0

К какому поколению относится эвм эльбрус

«Эльбру́с» — серия советских суперкомпьютеров, разработанных в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) в 1970—1980-х годах под руководством Всеволода Сергеевича Бурцева. Производство велось на Загорском электромеханическом заводе (ЗЭМЗ) «Звезда». Архитектура «Эльбрус-3», разработка которого началась в конце 80-х, принципиально отличалась от предыдущих моделей. Опытный образец Эльбрус-3 прошёл испытания, но в серийное производство запущен не был.

Содержание

Модели серии [ править | править код ]

Эльбрус-1 [ править | править код ]

Многопроцессорный вычислительный комплекс (МВК) Эльбрус-1 — разработан в 1973—1979 гг., сдан государственной комиссии в 1980 году. Построен на базе ТТЛ-микросхем. Производительность — до 12 млн оп/с в комплектации Э1-10 с десятью ЦП [1] . Главный конструктор серии — Всеволод Сергеевич Бурцев.

Эльбрус-2 [ править | править код ]

МВК Эльбрус-2 — разработан в 1977—1984 гг., сдан в 1985 году. Производительность на 10 процессорах (из них 2 считались резервными) — 125 млн оп/с [2] . Построен на базе ЭСЛ интегральных схем ИС-100 (аналог серии Motorola 10000), из-за высокой потребляемой мощности требовал мощную систему охлаждения. По словам Бориса Бабаяна, всего было выпущено до 200 машин «Эльбрус-2» с разным числом процессоров [3] .

Используется в управлении РЛС Дон-2H [4] [5] .

По справке «Красной звезды» от 1 марта 2001 года, Эльбрус-2 используется в «системе ПРО второго поколения, ЦУПе, Арзамасе-16 и Челябинске-70» [6] .

Используется в системе ПРО Москвы А-135 [7] .

  • Процессор
  • Размещён в трёх шкафах
  • Система команд — безадресная, стековая, используется обратная польская запись
  • Тактовая частота — 20 МГц
  • Производительность по смеси Гибсон-3 — 12,5 млн оп/сек
  • ОЗУ
    • логическая организация — тегированная, страничная (размер страницы — 512 слов)
    • физически — до 16 млн слов (24-битная физическая адресация) размером 80 бит (из них 8 контрольных), эквивалентный объём — 144 МБайт
    • построена на микросхемах DRAM ЗУ565РУЗВ (16K * 1)
    • используется трёхуровневый интерливинг [8]
    • Внешняя память [9]
      • На магнитных барабанах — от 8,5 до 136 МБайт
      • На сменных магнитных дисках — от 34 до 700 МБайт
      • На магнитной ленте — от 70 до 560 МБайт
      • Эльбрус-1К2 и Эльбрус-Б [ править | править код ]

        Эльбрус-1К2 (также известен как СВС [10] с жаргонной расшифровкой «Система, Воспроизводящая Систему» [10] ) был разработан на основе компонентов и технологий Эльбруса-2 для замены БЭСМ-6. Сохранял полную программную совместимость с предшественником. Было произведено порядка 60 машин. [11]

        Эльбрус-Б (или Эльбрус-1КБ) — это усовершенствованная версия БЭСМ-6, выполненная на интегральных микросхемах, в которой устранены некоторые ограничения архитектуры БЭСМ-6. Главный конструктор — Г. Г. Рябов.

        Характеристика БЭСМ-6
        (1968)
        Эльбрус-1К2 Эльбрус-Б
        Производительность
        (млн. оп/с)
        1 2,5 — 3 4 — 5
        Частота, МГц 10 20 20
        Разрядность, бит 48 48 48 или 64
        Разрядность адресации ОЗУ, бит 15 15 15 или 27
        Объём ОЗУ, МБ 0,032-0,128 0,77 64
        Объём дискового ЗУ, МБ
        (в стандартной комплектации)
        116 58 800
        Занимаемая площадь, м²
        (со всей периферией)
        150-200 250 70
        Потребляемая мощность, кВт 30 105 25
        Всего выпущено 355 60 60

        Эльбрус-3 [ править | править код ]

        МВК Эльбрус-3 — разрабатывался в 1986—1994 гг. группой сотрудников ИТМиВТ под руководством Б. А. Бабаяна на основании совершенно новых архитектурных идей. МВК Эльбрус-3 должен был содержать 16 суперскалярных процессоров с VLIW системой команд. Не был запущен в серию.

        Архитектура «Эльбрус-3» получила дальнейшее развитие в архитектуре микропроцессоров Эльбрус 2000 и Эльбрус-3М1. [12]

        Эльбрус-3-1 (МКП) [ править | править код ]

        Конструктор А. А. Соколов. В 1993 году был успешно завершён первый этап Государственных испытаний «Эльбрус-3-1» — МКП (модульный конвейерный процессор) (Премия имени С. А. Лебедева РАН). В МКП основная идея заключалась в возможности подключения процессоров с различной специализацией (радиолокационная обработка, структурная обработка, быстрые преобразования Фурье и т. д.). У МКП было несколько счётчиков команд, поэтому он мог работать с несколькими потоками команд. Одновременно на едином поле памяти в процессоре выполнялось до четырёх потоков команд.

        Архитектура Эльбрус-1,2 [ править | править код ]

        Основным отличием системы Эльбрус является ориентация на языки высокого уровня 1980-х годов. Языки класса Ассемблер в системе отсутствуют. Базовый язык — Автокод Эльбрус Эль-76 (автор В. М. Пентковский), на котором написано общесистемное программное обеспечение (ОСПО), является языком класса Алгол. Он напоминает язык Алгол-68. Основное различие состоит в динамическом связывании типов, которое поддерживается на аппаратном уровне. При компиляции программа на Эль-76 переводилась в безоперандные команды стековой архитектуры.

        Главное отличие архитектуры Эльбрус от большинства существующих систем — это использование тегов. В системе Эльбрус каждое слово памяти имеет кроме информационной части, содержащей элемент данных, ещё и управляющую часть — тег элемента, на основании которого аппаратура процессора динамически выполняет выбор нужного варианта операции и контроль типов операндов.

        Очень похожие принципы: Алгол как управляющий язык и система тегов применялись в компьютере B5000 фирмы Burroughs Corporation. Среди пользователей Эльбруса ходила шутка: называть систему «Эль-Берроуз».

        Элементарные типы данных [ править | править код ]

        • целые числа двух форматов — слово (64 разряда) и полуслово (32 разряда)
        • вещественные числа трех форматов — слово, полуслово и удвоенное слово (128 разрядов)
        • наборы — обобщение языковых типов данных bool (логический), char (символьный), alfa (короткая строка, размещаемая в слове), bytes (последовательность байтов слова)

        Управление памятью [ править | править код ]

        В аппаратуре и ОС реализован гибкий механизм управления виртуальной памятью (называющейся в документации «математической»). Программисту предоставляется возможность описывать массивы размерами до 2 20 элементов. Разрешённые форматы элементов массива: бит, цифра (4 бит), байт, полуслово (32 бит), слово (64 бит), слово удвоенной точности (128 бит). Каждой задаче предоставляется 2 32 слов.

        Программное обеспечение [ править | править код ]

        • Операционная система, система файлов, система программирования Эль-76, многоязыковые компоненты ОСПО — ИТМиВТ
        • Фортран, Кобол, ПЛ/1, Алгол — Новосибирский филиал ИТМиВТ (ныне [13] ОАО «Новосибирский институт программных систем»)
        • Паскаль, КЛУ, АБВ, РЕФАЛ, Снобол-4, Диашаг, Форт — Ленинградский университет, 1986 г. (Работает под управлением ОСПО. Имеются средства связи с процедурами на Эль-76).
        • Интеллектуальная система программирования МИС, Лисп — Институт кибернетики АН СССР
        • Симула-67 — Ростовский университет
        Читайте также:  Интернет модемы для ноутбука отзывы

        Разработки МЦСТ [ править | править код ]

        Технические характеристики процессоров, выпускаемых ЗАО «МЦСТ» [14]

        Архитектура SPARC R150 R500 R500S R1000 R2000
        Год выпуска 2001 2004 2007 2011
        Техпроцесс, нм 350 130 130 90
        Архитектура SPARC v8 SPARC v8 SPARC v8 SPARC v9, VIS1, VIS2
        Количество ядер 1 1 2 4
        Тактовая частота, МГц 150 500 500 1000
        Производительность (32 бита), Гфлопс 0,15 0,5 1 16
        Производительность (64 бита), Гфлопс 0,15 0,5 1 8
        Потребляемая мощность, Вт 5 1 5 15
        Команд на 1 такт 1 1 1 2
        Кеш уровня 2, МБ 0 * 0 ** 0,5 2
        Пропускная способность шины памяти, Гбайт/с 0,4 0,8 2,6 6,4
        Площадь кристалла, мм² 100 25 81 128
        Число транзисторов, млн 2,8 5 51 180
        Число слоёв металла 4 8 8 10
        Тип корпуса BGA 480 BGA 376 HFCBGA 900 HFCBGA 1156
        Максимальное число ядер в системе с общей памятью 1 4 2 16
        Каналы межпроцессорного обмена ccLVDS 3
        Пропускная способность канала ccLVDS, Гбайт/с 4
        Пропускная способность канала ioLVDS, Гбайт/с 1,3 2
        Комплексирование машин через каналы RDMA до 4 до 4
        Южный мост встроенный КПИ
        Архитектура Эльбрус Эльбрус Эльбрус-S Эльбрус-2C+ Эльбрус-4C Эльбрус-1C+ Эльбрус-8C [15]
        Год выпуска 2005 2010 2011 2014 2016
        Техпроцесс, нм 130 90 90 65 40 28 Архитектура Эльбрус Эльбрус Эльбрус, ElCore9 Эльбрус Эльбрус, MGA2,

        Эльбрус Количество ядер 1 1 2 (+4 DSP) 4 1 (+1 2D, +1 3D) 8 Тактовая частота, МГц 300 500 500 800 1000 1300 Производительность (32 бита), Гфлопс 4,8 8 28 50 24 250 Производительность (64 бита), Гфлопс 2,4 4 8 25 12 125 Потребляемая мощность, Вт 6 20 25 45 10 80 Команд на 1 такт 23 23 23 23 25 25 Кеш уровня 1, КБ (данные + команды) 64 + 128 (64 + 128) / ядро Кеш уровня 2, МБ 0,25 2 2 8 2 4 Кеш уровня 3, МБ 16 Тип встроенного контроллера памяти – DDR2-500 DDR2-800 DDR3-1600 DDR3-1600 DDR3-1600 Количество каналов обмена с памятью – 1 1 3 2 4 Пропускная способность шины памяти, Гбайт/с 4,8 8 12,8 38,4 25,6 51,2 Площадь кристалла, мм² 189 142 289 380 122 321 Число транзисторов, млн 75,8 218 368 986 375 2730 Число слоёв металла 8 9 9 9 Тип корпуса HFCBGA 900 HFCBGA 1156 HFCBGA 1296 HFCBGA 1600 HFCBGA 1156 FCBGA 2028

        Максимальное число ядер в системе

        с общей памятью (прямое соединение)

        2 4 8 16 32 ?

        Максимальное число ядер в системе

        с общей памятью (через чип-коммутатор)

        – 16 32 64 Каналы межпроцессорного обмена ccLVDS – 3 3 3 3 Пропускная способность одного канала ccLVDS, Гбайт/с – 4 4 12 16 Пропускная способность канала ioLVDS, Гбайт/с – 2 2 4 Комплексирование машин через каналы RDMA до 2 до 4 до 4 до 4 Пропускная способность канала ввода-вывода/RemoteDMA, Гбайт/с 2 2 2 4 Южный мост на базе FPGA КПИ КПИ КПИ КПИ2 КПИ2

        * возможно подключение внешней кеш-памяти объёмом до 1 МБ
        ** возможно подключение внешней кеш-памяти объёмом до 4 МБ

        Эльбрус-90микро [ править | править код ]

        Эльбрус-90микро — вычислительный комплекс, основанный на микропроцессорах серии МЦСТ-R с архитектурой SPARC.

        Эльбрус-3М [ править | править код ]

        Вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1» создан на основе VLIW-процессора с архитектурой Эльбрус 2k фирмы МЦСТ [16] . В режиме двоичной компиляции эмулирует систему команд x86; поставляется с операционной системой МСВС-Э (на основе Linux 2.6.14), системой программирования с оптимизирующим компилятором, системой двоичной компиляции, системой тестовых и диагностических программ, средствами для обеспечения программной совместимости с многопроцессорными вычислительными комплексами (МВК) «Эльбрус-2» и «Эльбрус-1». Прошёл государственные испытания [17] .

        В тесте SPEC «Эльбрус» с тактовой частотой 300 MHz в режиме совместимости с платформой x86 обогнал Pentium III 500 MHz. [1]

        Предполагалось, что в 2008 году будут построены 100 серверов «Эльбрус-3М» для оборонной отрасли. Теоретическая производительность двухпроцессорной системы, работающей на частоте 300 МГц, составляет 4,8 Гфлопс (64-bit double) — для сравнения, двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo 2,4 ГГц = 19,2 Гфлопс (64-bit double), двухъядерный Itanium 2 1,66 ГГц — 13,2 Гфлопс (64-bit double), четырёхъядерный Sandy Br >[18] [19] .

        КМ-4 [ править | править код ]

        В декабре 2012 г. ЗАО «МЦСТ» получило пилотную партию моноблочных компьютеров «КМ-4», оснащённых материнской платой «Монокуб» [20] , построенной на базе процессора Эльбрус-2С+ и южного моста КПИ.

        Следующие поколения процессоров Эльбрус [ править | править код ]

        В 2009 году планируется начало производства процессоров по технологии 90 нм. А компьютер получит 4 таких процессора с частотой 500 МГц. В планах дальнейшее развитие процессоров:

        • «Эльбрус-2СМ» — 12 ГФлопс, 90 нм к 2014 г. — микропроцессор с архитектурой Эльбрус, адаптированный для производства на отечественной фабрике [21] .
        • «Эльбрус-1С+» — 24+28 ГФлопс, 40 нм, 1 ГГц, 7 Вт, к 2015 г. — экономичный микропроцессор с архитектурой Эльбрус и встроенным графическим ядром [22] .
        • «Эльбрус-4С» — 64 ГФлопс, 65 нм к 2014 г.
        • «Эльбрус-8С» — 250 ГФлопс, 28 нм к 2015 г. — восьмиядерный микропроцессор с архитектурой Эльбрус [23] .
        • «Эльбрус-16С» — 0,5—1 ТФлопс, 16—28 нм, 8-16 ядер, к 2018 г. [24]
        • «Эльбрус-32С» — 2—4 Тфлопс, 10—14 нм, 32 ядра, до 2 ГГц, к 2019—2020 г.

        Архитектура

        Архитектура ELBRUS (англ. ExpLicit Basic Resources Utilization Scheduling — «явное планирование использования основных ресурсов»).

        Архитектура «Эльбрус» разработана в России и имеет ряд уникальных особенностей:

        • Основная особенность — заложенный в архитектуру принцип явного параллелизма операций, он дает возможность выполнять на каждом ядре до 25 операций за один машинный такт, что обеспечивает высокую производительность при умеренной тактовой частоте;
        • технология динамической двоичной трансляции, позволяющая обеспечивать эффективное исполнение приложений и операционных систем, распространяемых в двоичных кодах x86;
        • поддержка режима защищённых вычислений с особым аппаратным контролем целостности структуры памяти, которая позволяет обеспечить высокий уровень информационной безопасности использующих его программных систем.

        Помимо высокой производительности и энергоэффективности процессоров, это дает возможность применять их в замещении импортных вычислительных систем там, где этого требуют соображения информационной безопасности и технологической независимости.

        Операционные системы [ править | править код ]

        Операционные системы поддерживающие процессоры архитектуры Эльбрус:

        Мало кто знает, но у истоков создания самого известного в мире процессора Intel Pentium были и советские специалисты и инженеры. В свое время СССР добился достаточно серьезных достижений в создании компьютерной техники. Примером этому может служить серия советских суперкомпьютеров «Эльбрус», которые были созданы в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) в 1970-1990-х годах прошлого века, это же название носит серия микропроцессоров и систем, созданных на их основе и выпускаемых сегодня ЗАО МЦСТ (Московский центр SPARC-технологий).

        Читайте также:  Звуки неисправного жесткого диска

        При этом история «Эльбруса» достаточно обширна. Работы над первым компьютером с таким названием велись с 1973 по 1978 год в ИТМиВТ им. Лебедева, руководил этими работами Б. С. Бурцев, разработка велась при участии Бориса Бабаяна, который являлся одним из замов главного конструктора. В то время основным заказчиком данной продукции, конечно же, выступали военные.

        Первый компьютер «Эльбрус» обладал модульной архитектурой и мог включать в себя от 1 до 10 процессоров на базе схем средней интеграции. Быстродействие данной машины достигало 15 миллионов операций в секунду. Объем оперативной памяти, которая была общей для всех 10 процессоров, составлял до 2 в 20 степени машинных слов или, если применять принятые сейчас обозначения, 64 Мб. Однако самым интересным в «Эльбрусе-1» была именно его архитектура. Созданный в СССР суперкомпьютер стал первой в мире коммерческой ЭВМ, которая применяла суперскалярную архитектуру. Ее массовое применение за рубежом началось только в 90-х годах прошлого века с появлением на рынке доступных процессоров Intel Pentium.

        Позднее выяснилось, что подобные разработки существовали еще до «Эльбруса», ими занималась компания IBM, но работы по данным проектам не были завершены и так и не привели к созданию конечного коммерческого продукта. По словам В. С. Бурцева, являвшегося главным конструктором «Эльбруса», советские инженеры старались применять самый передовой опыт как отечественных, так и зарубежных разработчиков. На архитектуру компьютеров «Эльбрус» повлияли не только компьютеры компании Burroughs, но и разработки такой известной фирмы, как Hewlett-Packard, а также опыт разработчиков БЭСМ-6.

        При этом немалая часть разработок была оригинальной, к ним относится и суперскалярная архитектура. Кроме этого для организации передачи потоков данных между периферийными устройствами и оперативной памятью в компьютере могли применяться специальные процессоры ввода-вывода. Таких процессоров в составе системы могло быть до 4-х штук, они работали параллельно с центральным процессором и обладали своей собственной памятью.

        Следующим этапом работ явилось создание компьютера «Эльбрус-2». Эти ЭВМ отправились в серийное производство в 1985 году. По своей внутренней архитектуре они не сильно отличались от «Эльбрус-1», но применяли новую элементную базу, что позволило увеличить максимальную производительность до 125 млн. операций в секунду. Объем оперативной памяти компьютера увеличился до 16 млн. 72-разрядных слов или 144 Мб. Максимальная пропускная способность каналов ввода-вывода «Эльбруса-2» составляла 120 Мбайт/с.

        Данные компьютеры активно применялись в СССР в областях, которые требовали большого количества вычислений, в первую очередь в оборонной отрасли. ЭВМ «Эльбрус-2» эксплуатировались в ядерных исследовательских центрах в Челябинске-70 и в Арзамасе-16 в ЦУПе, наконец, именно этот комплекс, начиная с 1991 года, применялся в системе ПРО А-135, а также на других военных объектах страны.
        Помимо двух перечисленных выше компьютеров, также выпускался ЭВМ общего назначения «Эльбрус 1-КБ», создание данного компьютера было окончено в 1988 году. До 1992 года было произведено 60 таких ЭВМ. Они были основаны на технологиях «Эльбруса-2» и применялись для замены устаревших машин БЭСМ-6. При этом между «Эльбрус 1-КБ» и БЭСМ-6 существовала полная обратная программная совместимость, которая была дополнена новыми режимами работы с увеличенной разрядностью чисел и адресов.

        Создание компьютеров «Эльбрус» было по достоинству оценено руководством Советского Союза. За разработку «Эльбруса-1» многие инженеры были награждены орденами и медалями. Борис Бабаян был награжден Орденом Октябрьской революции, его коллега В. В. Бардиж – орденом Ленина. За разработку «Эльбруса-2» Бабаян с рядом своих коллег был удостоен Ленинской премии, а генеральный конструктор В. С. Бурцев и ряд других специалистов – Государственной премии.

        После завершения работ над ЭВМ «Эльбрус-2» в ИТМиВТ взялись за разработку ЭВМ на базе принципиально новой процессорной архитектуры. Проект, который был назван достаточно просто – «Эльбрус-3», также значительно опередил аналогичные разработки на Западе. В «Эльбрусе-3» впервые был реализован подход, который Борис Бабаян называет «постсуперскалярным». Именно такой архитектурой в будущем обладали процессоры Intel Itanium, а также чипы компании Transmeta. Стоит отметить, что в СССР работы над данной технологией были начаты в 1986 году, а Intel, Transmeta и HP приступили к реализации работ в этом направлении лишь в середине 1990-х годов.

        К сожалению, «Эльбрус-3» так никогда и не был запущен в серийное производство. Его единственный работающий экземпляр был построен в 1994 году, но в это время он был никому не нужен. Логическим продолжением работ над данным компьютером стало появление процессора «Эльбрус-2000», известного также как E2K. У российской компании имелись большие планы по серийному производству данного процессора, который должен был пойти в серию одновременно или даже еще раньше, чем Itanium. Но из-за отсутствия необходимого объема инвестиций, все данные планы не были реализованы и так и остались на бумаге.

        Российский след в процессорах компании Intel

        Владимир Пентковский – является выдающимся российско-американским ученым, доктором технических наук, который окончил факультет ФРТК МФТИ. Он принимал непосредственное участие в разработке процессоров Pentium III, Core 2 Duo, HAL9000, Matrix, является разработчиком высокоуровневого языка программирования Эль-76, который использовался в компьютерах «Эльбрус». С 1970 года он работал в Институте точной механики и вычислительной техники, где успел принять участие в создании суперкомпьютеров «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2». В 1986 году Пентковский возглавил работы по созданию 32-разрядного процессора Эль-90 для «Эльбруса-3».

        К 1987 году работы над созданием архитектуры нового микропроцессора были закончены, в 1990 году были выпущены первые его прототипы. В 1991 году он приступил к работам над разработкой Эль-91С, взяв за основу предыдущую версию процессора, однако финансирование данного проект было остановлено из-за развала страны. Естественно, специалист такого уровня не мог пропасть. В 1989 году Владимир Пентковский уже ездил в США в исследовательский центр компании Intel в рамках программы по обмену опытом. С 1993 года он начинает работать в компании Intel, став одним из ведущих ее инженеров, разработка знаменитых процессоров Pentium происходила при его непосредственном участии. Презентация процессора Pentium состоялась 22 марта 1993 года, примерно через несколько месяцев начали появляться первые компьютеры, построенные на их основе.

        Читайте также:  Дополнительная видеокарта для компьютера

        Владимир Пентковский является одним из авторов векторного (SIMD) расширения команд SSE, которое впервые было использовано в процессорах Pentium-III. Является автором более чем 50 различных патентов, многие из которых до сих пор используются в современных процессорах. В процессорах Intel Владимир Пентковский воплощал на практике знания, которые им были получены в России, многое он додумывал уже непосредственно во время разработки моделей. В 1995 году американская компания представила более совершенный продукт Pentium Pro, который по своим характеристикам напоминал процессор Эль-90. Главным архитектором данного процессора считается именно Владимир Пентковский.

        В настоящее время Пентковский продолжает работать в компании Intel. Так что процессор, на котором, возможно, работает ваш персональный компьютер или ноутбук вполне может иметь российские корни и мог бы быть даже произведен в нашей стране, если бы не печально известные события 1991 года и их последствия.

        «Эльбрус» все еще жив

        Хотя СССР развалился, бренд «Эльбрус» все еще жив. Процессоры и готовые решения на их базе сегодня продвигает на рынке компания МЦСТ. На сегодняшний день компьютеры компании МЦСТ в основном предназначены для: военных ведомств России, стран СНГ и БРИК; индустрии гражданского производства; РЛС гражданского назначения (наземного, морского и воздушного транспорта). Для бизнеса и гражданских лиц, которым необходимы особо надежные и защищенные компьютеры. Компьютеры компании обладают различным конструкторским исполнением, разным классом защиты в зависимости от требований. Все они обладают поддержкой или возможностью работы с GPS и ГЛОНАСС в зависимости от потребностей покупателя устройства.

        В настоящее время компания продвигает на рынке 2 своих основных микропроцессора и устройства на их базе. Первый из них – это Эльбрус-2С+, который является первым гибридным высокопроизводительным процессором компании МЦСТ. Процессор содержит в себе два ядра архитектуры Эльбрус и четыре ядра цифровых сигнальных процессоров (DSP) компании Элвис. Основной сферой его использования являются системы цифровой интеллектуальной обработки сигнала, к которым относят анализаторы изображений, радары и другие подобные устройства.

        Вторым продуктом является микропроцессор МЦСТ R1000 (проектное название МЦСТ-4R) – четырехядерная модель, построенная на кристалле с 64-битной архитектурой SPARC v.9. Процессор работает на частоте 1 ГГц при технологических нормах выпуска 90 нм. Каждое из его ядер в состоянии декодировать и отправлять на выполнение до 2-х команд за такт. Процессор поддерживает дополнительные инструкции для выполнения упакованных и комбинированных операций, а также векторные расширения VIS1 и VIS2. К возможным областям использования процессора МЦСТ-4R, а также ПК на его основе МВС4/С, МВС4-РС относят:

        Носимые малогабаритные бытовые компьютеры для применения в качестве: компьютера для ведения работы в полевых условиях, например, для проведения оперативных расчетов, подготовки документов различного назначения, хранения справочной информации, и др.;
        Компьютеры автоматизированных рабочих мест операторов для применения в роли средств отображения информации, документирования выполненной работы и др.;
        Терминалы контрольно-поверочной аппаратуры на технических позициях, а также в роли устройства подготовки и хранения документов, связанных с использованием сложных комплексов;
        Терминалы связных и радиоэлектронных систем, носимых и передвижных комплексов аппаратуры;
        Встраиваемые управляющие компьютеры для управления работой специальных объектов и решения сложных задач обработки информации в масштабе реального времени;
        Мобильные отказоустойчивые серверы для создания автоматизированных систем спецназначения, в частности, автоматизированных систем органов гражданского и военного управления.

        Заметили ош Ы бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

        Принципы построения ЭВМ

        Основные из традиционных принципов построения ЭВМ , сформулированные фон Нейманом, следующие:

        • наличие единого вычислительного устройства, включающего процессор, средства передачи информации и память;
        • линейная структура адресации памяти, состоящей из слов фиксированной длины;
        • двоичная система исчисления;
        • централизованное последовательное управление;
        • хранимая программа;
        • низкий уровень машинного языка;
        • наличие команд условной и безусловной передачи управления;
        • АЛУ с представлением чисел в форме с плавающей точкой.

        Кроме машин фон Неймана существуют потоковые и редукционные ЭВМ. Дж. Деннис в 1967 г. сформулировал принципы построения потоковых ЭВМ – должны выполняться все команды, для которых есть данные, независимо от их места в программе; управление вычислительным процессом переходит от программы к данным.

        В 1971-1974 гг. исследованы принципы создания машин, управляемых заданиями, в которых выполнение операций определяется потребностью в результате, и единообразно хранятся любые объекты: данные, программы, файлы, массивы – редукционные ЭВМ.

        Поколения ЭВМ

        В основе выделения поколений ЭВМ лежит элементная база процессора. Эта и другие характеристики ЭВМ разных поколений приведены в таблице 1.1.

        Таблица 1.1. Поколения ЭВМ

        Характеристики Первое 1951-1954 гг. Второе 1958-1960 гг. Третье 1965-1966 гг. Четвертое Пятое
        1976 – 1979 гг. 1985 г.
        1. Элементная база ЦП Электронные лампы Транзисторы Интегральные схемы БИС СБИС СБИС + опто – и крио – электроника
        2. Элементная база ОЗУ Электронно-лучевые трубки Ферритовые сердечники Ферритовые сердечники БИС СБИС СБИС
        3. Maксимальная емкость ОП в байтах 10 2 10 3 10 4 10 5 10 7 10 8
        4. Максимальное быстродействие ЦП в ОС 10 4 10 6 10 7 10 8 10 9 + многопроцессорность 10 12 + многопроц
        5. Языки программирования Машинный код + ассемблер + процедурные языки высокого уровня ( ЯВУ ) + новые процедурные ЯВУ + непроцедурные ЯВУ + новые непроцедурные ЯВУ
        6. Средства связи пользователя с ЭВМ Пульт управления, перфокарты Перфокарты, перфоленты Алфавитно-цифровой терминал Монохромный графический дисплей, клавиатура Цветной графический дисплей, клавиатура, "мышь" и т.д. + устройства голосовой связи с ЭВМ

        Классификация ЭВМ

        Одна из общепринятых классификаций ЭВМ приведена Б.С. Богумирским. Нам она представляется приемлемой и на сегодняшний день.

        1. Большие ЭВМ (mainframe) IBM 360/370, ЕС ЭВМ, ES/9000, IBM S/390.
        2. Супер-ЭВМ (Cray J90, Convex C38XX, IBM SP2, SGI POWER CHALLENGE, системы MPP, Электроника СС-100, Эльбрус-3).
        3. Мини-ЭВМ (PDP-11, VAX, СМ ЭВМ).
        4. Микро-ЭВМ:
          • АРМ;
          • встроенные;
          • ПЭВМ.

          С точки зрения взаимодействия команд и данных, интересна классификация ЭВМ по Флинну:

          1. ОКОД (SISD) – "одиночный поток команд, одиночный поток данных". Традиционная архитектура фон Неймана + КЭШ + память + конвейеризация.
          2. ОКМД (SIMD) – "одиночный поток команд, множественный поток данных".
          3. МКМД (MIMD) – "множественный поток команд, множественный поток данных", мультипроцессорные системы (несколько устройств управления и АЛУ).

          Основные модели ПЭВМ

          Основные модели ПЭВМ, представленные на рынке:

          admin

          Добавить комментарий

          Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *