Понятие архитектуры эвм

С середины 60-х годов изменился подход к созданию ЭВМ. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных и программных средств. Причем на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие – архитектура ЭВМ.

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.

Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, учитывающих множество факторов, важнейшими из которых являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации.

Основные компоненты архитектуры эвм:

Аппаратные средства: Программное обеспечение Вычислительные и логические возможности

• Структура ЭВМ; - Операционная система - Система команд

• Организация памяти; - Языки программирования - Форматы данных

• Организация ввода-вывода; - Прикладное ПО - Быстродействие

• Принципы управления

Отличие структуры от архитектуры эвм

Структура определяет конкретный состав ЭВМ на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы) и описывает связи функциональных блоков во всей их полноте.

Архитектура определяет правила взаимодействия составных частей ЭВМ, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования правил их взаимодействия.

Она регламентирует наиболее важные связи, которые должны быть известны для более грамотного использования вычислительного средства.

2. Программное обеспечение – вторая равноправная часть ИТ.

Без программ любая аппаратура – просто груда железа (многие так и называют аппаратную часть –"железо").

Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действий компьютера. По функциональному признаку различают следующие виды ПО: системное и прикладное ПО.

Под системным (базовым) понимается ПО, включающее в себя: операционные системы (ОС), сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).

Системные программы управляют работой аппаратных средств и обеспечивают услугами нас и наши прикладные комплексы.

Основная функция ОС – управление ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем. Физические ресурсы: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. Логические ресурсы: программы, файлы, события и т.д. Под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.

В настоящее время существует большое количество ОС, разработанных для ЭВМ различных типов. На ЭВМ Единой Системы (ЕС ЭВМ), используют ОС ЕС, на малых ЭВМ (СМ-4, СМ-1420) – ОС РВ и RSX-11M, на ПЭВМ – DOS 6.22, Windows 95, Windows NT, Windows 98, Unix, OS/2.

Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т.д. К сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ЭВМ в сетевых конфигурациях (так называемые сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.

Например, большое распространение получили следующие сетевые ОС: NetWare 4.1 (фирма Novell), Windows NT Server 3.5 (фирма Microsoft), LAN Server 4.0 Advanced (фирма IBM).

Сервисные программы используются для расширения возможностей ОС и предоставления набора дополнительных услуг. Их можно разделить на следующие группы: интерфейсные системы, оболочки операционных систем, утилиты.

Интерфейсные системы являются естественным продолжением ОС и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ.

В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют ОС. Это относится, например, к Windows 3.11 и Windows 3.11 for Work Groups (для рабочих групп).

Оболочки ОС, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю только качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой.

Оболочки существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг.

На ПК широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander и Dos Navigator.

Утилиты - это программные модули, предоставляющие пользователю средства обслуживания компьютера и его ПО. Они обеспечивают реализацию следующих действий: обслуживание магнитных дисков ("лечение" и оптимизация дисков, восстановление случайно удаленной информации, поиск и многое другое); обслуживание файлов и каталогов (поиск, копирование, удаление, сравнение и т.д.); предоставление информации о ресурсах компьютера (объем оперативной и внешней памяти, размещение информации на дисках и т.д.); шифрование информации; защита от компьютерных вирусов; архивация файлов; разнообразные диагностические модули и др.

Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные комплекты утилит. В настоящее время для ПК среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Существуют его версии для использования в среде DOS и Windows.

Средства разработки программ используются для разработки нового ПО, как системного, так и прикладного.

Прикладное ПО предназначено для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями.

Спектр проблемных областей в настоящее время весьма широк и включает в себя: промышленное производство, инженерную практику, научные исследования, медицину, управление (менеджмент), делопроизводство, издательскую деятельность, образование и т.д.

Из всего разнообразия прикладного ПО выделяют группу наиболее распространенных программ (типовые пакеты и программы), которые можно использовать во многих областях человеческой деятельности.

К типовому прикладному ПО относят следующие программы: текстовые процессоры; табличные процессоры; системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры); системы управления базами данных; экспертные системы; программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.

Предлагаемые на рынке ПО приложения, в общем случае, могут быть выполнены как отдельные программы либо как интегрированные системы. Интегрированными системами обычно являются экспертные системы, программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных, а также офисные системы.

Примером мощной и широко распространенной интегрированной системы является офисная система Microsoft Office.

Промежуточное место между системным ПО и прикладным ПО занимает особый класс программ - инструментальные средства разработки приложений. Роль таких систем за последние годы резко возросла. Если раньше для разработки программ пользователи применяли автономные компиляторы (типа Turbo C, Turbo Pascal и т.д.) с несложным сервисом, то ныне в состав инструментария входят мощные средства визуального программирования, библиотеки функций и классов.

Программа, выполняемая на компьютере под управлением той или иной ОС и предназначенная для решения задач пользователя, называется приложением.

Различают два принципиально разных типа выражений – приложения MS-DOS и приложения Windows. Первые, как правило, нормально выполняются в среде Windows. Вторые, в свою очередь, делятся на 16-разрядные, которые могут выполняться и под Windows 3.x и под Windows 95(NT), и 32-разрядные, которые могут выполняться под Windows 3.x только при определенных условиях (после обработки системой Win32s).