WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Багаторівнева організація комп’ютерів - Курсова робота

Багаторівнева організація комп’ютерів - Курсова робота

представлявся 10 електронними лампами (1 включена і 9 вимкнені), повинна бути замінена бінарною арифметикою.
Основний проект, який він описав спочатку, відомий зараз як фон-неймановская обчислювальна машина. Він був використаний в EDSAC, першій машині з програмою в пам'яті, і навіть зараз, більш ніж півстоліття опісля, є основою більшості сучасних цифрових комп'ютерів. Цей задум і машина IAS зробили дуже великий вплив на подальший розвиток комп'ютерної техніки, тому варто стисло описати його. Схема архітектури цієї машини дана на мал. 1.4.
Мал. 3. Схема фон-неймановської обчислювальної машини
Машина фон Неймана складалася з п'яти основних частин: пам'яті, арифметико-логічного пристрою, пристрою управління, а також пристроїв введення-виводу. Пам'ять включала 4096 слів, кожне слово містило 40 бітів, битий - це 0 або 1. Кожне слово містило або 2 команди по 20 бітів, або ціле число сознаком на 40 бітів. 8 бітів указували на тваней команди, а решта 12 бітів визначали одне з 4096 слів. Усередині арифметико-логічного пристрою знаходився особливий внутрішній регістр в 40 бітів, так званий акумулятор. Типова команда додавала слово з пам'яті до акумулятора або зберігала вміст акумулятора в пам'яті. Ця машина не виконувала арифметичні операції з плаваючою крапкою, оскільки фон Нейман розумів, що будь-який досвідчений математик був здатний тримати плаваючу кому в голові.
Приблизно в той же час, коли фон Нейман працював над машиною IAS, дослідники МТИ розробляли свій комп'ютер Whirlwind I. На відміну від IAS, ENIAC і інших машин того ж типу із словами великої довжини, машина Whirlwind I містила слова по 16 бітів і була призначена для роботи в реальному часі. Цей проект привів до винаходу пам'яті на магнітному сердечнику (винахідник Джей Форрестер), а потім і першого серійного міні-комп'ютера. У той час IBM була маленькою компанією, що проводила перфокарти і механічні машини для їх сортування. Хоча фірма IBM частково фінансувала проект Айкена, вона не цікавилася комп'ютерами і лише в 1953 році побудувала комп'ютер IBM-701, через багато років після того, як компанія Екерта і Моушлі з своїм комп'ютером UNIVAC стала номером один на комп'ютерному ринку. У IBM-701 було 2048 слів по 36 бітів, кожне слово містили дві команди. Він став першим комп'ютером, що лідирує на ринку протягом десяти років. Через три роки з'явився IBM-704, у якого були 4 Кбайт пам'яті на магнітних сердечниках, команди по 36 бітів і процесор з плаваючою крапкою. У 1958 році компанія IBM почала роботу над останнім комп'ютером на електронних лампах, IBM-709, який по суті був ускладненою версією IBM-704.
Друге покоління - транзистори (1955-1965)
Транзистор був винайдений співробітниками лабораторії Bell Laboratories Джоном Бардіном, Уолтером Браттейном і Уїльямом Шоклі, за що в 1956 році вони отримали Нобелівську премію в області фізики. Протягом десяти років транзистори провели революцію у виробництві комп'ютерів, і до кінця 50-х років комп'ютери на вакуумних лампах застаріли. Перший комп'ютер на транзисторах був побудований в лабораторії МТІ. Він містив слова з 16 бітів, як і Whirlwind I. Комп'ютер називався ТХ-0 (Transistorized experimental computer 0 - експериментальна транзисторна обчислювальна машина 0) і призначався тільки для тестування машини ТХ-2. Машина ТХ-2 не мала великого значення, але один з інженерів з цієї лабораторії, Кенет Ольсен, в 1957 році заснував компанію DEC (Digital Equipment Corporation - корпорація по виробництву цифрової апаратури), щоб проводити серійну машину, схожу з ТХ-0. Ця машина, PDP-1, з'явилася тільки через чотири роки головним чином тому, що капіталісти, фінансуючі DEC, вважали виробництво комп'ютерів невигідним. Тому компанія DEC продавала в основному невеликі електронні плати.
PDP-1 ноявнлея тільки в 1961 році. У нього були 4 Кбайт слів по 18 бітів і час циклу 5 мікросекунд. Цей параметр був в два рази менше, ніж у IBM-7090, транзисторного аналога IBM-709. PDP-1 був найшвидшим комп'ютером в світі у той час. PDP-1 коштував $120000, а IBM-7090 коштував мільйони. Компанія DEC продала десятки комп'ютерів PDP-1, і так з'явилася комп'ютерна промисловість. Одну з перших машин моделі PDP-1 віддали в МТІ, де вона відразу привернула увагу деяких молодих дослідників, що подають великі надії. Одним з нововведень PDP-1 був дисплей з розміром 512 на 512 пікселів, на якому можна було малювати крапки. Незабаром студенти МТІ склали спеціальну програму для PDP-1, щоб грати в "Війну світів" - першу в світі комп'ютерну гру. Через декілька років DEC розробив модель PDP-8, 12-бітовий комп'ютер. PDP-8 коштував набагато дешевше, ніж PDP-1 ($16000). Головне нововведення - одна шина (Omnibus) (мал. 4). Шина - це набір паралельно сполучених проводів для зв'язку компонентів комп'ютера. Це нововведення сильно відрізняло PDP-8 від I AS. Така структура з тих пір стала використовуватися у всіх комп'ютерах. Компанія DEC продала 50 000 комп'ютерів моделі PDP-8 і стала лідером на ринку міні-комп'ютерів.
Мал. 4. Шина комп'ютера PDP-8
Як вже було сказано, з винаходом транзисторів компанія IBM побудувала транзисторну версію IBM-709 - IBM-7090, а пізніше - IBM-7094. У неї час циклу складало 2 мікросекунди, а пам'ять складалася з 32 До слів по 16 бітів. IBM-7090 і IBM-7094 були останніми комп'ютерами типу ENIAC, але вони широко використовувалися для наукових розрахунків в 60-х роках минулого століття. Компанія IBM також випускала комп'ютери IBM-1401 для комерційних розрахунків. Ця машина могла прочитувати і записувати магнітні стрічки і перфокарти і роздруковувати результат так само швидко, як і IBM-7094, але при цьому коштувала дешевше. Для наукових обчислень вона не підходила, та зате була дуже зручна для ведення ділових записів.
У IBM-1401 не було регістрів і фіксованої довжини слова. Пам'ять містила 4 Кбайт по 8 бітів (4 Кбайт). Кожен байт містив символ в 6 бітів, адміністративний біт і біт для вказівки кінця слова. У команди MOVE, наприклад, є початкова адреса і адреса пункту призначення. Ця команда переміщає байти з першої адреси в другу, поки біт кінця слова не прийме значення 1.
У 1964 році компанія CDC (Control Data Corporation) випустила машину 6600 яка працювала майже на порядок швидше, ніж IBM-7094. Цей комп'ютер для складних розрахунків користувався великою популярністю, і компанія CDC пішла в гору. Секрет такої високої швидкості роботи полягав в тому, що усередині ЦП (центрального процесора) знаходилася машина з високим ступенем паралелізму. У неї було декілька функціональних пристроїв для складання, множення і ділення, і всі вони могли працювати одночасно. Для того, щоб машина швидко працювала, потрібно було скласти хорошу програму, але доклавши деякі зусилля, можна було зробити так, щоб машина виконувала 10 команд одночасно. Усередині машини 6600 було вбудовано декількамаленьких комп'ютерів. ЦП, таким чином, робило тільки підрахунок чисел, а решту функцій (управління роботою машини, а також введення і виведення інформації) виконували маленькі
Loading...

 
 

Цікаве