Презентация на тему: Архитектура вычислительных систем

Архитектура вычислительных систем
Краткая история вычислительной техники
01. Предыстория ВТ
01. Абак
01. Счеты
01. Логарифмические линейки
01. Логарифмические линейки
01. Механические устройства
01. Механические устройства
01. Механические устройства
01. Механические устройства
01. Механические устройства
01. Аналитическая машина
01. Табулятор Холлерита
01. Зарождение ЭВМ
01. Первые образцы
01. Первые образцы
01. Первые образцы
01. Первые образцы
Архитектура вычислительных систем
02. Поколения компьютеров
02. I поколение ( 1945 - 1955)
Архитектура вычислительных систем
02. «ЭНИАК» (194 6 )
02. Советские компьютеры
02. II поколение ( 19 5 5 - 19 6 5)
02. II поколение ( 19 5 5 - 19 6 5)
Архитектура вычислительных систем
02. Мэйнфреймы IBM
02. Компьютеры ЕС ЭВМ
02. Мини-компьютеры
02. IV поколение (1970-1984)
02. Суперкомпьютеры
Архитектура вычислительных систем
02. Микропроцессоры
02. Первый микрокомпьютер
02. Поколения ЭВМ
02. Поколения ЭВМ
02. Проблемы и перспективы
03. История ЭВМ в СССР
03. История ЭВМ в СССР
03. История ЭВМ в СССР
1956 год
Архитектура вычислительных систем
03. История ЭВМ в СССР
1969 год
1974 год
Архитектура вычислительных систем
0 4. Классификация по размерам
0 4. Классификация по применению
0 4. Классификация по применению
0 4. Классификация ЭВМ
0 5. Персональный компьютер
0 5. Персональный компьютер
Архитектура вычислительных систем
0 5. Персональный компьютер
05. Компьютеры « Apple »
Архитектура вычислительных систем
Архитектура вычислительных систем
05. Компьютеры IBM PC
05. Процессоры Intel для IBM
Литература
Литература
Литература
Литература
1/65
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 87)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (4733 Кб)
1

Первый слайд презентации: Архитектура вычислительных систем

01. Краткая история вычислительной техники

Изображение слайда
2

Слайд 2: Краткая история вычислительной техники

История Поколения ВС Классификация ВС Персональные компьютеры

Изображение слайда
3

Слайд 3: 01. Предыстория ВТ

Счетные палочки Счеты, абак «Считающие часы», 1623 год Логарифмическая линейка Механические устройства …

Изображение слайда
4

Слайд 4: 01. Абак

Когда людям надоело вести счёт при помощи загибания пальцев и перекладывания палочек, они изобрели абак (счёты). Количество подсчитываемых предметов соответствовало числу передвинутых костяшек этого инструмента.

Изображение слайда
5

Слайд 5: 01. Счеты

Знакомые всем счеты впервые появились на Руси в XVI веке. 1658 г. – в “ Переписной книге деловой казны Патриарха Никона 1658 г. ” встречается слово “ счоты ”, счеты уже изготавливались для продажи в России 01. Счеты

Изображение слайда
6

Слайд 6: 01. Логарифмические линейки

1614 год Роберт Биссакар придумал логарифмическую линейку

Изображение слайда
7

Слайд 7: 01. Логарифмические линейки

Первая универсальная логарифмическая линейка, была сконструирована в 1779 году выдающимся английским механиком Дж.Уаттом.

Изображение слайда
8

Слайд 8: 01. Механические устройства

Машина Шикарда – 1623

Изображение слайда
9

Слайд 9: 01. Механические устройства

Паскалина - 1642

Изображение слайда
10

Слайд 10: 01. Механические устройства

Вычислитель Лейбница - 1673

Изображение слайда
11

Слайд 11: 01. Механические устройства

В 1801 году Жозеф Мари Жаккар разработал ткацкий станок, в котором вышиваемый узор определялся перфокартами. Серия карт могла быть заменена, и смена узора не требовала изменений в механике станка. Это было важной вехой в истории программирования. 01. Механические устройства

Изображение слайда
12

Слайд 12: 01. Механические устройства

Беббидж, разностная машина – 1822-1840

Изображение слайда
13

Слайд 13: 01. Аналитическая машина

Автоматическое выполнение операций. Работа по вводимой «на ходу» программе. Необходимость специального устройства - памяти - для хранения данных.

Изображение слайда
14

Слайд 14: 01. Табулятор Холлерита

Табулятор Холлерита - 1890

Изображение слайда
15

Слайд 15: 01. Зарождение ЭВМ

1936 год А. Тьюринг и Э. Пост разработали концепцию абстрактной вычислительной машины, чем доказали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности её алгоритмизации.

Изображение слайда
16

Слайд 16: 01. Первые образцы

Цузе  — Z3, была завершена в 1941 году. Она была построена на телефонных реле и работала вполне удовлетворительно. Тем самым, Z3 стала первым работающим компьютером, управляемым программой. Во многих отношениях Z3 была подобна современным машинам

Изображение слайда
17

Слайд 17: 01. Первые образцы

В 1939 году Джон Винсент Атанасов и Клиффорд Берри из Университета штата Айова разработали Atanasoff-Berry Computer (ABC). Это был первый в мире электронный цифровой компьютер. Конструкция насчитывала более 300 электровакуумных ламп, в качестве памяти использовался вращающийся барабан. Несмотря на то, что машина ABC не была программируемой, она была первой, использующей электронные лампы в сумматоре. 01. Первые образцы

Изображение слайда
18

Слайд 18: 01. Первые образцы

1943 год М.Ньюмен и Т.Флауэрс построили машину Colossus на 1500 электронных ламп. 01. Первые образцы

Изображение слайда
19

Слайд 19: 01. Первые образцы

Первой работающей машиной с архитектурой фон Неймана стал манчестерский « Baby » — Small-Scale Experimental Machine (Малая экспериментальная машина), созданный в Манчестерском университете в 1948 году; в 1949 году за ним последовал компьютер Манчестерский Марк I. 01. Первые образцы

Изображение слайда
20

Слайд 20

Джон фон Нейман на фоне компьютера EDVAC 01. Первые образцы

Изображение слайда
21

Слайд 21: 02. Поколения компьютеров

I поколение ( 1945 - 1955) электронно-вакуумные лампы II поколение ( 19 5 5 - 19 6 5) транзисторы III поколение ( 19 6 5 - 19 80 ) интегральные микросхемы IV поколение ( 1980 - … ) большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)

Изображение слайда
22

Слайд 22: 02. I поколение ( 1945 - 1955)

на электронных лампах быстродействие 10-20 тысяч операций в секунду каждая машина имеет свой язык нет операционных систем ввод и вывод: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты

Изображение слайда
23

Слайд 23

ENIAC – электронный цифровой интегратор и вычислитель 02. I поколение ( 1945 - 1955)

Изображение слайда
24

Слайд 24: 02. «ЭНИАК» (194 6 )

Разработчики – Дж. Моучли и П. Эккерт Первый компьютер общего назначения на электронных лампах: длина 26 м, вес 3 5 тонн сложение – 1/5000 сек, деление – 1 /300 сек десятичная система счисления 10-разрядные числа проблема – сложность ввода программ…

Изображение слайда
25

Слайд 25: 02. Советские компьютеры

1951. МЭСМ – малая электронно-счетная машина 6 000 электронных ламп 3 000 операций в секунду двоичная система 1952. БЭСМ – большая электронно-счетная машина 5 000 электронных ламп 10 000 операций в секунду

Изображение слайда
26

Слайд 26: 02. II поколение ( 19 5 5 - 19 6 5)

на полупроводниковых элементах – транзисторах (1948, Дж. Бардин, У. Брэттейн и У. Шокли ) быстродействие 10-200 тыс. операций в секунду первые операционные системы первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959) средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски

Изображение слайда
27

Слайд 27: 02. II поколение ( 19 5 5 - 19 6 5)

1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702 196 5-1966. БЭСМ- 6 60 000 транзисторов 200 000 диодов 1 млн. операций в секунду память – магнитная лента, магнитный барабан 02. II поколение ( 19 5 5 - 19 6 5)

Изображение слайда
28

Слайд 28

Микросхемы: быстродействие до 1 млн. операций в секунду оперативная памяти – сотни тысяч байт операционные системы – управление памятью, устройствами, временем процессора языки программирования Бэйсик (1965), Паскаль (1970, Н. Вирт ), Си (1972, Д. Ритчи ) совместимость программ 02. III поколение (1965-1970)

Изображение слайда
29

Слайд 29: 02. Мэйнфреймы IBM

1964. IBM/360 фирмы IBM. большие универсальные компьютеры (мэйнфреймы) кэш-память конвейерная обработка команд операционная система OS/360 1 байт = 8 бит (а не 4 или 6!) разделение времени 1970. IBM/370 1990. IBM/390

Изображение слайда
30

Слайд 30: 02. Компьютеры ЕС ЭВМ

1971. ЕС-1020 20 тыс. операций в секунду память 256 Кб 1977. ЕС-1060 1 млн. операций в секунду память 8 Мб 1984. ЕС-1066 5,5 млн. операций в секунду память 16 Мб

Изображение слайда
31

Слайд 31: 02. Мини-компьютеры

Серия PDP фирмы DEC меньшая цена проще программировать графический экран Система малых машин – СМ ЭВМ (СССР) до 3 млн. операций в секунду память до 5 Мб

Изображение слайда
32

Слайд 32: 02. IV поколение (1970-1984)

компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах (БИС, СБИС) персональные компьютеры появление пользователей-непрофессионалов, необходимость «дружественного» интерфейса быстродействие более 1 млрд. операций в секунду оперативная памяти – до нескольких гигабайт многопроцессорные системы компьютерные сети возможности мультимедиа (графика, анимация, звук) 02. IV поколение (1970-1984)

Изображение слайда
33

Слайд 33: 02. Суперкомпьютеры

1972. « ILLIAC - IV » (США) 20 млн. операций в секунду многопроцессорная система 1976. « Cray-1 » ( США ) 166 млн. операций в секунду память 8 Мб векторные вычисления 1980. «Эльбрус-1» (СССР) 15 млн. операций в секунду память 64 Мб 1985. «Эльбрус-2» (СССР) 8 процессоров 125 млн. операций в секунду память 144 Мб водяное охлаждение

Изображение слайда
34

Слайд 34

1985. « Cray-2 » 2 млрд. операций в секунду 1989. « Cray- 3» 5 млрд. операций в секунду 1995. « GRAPE -4» ( Япония ) 1692 процессора 1,08 трлн. операций в секунду 2002. « Earth Simulator » (NEC) 5120 процессоров 36 трлн. операций в секунду 2005. « BlueGene/L » (IBM) 131 072 процессора 280 трлн. операций в секунду 02. Суперкомпьютеры

Изображение слайда
35

Слайд 35: 02. Микропроцессоры

1971. Микропроцессор Intel 4004 4- битные данные 2250 транзисторов 60 тыс. операций в секунду. 1974. Микропроцессор Intel 8080 8 - битные данные деление чисел

Изображение слайда
36

Слайд 36: 02. Первый микрокомпьютер

1974. Микрокомпьютер «Альтаир-8800» ( Э. Робертс ) 1975. Б. Гейтс и П. Аллен написали транслятор языка Бейсик для «Альтаира»

Изображение слайда
37

Слайд 37: 02. Поколения ЭВМ

Пятое поколение ЭВМ (1984 г. – наши дни). Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов. 02. Поколения ЭВМ

Изображение слайда
38

Слайд 38: 02. Поколения ЭВМ

Показатель Поколения ЭВМ Первое 1951-1954 Второе 1958-I960 Третье 1965-1966 Четвертое Пятое ? А 1976-1979 Б 1985-? Элементная база процессора Электронные лампы Транзисторы Интегральные схемы (ИС) Большие ИС (БИС) СвербольшиеИС (СБИС) +Оптоэлектроника +Криоэлектроника Элементная база ОЗУ Электронно-лучевые трубки Ферритовые сердечники Ферритовые сердечники БИС СБИС СБИС Емкость ОЗУ, байт 10 2 10 1 10 4 10 5 10 7 10 8 (?) Быстродействие процессора (оп/с) 10 4 10 6 10 7 10 8 10 9 +Многопроцессорность 10 12, +Многопроцессорность Средства связи пользователя с ЭВМ Пульт управления и перфокарты Перфокарты и перфоленты Алфавитно-цифровой терминал Монохромный графический дисплей, клавиатура Цветной + графический дисплей, клавиатура, «мышь» и др. Устройства голосовой связи с ЭВМ

Изображение слайда
39

Слайд 39: 02. Проблемы и перспективы

Проблемы: технические средства приближаются к пределу быстродействию сложность программного обеспечения приводит к снижению надежности Перспективы: квантовые компьютеры эффекты квантовой механики параллельность вычислений 2006 – компьютер из 7 кубит оптические компьютеры («замороженный свет») биокомпьютеры на основе ДНК химическая реакция с участием ферментов 330 трлн. операций в секунду

Изображение слайда
40

Слайд 40: 03. История ЭВМ в СССР

Обоснование принципов построения ЭВМ с хранимой в памяти программой, независимо от Джона фон Неймана, было подготовлено С.А.Лебедевым в октябре-декабре 1948 года. В ноябре 1950 году произведен первый пробный пуск макета малой электронной счетной машины МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) под руководством С.А.Лебедева.

Изображение слайда
41

Слайд 41: 03. История ЭВМ в СССР

С.А. Лебедев и МЭСМ

Изображение слайда
42

Слайд 42: 03. История ЭВМ в СССР

МЭСМ: наличие арифметических устройств, памяти, устройств ввода/вывода и управления; кодирование и хранение программы в памяти, подобно числам; двоичная система счисления для кодирования чисел и команд; автоматическое выполнение вычислений на основе хранимой программы; наличие как арифметических, так и логических операций; иерархический принцип построения памяти; использование численных методов для реализации вычислений.

Изображение слайда
43

Слайд 43: 1956 год

С.А.Лебедев впервые в СССР выдвинул идею многопроцессорной системы. 1958 год Создание первой и единственной в мире троичной ЭВМ Сетунь, руководитель проекта - Н.П.Брусенцов. 03. История ЭВМ в СССР 1955 год Под руководством С.А.Лебедева и З.Л.Рабиновича введен в эксплуатацию СЭСМ - первый в Союзе матрично-векторный процессор.

Изображение слайда
44

Слайд 44

Создание самых производительных в Европе (на момент ввода в эксплуатацию) быстродействующих вычислительных машин под руководством С.А.Лебедева: 1953 год - БЭСМ, 1958 год - М-20, 1967 год - БЭСМ-6 БЭСМ 03. История ЭВМ в СССР

Изображение слайда
45

Слайд 45: 03. История ЭВМ в СССР

Тактовая частота — 10 МГц 48-битное машинное слово Быстродействие — около 1 млн операций в секунду Конвейерный центральный процессор (ЦП) с отдельными конвейерами для устройства управления (УУ) и арифметического устройства (АУ). Конвейер позволял совмещать обработку нескольких команд, находящихся на разных стадиях выполнения. 8-слойная физическая организация памяти Виртуальная адресация памяти и расширяемые регистры страничной приписки. Совмещённое АУ для целой и плавающей арифметики. Кеш на 16 48-битных слов: 4 чтения данных, 4 чтения команд, 8 — буфер записи Система команд включала в себя 50 24-битных команд (по две в слове)

Изображение слайда
46

Слайд 46: 1969 год

В ЭВМ МИР-2 впервые применен дисплей со световым пером, обеспечивающий оперативный вывод, контроль, редактирование информации и отображение на экране промежуточных и окончательных результатов решения задач. Использовалась внешняя память на магнитных картах; язык программирования - Аналитик (расширение языка Алмир). По сути дела, ЭВМ МИР представляла собой персональный компьютер: возможность индивидуальной работы на компьютере без посредников; простота использования, обеспечиваемая путем взаимодействия с машиной в режиме диалога; достаточно высокая надежность. 03. История ЭВМ в СССР

Изображение слайда
47

Слайд 47: 1974 год

В.М.Глушковым, В.А.Мясниковым, И.Б.Игнатьевым предложены принципы построения рекурсивной (не неймановской) ЭВМ. М.А.Карцевым реализована первая в мире многоформатная векторная структура ЭВМ. В 70-е годы М.А. Карцев впервые в мире предложил и реализовал концепцию полностью параллельной вычислительной системы на базе ЭВМ М-10 - с распараллеливанием на всех четырех уровнях: программ, команд, данных и слов. А в 1978 году разработал проект первой в СССР векторно-конвейерной ЭВМ М-13. 03. История ЭВМ в СССР

Изображение слайда
48

Слайд 48

03. История ЭВМ в СССР

Изображение слайда
49

Слайд 49: 0 4. Классификация по размерам

Большие ЭВМ (мэйнфрем) Мини-ЭВМ Микро-ЭВМ ПК

Изображение слайда
50

Слайд 50: 0 4. Классификация по применению

Изображение слайда
51

Слайд 51: 0 4. Классификация по применению

Изображение слайда
52

Слайд 52: 0 4. Классификация ЭВМ

Изображение слайда
53

Слайд 53: 0 5. Персональный компьютер

70-е годы – микропроцессор!!! 76г. Первый ПК

Изображение слайда
54

Слайд 54: 0 5. Персональный компьютер

относительно невысокая стоимость; наличие «дружественных» операционной и интерфейсной систем; наличие достаточно развитого и относительно недорогого набора внешних устройств; наличие аппаратных и программных ресурсов общего назначения. 0 5. Персональный компьютер

Изображение слайда
55

Слайд 55

0 5. Персональный компьютер

Изображение слайда
56

Слайд 56: 0 5. Персональный компьютер

IBM – принцип открытой архитектуры 2 семейства ПК IBM совместимые Apple 0 5. Персональный компьютер

Изображение слайда
57

Слайд 57: 05. Компьютеры « Apple »

1976. « Apple-I » С. Возняк и С. Джобс 1977. « Apple-II » - стандарт в школах США в 1980-х тактовая частота 1 МГц память 48 Кб цветная графика звук встроенный язык Бейсик первые электронные таблицы VisiCalc

Изображение слайда
58

Слайд 58

1983. « Apple-IIe » память 128 Кб 2 дисковода 5,25 дюйма с гибкими дисками 1983. « Lisa » первый компьютер, управляемый мышью 1984. « Apple-IIc » портативный компьютер жидкокристаллический дисплей 05. Компьютеры « Apple »

Изображение слайда
59

Слайд 59

1984. « Macintosh » системный блок и монитор в одном корпусе нет жесткого диска дискеты 3,5 дюйма 1985. Excel для « Macintosh » 1992. PowerBook 1994. Переход на процессоры PowerPC (Apple, IBM, Motorolla) PowerMac G3 (1997) PowerMac G4 (1999) iMac (1999) PowerMac G4 Cube (2000) 05. Компьютеры « Apple »

Изображение слайда
60

Слайд 60: 05. Компьютеры IBM PC

1981. IBM 5150 процессор Intel 8088 частота 4,77 МГц память 64 Кб гибкие диски 5,25 дюйма 1983. IBM PC XT память до 640 Кб винчестер 1 0 Мб 1985. IBM PC AT процессор Intel 80286 частота 8 МГц винчестер 20 Мб

Изображение слайда
61

Слайд 61: 05. Процессоры Intel для IBM

1985. Intel 80386 275 000 транзисторов виртуальная память 1989. Intel 80486 1,2 млн. транзисторов 1993-1996. Pentium частоты 50-200 МГц 1997-2000. Pentium-II, Celeron 7,5 млн. транзисторов частоты до 500 МГц 1999-2001. Pentium-III, Celeron 28 млн. транзисторов частоты до 1 ГГц 2000-… Pentium 4 42 млн. транзисторов частоты до 3,4 ГГц

Изображение слайда
62

Слайд 62: Литература

История ЭВМ: Апокин И.А. Майстров Л.Е. – Развитие вычислительной техники Гутер Р.С. Полунов Ю.Л. – От абака до компьютера

Изображение слайда
63

Слайд 63: Литература

Архитектура ЭВМ: Хамахер К. – Организация ЭВМ; Королев Л.Н. – Архитектура ЭВМ; Таненбаум Э.С. – Архитектура компьютера; Горнец Н.Н. – Организация ЭВМ и систем

Изображение слайда
64

Слайд 64: Литература

Устройство ПК: Мюллер С. - Модернизация и ремонт ПК; Бигелоу С. – Устройство и ремонт ПК; Гук М. – Аппаратные средства IBM PC

Изображение слайда
65

Последний слайд презентации: Архитектура вычислительных систем: Литература

Ассемблер: Ирвин Кип. – Язык ассемблера для процессоров Intel; Митницкий В.Я. – Архитектура IBM PC и язык ассемблера; Рудаков П.И. Финогенов К.Г. – Язык ассемблера; Голубь Н.И. – Искусство программирования на ассемблере.

Изображение слайда