ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перспективы развития вычислительной техники из "Методы кибернетики в химии и химической технологии" Достоинством электронных машин является точность расчетов и большая скорость выполнения операций (до нескольких миллионов в одну секунду), что позволяет в кратчайший срок выполнять такой объем вычислительной работы, на которую были бы затрачены многие месяцы труда целой группы вычислителей. [c.135] ЭВМ является средством оптимального проектирования, оптимального управления большими системами и моделирования больших систем, не поддающихся анализу и моделированию на аналоговых вычислительных машинах. Наконец, ЭВМ применяются при статистическом анализе данных, получаемых с действующих производств, целью которого является определение характеристик управления и проведение последующих оптимизационных исследований. [c.135] ЭВМ особенно часто используется для решения задач, которые требуют применения методов последовательных приближений. [c.135] Для моделирования процессов химической технологии иногда используют аналого-цифровые комплексы, представляющие собой сочетание машин обоих типов — АВМ и ЭВМ. [c.135] В настоящее время уже сменились два поколения электронных вычислительных машин, и мы являемся свидетелями бурного развития систем третьего, четвертого и пятого поколений. [c.135] Первое поколение (конец 40-х годов) — мащины на электронных лампах, второе (50-е годы)—машины на полупроводниковых дискретных элементах, третье (с начала 60-х годов по настоящее время)—машины на интегральных схемах. [c.135] Первое поколение машин не имело систем программного обеспечения. Все программирование для них проводилось на уровне команд машины. [c.135] Второе поколение машин положило начало системному программированию — были разработаны библиотеки программ и трансляторы с различных языков программирования. [c.135] В вычислительных системах широко применяется совмещение операций во времени. Увеличились децентрализация систем и число связей между устройствами некоторые из них получили возможность взаимодействовать не только через центральное управление, но и непосредственно. Возросла доля аппаратной реализации процедур, выполнявшихся ранее специальными программами. К таким процедурам можно отнести прежде всего операции с плавающей запятой, операции вычисления с двойной точностью, вычисления некоторых элементарных функций, операции со словами переменной длины и т. п. Часть функций контроля и диагностики реализована специальными схемами. Значительно больший объем памяти и более совершенная организация обращения к разным ее частям создали лучшие возможности для программирования, трансляции программ с различных языков, организации обмена, ввода и вывода информации. Особенностью структуры вычислительных систем является также развитая система прерывания, обеспечивающая их работу в режиме разделения времени. [c.136] Дальнейшее развитие в машинах третьего поколения получили средства математического обеспечения. Были продолжены работы по созданию проблемно-ориентированных языков для записи алгоритмов, моделирования схем и систем и решения других задач, а также машинно-орие(нтированных символических языков типа автокода, хорошо учитывающих возможности конкретных машин и моделей разработаны трансляторы для них и разные вспомогательные программы для организации использования языков и трансляции. [c.136] В конце 50-х годов [3] бытовало мнение, что одна установка машин на предприятиях сразу резко поднимет эффективность их работы позднее оказалось, что все дело в математическом обеспечении, заложенном в машины, а создать его оказалось совсем не просто. За последние 15—20 лет в автоматизированных системах управления резко изменилось распределение затрат между техникой и математикой если в начале 60-х годов математика занимала 10—20%, то сейчас 60%, а в прогнозах на конец 80-х годов фигурируют следующие данные 20% на технику и 80% на математику. В машинах третьего поколения огромное внимание уделяется их математическому (программному) обеспечению. [c.136] Вторым важным направлением усовершенствования средств математического обеспечения было развитие так называемых операционных систем и сервисных программ, предназначенных для уменьшения трудоемкости подготовки и решения задач и освобождения программиста от некоторых второстепенных ( рутинных ) операций. К ним прежде всего относятся программы отладки, контроля, формирования архивов программ в накопителях и программ, обеспечивающих автоматическую организацию исполнения различных режимов, необходимых для решаемой задачи. Такие системы программ объединяют в единую исполнительную систему, управляемую специальной программой-диспетчером (называемой также монитором или супервизором). В эти же системы входят программы тестирования устройств (диагностические, обнаруживающие, локализующие тесты и т. п.), облегчающие эксплуатацию машин. [c.136] Основной частью программного обеспечения является операционная система ЭВМ [2]. Она организует всю работу машины опрашивает периферийные устройства, определяет последовательность обработки отдельных программ, решает вопросы взаимосвязи программ, хранения промежуточных данных, устанавливает возможность одновременной работы ЭВМ со многими терминалами (или пользователями). [c.136] Важной частью операционной системы являются также такие специфические программы, как трансляторы (переводчики) с общих машинных языков на язык каждой конкретной машины. [c.136] К отличительным особенностям арифметико-логических блоков (АЛБ) теперь относятся реализадия в одном устройстве нескольких АЛБ (десятичного, логического, двоичного и блока с фиксированной и плавающей запятой) и аппаратурные методы ускорения вычислений и выполнения операций с двойной точностью. Такое усложнение функций, выполняемых АЛБ, определило то, что его более часто стали называть устройством обработки данных. [c.137] Запоминающие устройства (ЗУ) строятся на различных элементах (ферритовых сердечниках, тонких магнитных лентах, БИС, феррита сложных форм и т. п.) и носителях (дисках, магнитных лентах) и имеют большой диапазон емкостей, скоростей, а также стоимости. Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) по большей части выполнены на ферритовых сердечниках. Изготовляемые обычно в виде модулей (например, на 4096 слов) такие ОЗУ имеют время цикла до 0,5 мкс и снабжены сердечниками диаметром около 0,5 мм. Общая емкость ОЗУ может достигать 4—6 млн. байт (байт — 8 двоичных разрядов). ЗУ яа магнитных пленках уже достигли достаточной для применения в машинах емкости (до нескольких тысяч слов), и, хотя по стоимости они выше, чем ЗУ на сердечниках, считают, что более высокое быстродействие сделает их в ближайшее время серьезными соперниками последних. Начаты промышленное производство и использование оперативных и сверхоперативных ЗУ на больших интегральных схемах. Такие ЗУ имеют очень высокое быстродействие (до 10—25 не), легко сопрягаются с остальными устройствами машины по сигналам и конструкции, так как выполнены из тех же полупроводниковых элементов, что и логические узлы машины. [c.137] При повышении выхода годных элементов (в %) и улучшении их технологии станет возможным изготовление запоминающих устройств на БИС сверхбольшой емкости с низкой удельной стоимостью. [c.137] В качестве внешних ЗУ используют магнитные барабаны (емкость — до нескольких миллионов слов, время выборки — несколько миллисекунд), магнитные диски или карты (емкость — сотни миллионов слов время выборки—десятки или сотни миллисекунд), а также магнитные ленты. Обмен информацией между различными ЗУ организуется специальными программами непосредственно в процессе вычислений. [c.137] Надежность машин третьего поколения существенно возросла по сравнению с надежностью прежних машин. Это объясняется как увеличением надежности самих элементов и уровня их интеграции, так и дальнейшим развитием методов аппаратного и программного контроля устройств ЭВМ. [c.137] Для ЭВМ третьего поколения характерны выпуск серий (например, машины единой серии ЕС или СМ) и блочность это значительно расширило их возможности и облегчило их внедрение, постепенное наращивание мощности и взаимную связь Обычно серия состоит из ряда машин, отличающихся одна от другой мощностью, быстродействием, емкостью оперативной памяти. Например, в серию ЕС, выпускаемую странами социалистического содружества, входят машины трех классов малой, средней и большой мощности. В то же время машины одной серии имеют единую систему команд (т. е. программы, реализуемые одной машиной, можно без изменений запустить в другую, не меньшую по мощности машину этой серии), ко всем машинам серии выпускается единый набор блоков памяти и периферийных устройств, все машины серии можно сравнительно легко соединить одну с другой. Каждая ЭВМ выпускается не как единая конструкция, имеющая жесткую конфигурацию, как было ранее, а в виде отдельных функциональных взаимно конструктивно дополняющих блоков, позволяющих. тегко изменить конфигурацию ЭВМ в процессе ее эксплуатации. Отдельными блоками можно расширять оперативную и внешнюю память, периферийные устройства, терминалы. Все эти блоки могут использоваться в любой машине серии. [c.137] Вернуться к основной статье