различни скорости. Архитектурата на модерен персонален компютър, както и процеса на нейното развитие ще бъдат обсъдени в отделна секция.