Цифровая ЭВМ — Энциклопедия по экономике
Электронная обработка данных основана на программном управлении. По способу регистрации, обработки и представления данных различают аналоговые и цифровые ЭВМ (табл. 4.7). [c.259]Цифровые ЭВМ перерабатывают данные исключительно в двоичной системе они, разумеется, могут кодироваться на основе разных принципов. [c.262]
При определении количеств составных частей, если аналитические функции не являются простыми, однозначными математическими выражениями (см. 1.3.4.1), градуировочные кривые, как правило, обрабатываются вручную . При обработке данных на цифровых ЭВМ, напротив, в основу кладется математико-аналитическая форма аналитической функции. [c.269]
ЭКОНОМИКС — МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ — описание экономических процессов в виде математических моделей (это понятие подробно разъясняется в разделе Экономическая система и ее модель ). Модели, применяемые в исследованиях и плановой практике, обычно очень сложны. Они заключают множество уравнений и неравенств, которые решаются совместно. Каждый школьник знает, что решить одно уравнение нетрудно, систему из двух уравнений с двумя неизвестными — сложнее, но вот когда приходится решать системы из десятка уравнений, то это требует непомерной счетной работы. Что же сказать о задаче, которая насчитывает несколько сот и даже тысяч уравнений Такие задачи в экономике не редкость, и решаются они успешно лишь на цифровых ЭВМ. При этом моделирование часто называют численным или цифровым, [c.34]
Строго говоря, на цифровой ЭВМ получить последовательность случайных величин с равномерным распределением не представляется возможным 1]. Поэтому, если считать, что число разрядов ЭВМ равно k, а случайное число сформировано согласно формуле [c.199]
Особенности данных машин с точки зрения их использования в АСУ состоят в следующем ЭВМ оперирует произвольной буквенно-цифровой информацией ЭВМ могут выполнять универсальную обработку информации. Это позволяет, с одной стороны, хранить в памяти машины упорядоченные массивы произвольной информации, которая до АСУ хранилась в различного рода справочниках, каталогах, списках и т. д. С другой стороны, кроме арифметических операций выполняют простейшие логические операции, операции сравнения, операции перенесения информации с одного места в другое, печати необходимой информации и т. п. Благодаря такому набору операций на ЭВМ можно изготавливать произвольные документы — текст и таблицы (табуляграммы). Говоря об особенностях использования ЭВМ в АСУ, необходимо отметить, что в автоматизированных системах планирования и управления задачи имеют относительно небольшой объем вычислений, особенно [c.322]
В 1962 г. в стране начались опытные работы по использованию сейсмических станций с магнитной записью, а в настоящее время на долю таких сейсмостанций приходится более 90 % объема сейсмических исследований. Особенно большие возможности для повышения эффективности сейсморазведки открывают цифровые сейсмические станции с магнитной записью, которые начали применяться с 1967 г. Они предназначены для регистрации в кодовой форме результатов наблюдений с целью ввода информации в ЭВМ. Внедрение обработки сейсмических материалов на ЭВМ позволило автоматизировать сейсморазведочный процесс, оперативнее влиять на ход сейсмических и геологоразведочных работ, увеличить количество и повысить качество получаемой информации о геологическом строении изучаемых районов, применять новые методические приемы исследований и т. д. [c.31]
В комплексе технических средств, используемых в АСУ, главная роль принадлежит электронно-вычислительным машинам (ЭВМ). ЭВМ обладают свойством сосредоточивать в своей памяти колоссальный цифровой материал, обрабатывать его со скоростью десятков и сотен тысяч действий в секунду, выполнять не только арифметические, но и логические операции, автоматически печатать результаты расчетов в удобной для использования форме. Эти машины с помощью методов [c.346]
ЭВМ семейства СМ, профессиональных персональных ЭВМ. При всех вариантах проектирования АРМ пользователь должен иметь возможность использовать лично устройства, позволяющие ему выполнять должностные функции. К таким устройствам относятся алфавитно-цифровые или графические дисплеи, устройства ввода-вывода, накопители на магнитных носителях. Опосредованное использование могут находить устройства связи ЭВМ между собой и с ЭВМ верхнего уровня, средства передачи и приема информации на расстоянии. Экон. эффект от внедрения АРМ складывается из двух составляющих. Во-первых, это повышение качества управленческих решений, принимаемых с помощью информации, предоставляемой АРМ. Во-вторых, эффект, получаемый за счет снижения трудоемкости выполнения личной работы сотрудников. С помощью АРМ р. целесообразно решать задачи, ограниченные по своим информационным связям на входе и выходе с др. задачами, т.е. локальные в информационном отношении задачи. АРМ р. присущ диалоговый метод решения задач, позволяющий использовать производственный опыт руководителей и специалистов при решении задач с недостаточно четко формализованным алгоритмом. Проектирование и внедрение АРМ р. основывается на принципах проектирования систем обработки данных, основными из которых являются принцип максимальной ориентации на конечного пользователя (реализация данного принципа достигается созданием средств адаптации АРМ к уровню подготовки пользователя и возможностью его обучения (самообучения) непосредственно на данном АРМ) принцип проблемной ориентации — обеспечивает ориентацию АРМ на решение определенного класса задач, объединенных общей технологией обработки данных, единством режимов работы и эксплуатации принцип соответствия информационным потребностям пользователя. К определению состава и функций АРМ р. следует приступать только после установления информационных потребностей пользователя, которые обеспечивают выполнение им возложенных на него функций. Обязательным условием разработки эффективного АРМ р. является совместное участие будущего пользователя и разработчика в этом процессе. Это обеспечивает лучшее осознание всех проблемных ситуаций, стимулирует творческую дея- [c.3]
ЭВМ и сопряженный с ней комплект должны обеспечивать возможность решения наиболее сложных (оптимизационных) задач заводского планирования и управления с выводом алфавитно-цифровой информации на широкоформатную печать [c.401]
Своевременная и доброкачественная документация хозяйственных операций является необходимой предпосылкой правильной постановки учета и контроля. Небрежное или несвоевременное составление документов приводит к отставанию бухгалтерского учета, к дезорганизации всей учетной работы. Поэтому к оформлению документов предъявляются определенные требования. Первичный документ должен быть написан чернилами или химическим карандашом или же напечатан на пишущей машинке, либо изготовлен при помощи средств механизации учета (например, ЭВМ) четко и ясно, без помарок, подчисток и исправлений. Исправлять ошибки как в текстовой части, так и в цифровых данных следует, зачеркивая неправильный текст, количество или сумму и надписывая правильные данные, причем зачеркивать следует лишь одной чертой, чтобы можно было прочитать зачеркнутое. Внесенные в документ исправления должны быть заверены лицами, первоначально подписавшими документ. В кассовых и банковских платежных документах вообще не допускаются никакие исправления. Итоговые цифровые данные документа обязательно повторяются прописью (текстуально). [c.46]
С начала 60-х годов началось использование сейсмических станций с магнитной записью. Они сейчас выполняют более 90 % объема сейсмических исследований. Особенно эффективны цифровые сейсмические станции с магнитной записью. Они обеспечивают числовую регистрацию результатов наблюдения с целью их ввода в ЭВМ для последующей обработки. [c.127]
Отметим, что важную роль в создании имитационных систем сыграло появление ЭВМ третьего поколения. С технической точки зрения ЭВМ третьего поколения — это цифровые вычислительные машины, типовыми элементами которых являются интегральные схемы. [c.293]
Оперативный контроль и анализ основного производства осуществляется дистанционно при помощи ЭВМ, установленной в ИВЦ ГДП, которая проводит первичную обработку исходной информации, представляет диспетчеру все необходимые технологические параметры, характеризующие протекание технологических процессов на объектах основного производства в виде световой и цифровой индикации на пульт и щит дежурного диспетчера, печатает результаты расчетов. [c.61]
При соединении датчика с ЭВМ в аналогово-цифровом преобразователе выходной сигнал преобразуется в число. Однако это число определяет не измеряемую величину, а значение выходного сигнала датчика. Для перехода от значений выходного сигнала датчика к измеряемым величинам в общепринятых единицах служит алгоритм преобразования информации. Исходной информацией для алгоритма служат значения выходных [c.83]
Для работы комплекса в режиме регистрации в координатах глубины скважины используется формирователь импульса магнитной метки 27. Этот импульс через ключ магнитной метки 30 поступает на печатающий механизм 31. Результаты скважинных и устьевых замеров, зарегистрированные в цифровом коде, передаются в пункт сбора и подготовки информации 34. Полученные данные вводятся в ЭВМ 35 для принятия управляющей системой 36 логического решения с целью воздействия на управляющий объект. Подразделы 34, 35, 36 — составная часть единой системы управления ГДП, через которую осуществляется выработка управляющих решений. [c.200]
Для съема показаний и обработки диаграмм многих показывающих и самопишущих приборов нужен большой штат обслуживающего персонала. Если учесть возможные ошибки операторов при считывании показаний, обработке с целью масштабирования результатов и приведении их к единицам измеряемых величин, следует признать, что наиболее удобная форма представления информации — цифровая. Она легко поддается кодированию, а в закодированном виде данные о процессе могут поступать в ЭВМ для дальнейшей обработки. [c.210]
В алгоритмах решения задач должны быть предусмотрена методы логического и арифметического контроля за входными, и выходными данными, причем ЭВМ должна выдавать таблицы ошибок. Полученные в результате обработки выходные-данные рекомендуется выводить при помощи устройства вывода на перфоленту и устройства алфавитно-цифровой печати (АЦПУ). [c.227]
Если требуется более подробное деление затрат рабочего времени (при элементном изучении каждой категории затрат рабочего времени) или если обработка результатов изучения производится на счетно-перфорационных и электронно-вычислительных машинах (ЭВМ), то пользуются цифровыми индексами и кодами, применение которых см. в 123]. [c.20]
Перспективным направлением развития компьютерной технологии является создание программных средств для вывода высококачественного звука. и видеоизображения. Технология формирования видеоизображения получила название компьютерной графики. Компьютерная графика — это создание, хранение и обработка моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ. Эта технология проникла в область экономического анализа, моделирования различного рода конструкций, она незаменима в производстве, проникает в рекламную деятельность, делает занимательным досуг. Формируемые и обрабатываемые с помощью цифрового процессора изображения могут быть демонстрационными и анимационными. К первой группе, как правило, относят коммерческую (деловую) и иллюстративную графику, ко второй — инженерную и научную, а также связанную с рекламой, искусством, играми, когда выводятся не только одиночные изображения, но и последовательность кадров в виде фильма (интерактивный вариант). Интерактивная машинная графика является одним из наиболее прогрессивных направлений среди новых информационных технологий. Это направление переживает бурное развитие в области появления новых графических станций и в области специализированных программных средств, позволяющих создавать реалистические объемные движущиеся изображения, сравнимые по качеству с кадрами видеофильма. [c.28]
Процесс обработки данных связан с преобразованием значений и структур данных, а также их преобразованием в форму, удобную для человеческого восприятия, т.е. отображением. Отображенные данные — это уже информация. Процедуры преобразования данных осуществляются по определенным алгоритмам и реализуются в ЭВМ с помощью набора машинных операций. Процедуры отображения переводят данные из цифровых кодов в изображение (текстовое или графическое) или звук. [c.51]
Глобальные сети объединяют ресурсы компьютеров, расположенных на значительном удалении, таком, что простым кабельным соединением не обойтись и приходится добавлять в межкомпьютерные соединения специальные устройства, позволяющие передавать данные без искажения и по назначению. Эти устройства коммутируют (соединяют, переключают) между собой компьютеры сети и в зависимости от ее конфигурации могут быть как пассивными коммутаторами, соединяющими кабели, так и достаточно мощными ЭВМ, выполняющими логические функции выбора наименьших маршрутов передачи данных. В глобальных вычислительных сетях, помимо кабельных линий, применяют и другие среды передачи данных. Большие расстояния, через которые передаются данные в глобальных сетях, требуют особого внимания к процедуре передачи цифровой информации с тем, чтобы посланные в сети данные дошли до компьютера-получателя в полном и неискаженном виде. В глобальных сетях компьютеры отдалены друг от друга на расстояние не менее 1 км и объединяют ресурсные возможности компьютеров в рамках района (округа) города или сельской местности, региона, страны и т.д. [c.166]
Современные ЭВМ способны одновременно обрабатывать текстовую, цифровую и графическую информацию. В начале 80-х годов в крупных промышленных фирмах объем обрабатываемой цифровой информации составлял около 10% всей обрабатываемой внутрифирменной информации, остальная часть приходилась на текстовую информацию. Обработка текстовой информации осуществлялась с применением технических средств, основанных на использовании встроенной микроЭВМ. [c.136]
КОНТРОЛЬНЫЙ КЛЮЧ — цифровой показатель, включаемый в текст некоторых банковских телеграмм для контроля за правильностью передачи телеграфом итоговой суммы, а также в номер лицевого счета клиента для защиты его от искажений при вводе и обработке банковской операции на ЭВМ. [c.111]
До последнего времени была распространена десятичная система классификации с буквенными обозначениями. В настоящее время в связи с применением ЭВМ все большее распространение получает двоичная и другие системы классификации с цифровой системой обозначений. По этой системе весь инструмент классифицируется по четырем ступеням группа, подгруппа, вид, разновидность (табл. И—-2). [c.164]
Внедрение АСУП возможно лишь при использовании электронно-вычислительных цифровых машин, обладающих огромным быстродействием, а главное, способностью накапливать, хранить и быстро находить нужную информацию. Однако применение ЭВМ представляется не столь простым и легким делом и оправдывается не во всех случаях. [c.305]
При функционировании автоматизированных систем управления вся информация должна быть представлена в алфавитно-цифровом виде, т. е. содержать буквенные слова и числа. Числовая информация требуется для проведения самих расчетов на ЭВМ, буквенная информация, охватывающая в основном все наименования показателей, хотя и вводится в память ЭВМ, непосредственно в процессе счета не используется. Она необходима для практического оформления выходных документов. Числовая информация отражает как количественные показатели в соответствующих физических единицах измерения, так и качественные, причем последние специальными числовыми шифрами. В процессе расчетов ЭВМ воспринимает эти шифры как признаки соответствующих объектов. [c.25]
По принципу ввода исходных данных цифровые вычислительные машины подразделяются на три группы клавишные (КВМ), перфорационные (ПВМ) и электронные (ЭВМ). К клавишным относятся машины, на которых ввод исходных данных осуществляется вручную путем нажатия на клавиши или рычаги. Эти машины предназначены для выполнения в основном арифметических операций. На отдельных КВМ можно произвести запись обрабатываемой информации и результатов просчета. [c.62]
Техническое обеспечение обязательно включает ЭВМ соответствующей производительности и стандартные периферийные устройства ввода и отображения алфавитно-цифровой и графической информации, внешние запоминающие устройства и устройства сопряжения комплексов малой производительности с более мощными. В настоящее время отечественная промышленность выпускает достаточно широкую номенклатуру ЭВМ различного назначения. ЭВМ семейства малых машин (СМ) стали основой построения отечественных специализированных диалоговых графических комплексов, которые получили название автоматизированных рабочих мест (АРМ). [c.18]
Необходимо предусмотреть, чтобы учебная АС была организована в таком варианте, который бы позволял студентам работать в системе в диалоговом режиме с использованием всех необходимых устройств ввода-вывода информации, прежде всего— алфавитно-цифровых и графических дисплеев. Для повышения эффективности использования АС в учебном процессе должен быть оборудован дисплейный класс или система должна быть организована как двухуровневая или трехуровневая с использованием ЭВМ разных классов микроЭВМ, мини-ЭВМ и средних ЭВМ. Построение учебных АС на базе многоуровневого КТС позволит использовать развитое программное обеспечение и эффективные АБД с расширенной базой данных. В учебной САПР могут применяться ЭВМ, которые имеют в своем составе удобные в работе графический дисплей, планшетный графопостроитель, АЦПУ, накопители на магнитных дисках. [c.139]
Цифровой способ является наиболее экономичным, поскольку сокращает длину написания даты и может одновременно служить кодом при обработке документов на ЭВМ. Элементы даты приводятся одной строкой арабскими цифрами, отделенными точками, без переносов, в такой последовательности число, месяц, год. Например 1 сентября 2002 года — 01.09.2002. [c.66]
Расчеты по сети, приведенной в ст. «Сетевой график» (напр., нахождение критического пути), можно легко проделать вручную. Реальные же сетевые графики содержат сотни и даже тысячи работ и событий. Их анализ возможен только с помощью ЭВМ. В этих условиях сам график теряет преимущество наглядности и применяется т.н. цифровое представление сети. Важно, что методы и программы расчетов по сетевым графикам в своей основе стандартны, и это позволяет вести расчеты на самых различных объектах. [c.320]
В основе технологии штрихового кодирования и автоматического сбора данных лежат простые физические законы. Штриховой код представляет собой чередование темных и светлых полос разной ширины, построенных в соответствии с определенными правилами. Изображение штрихового кода наносится на предмет, который является объектом управления в системе. Для регистрации этого предмета проводят операцию сканирования. При этом небольшое светящееся пятно или луч лазера от сканирующего устройства движется по штриховому коду, пересекая попеременно темные и светлые полосы. Отраженный от светлых полос световой луч (в отличие от падающего луча имеет дискретный характер) улавливается светочувствительным устройством и преобразуется в дискретный электрический сигнал. Вариации полученного сигнала зависят от вариаций отраженного света. ЭВМ, расшифровав электрический сигнал, преобразует его в цифровой код. [c.230]
АРМ служит для автоматизации комплекса работ по подготовке, преобразованию, редактированию, передачи цифровой и текстовой информации, выполнения необходимых вычислений, организации взаимодействия пользователя с ЭВМ. [c.329]
Для сравнения результатов работы УКПГ и ГДП по сменам и суткам в долговременном запоминающем устройстве цифровой ЭВМ хранятся ТЭП работы объектов основного производства за предыдущую смену и предыдущие сутки. Кроме этого, в долговременном запоминающем устройстве накапливаются данные о ТЭП работы УКПГ и ГДП с начала месяца. [c.177]
В соответствии с 3 областями примопения различают техническую, биологическую и экономическую К. Основу технич. К. составляют цифровые ЭВМ, к-рыо могут оперировать с любой информацией (числовой, буквеппо-числовой, логической и т.п.), выраженной в кодах машины автоматически и с огромной скоростью (до 1—2 млн. сложений в сек.) выполнять по заданной программе арифметические и логич. действия, необходимые для решения различных задач самостоятельно определять способ своего действия путем автоматич. преобразования инструкций и анализа получаемых результатов. Для ЭВМ характерно наличие развитой системы краткосрочного и долговременного хранения информации, высокая точность вычислений, к-рая в принципе не ограничена. [c.303]
Применение МОГТ дало возможность увеличить глубину исследования в среднем более чем на 20%. Широкое применение метода стало возможным благодаря использованию. станций с цифровой регистрацией и обработкой данных на ЭВМ, что обеспечило значительное ускорение работ по выявлению структур, создало предпосылки превращения сейсморазведки из косвенного метода поисков нефтяных и газовых месторождений в прямой. Это позволяет отказаться от дорогостоящего колонкового бурения, высвободить значительную численность работников (до 40%) занятых на разведочных работах, повысить производительность труда и снизить себестоимость конечной продукции в геологоразведке. [c.82]
Сразу после постройки завода Saturn эта система исполнялась более чем на 100 мини-ЭВМ VAX с операционной системой VMS, получавших данные от программируемых контроллеров. Таинственные кодовые сообщения IMpli ity и ее алфавитно-цифровые терминалы вызывали у работников исключительно отрицательные эмоции. И это понятно ведь, например, чтобы сообщить о поцара- [c.295]
С применением МОГТ увеличилась глубина исследования в среднем более чем на 20.%. К основным преимуществам этого метода по сравнению с сейсморазведкой отраженных волн относится большая разрешающая способность, высокая информативность получаемых данных. Это способствует развитию многочисленных направлений цифровой обработки. Широкое применение метода стало возможным, благодаря использованию станций с цифровой регистрацией и обработкой данных на ЭВМ, что обеспечило значительное ускорение работ по выявлению структур, создало предпосылки превращения сейсморазведки из косвенного метода поисков нефтяных и газовых месторождений в прямой. Стало возможным отказаться от дорогостоящего колонкового бурения, высвободить значительную численность работников (до 40 %), занятых на разведочных работах, повысить производительность труда и снизить себестоимость конечной продукции в геологоразведке. [c.51]
После записи информации в ЭВМ распечатываются табуляграммы Диагностика рабочей программы , Контрольная таблица и Ошибочные документы , т. е. реализуется полный цифровой и логический контроль. Эти табуляграммы возвращаются в контору, где производится корректировка входной информации с целью устранения ошибок. После записи в ЭВМ корректировки проводится расчет и распечатываются выходные документы Карточка количественного суммового учета товаров , Оборотная ведомость , Ведомость наличия материалов по полной номенклатуре и Ведомость наличия материалов по группам . Первые два документа используются в бухгалтерии, третий используется в товарных отделах для контроля за наличием остатков, а последний используется в УМТС. ЭВМ выдает карточки и оборотные ведомости, а также ведомость наличия материалов по складам. [c.177]
ИМЯ [name] в информатике, в программировании для ЭВМ — условное буквенно-цифровое обозначение, идентифицирующее (см. Идентификатор) элементы и группы данных, массивы данных, результаты вычислений и т.д. [c.120]
РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗОВ [pattern re ognition] — метод исследования сложных объектов с помощью ЭВМ заключается в отборе признаков и разработке алгоритмов и программ, позволяющих ЭВМ по этим признакам автоматически классифицировать объекты определять, к какому классу (образу) принадлежит самолет (истребитель, бомбардировщик, транспортный и т.п.), распознавать цифровой шифр на конвертах, определять людей по почерку и т.п. При этом каждый объект описывается л-мерным вектором, каждая г -я координата которого равна значению соответствующего (-го признака допустимо и отсутствие информации о значении некоторых признаков. По существу речь идет о способах группировки, упорядочения больших массивов информации. Методы Р.о. используются в экономике, напр., при классификации предприятий для подбора групповых нормативов, при прогнозировании технико-экономических показателей предприятий. [c.300]
Сам по себе цифровой код товара информации о его свойствах, как правило, не несет. Уникальное тринадцатизначное число является лишь адресом ячейки памяти в ЭВМ, которая содержит об этом товаре все сведения, необходимые для формирования машиночитаемых документов. Совокупность этих сведений образует так называемую базу данных о товаре. В последующем база данных должна передаваться по цепи товародвижения с помощью сети электронной связи или на машиночитаемых носителях. [c.230]
economy-ru.info
Цифровые и аналоговые компьютеры
Разница между цифровым и аналоговом компьютере в самом способе представления информации.
Аналоговый компьютер
Оперирует непрерывными величинами, величинами, способными принимать любые значения и изменяться непрерывно. Они способны довольно успешно моделировать разнообразные физические процессы, на которые цифровому бы потребовалось огромное количество операций, однако их недостатки не позволили получить им широкое распространение. Одним из известных аналоговых компьютеров является электролитическая ванна.
Цифровой компьютер
Оперирует дискретными величинами и символами. Простота, надёжность, устойчивость к помехам, точность вычислений дали возможность их применять в самом широком спектре задач. Таким образом подавляющее большинство компьютеров — цифровые. Обычно компьютеры используют для внутренних нужд двоичную систему счисления.
В настоящее время цифровые компьютеры представлены электронными вычислительными машинами, основанными на заряде электрона, однако уже разрабатываются машины, основанные на других физических принципах — оптические, квантовые и другие (биологические, электронные на базе собственного магнитного момента (спина) электрона).
В зависимости от вида перерабатываемой информации вычислительные машины подразделяют на два основных класса: аналоговые и цифровые.
Аналоговый компьютер – это вычислительная машина, оперирующая информацией, представленной в виде непрерывных изменений некоторых физических величин. При этом в качестве физических переменных выступают сила тока электрической цепи, угол поворота вала, скорость и ускорение движения тела и т.п. Используя тот факт, что многие явления в природе математически описываются одними и теми же уравнениями, аналоговые вычислительные машины позволяют с помощью одного физического процесса моделировать различные другие процессы.
Цифровой компьютер – это вычислительная машина, оперирующая информацией, представленной в дискретном виде. В настоящее время разработаны методы численного решения многих видов уравнений, что дало возможность решать на цифровых вычислительных машинах различные уравнения и задачи с помощью набора простых арифметических и логических операций. Поэтому если аналоговые вычислительные машины обычно предназначены для решения определенного класса задач, т.е. являются специализированными, то цифровой компьютер, как правило, универсальное вычислительное средство. Наибольшее распространение получили электронные вычислительные машины, выполненные с использованием новейших достижений электроники.
Цифровой или аналоговый
Фундаментальным решением при проектировании компьютера является выбор, будет ли он цифровой или аналоговой системой. Если цифровые компьютеры работают с дискретными численными или символьными переменными, то аналоговые предназначены для обработки непрерывных потоков поступающих данных. Сегодня цифровые компьютеры имеют значительно более широкий диапазон применения, хотя их аналоговые собратья все ещё используются для некоторых специальных целей. Следует также упомянуть, что здесь возможны и другие подходы, применяемые, к примеру, в импульсных и квантовых вычислениях, однако пока что они являются либо узкоспециализированными, либо экспериментальными решениями.
Примерами аналоговых вычислителей, от простого к сложному, являются: логарифмическая линейка, астролябия, осциллограф, телевизор, аналоговый звуковой процессор, автопилот, мозг.
Среди наиболее простых дискретных вычислителей известен абак, или обыкновенные счёты; наиболее сложной из такого рода систем является суперкомпьютер.
Аналоговый компьютер
Аналоговый компьютер — аналоговая вычислительная машина (АВМ), которая представляет числовые данные при помощи аналоговых физических переменных (скорость, длина, напряжение, ток, давление), в чём и состоит его главное отличие от цифрового компьютера.
Виды:
механические
пневматические
гидравлические
электромеханические
электронные
Представлением числа в механических аналоговых компьютерах служит, например, количество поворотов шестерёнок механизма. В электрических — используются различия в напряжении. Они могут выполнять такие операции, как сложение, вычитание, умножение, деление, дифференцирование, интегрирование и инвертирование.
При работе аналоговый компьютер имитирует процесс вычисления, при этом характеристики, представляющие цифровые данные, в ходе времени постоянно меняются.
Результатом работы аналогового компьютера являются либо графики, изображённые на бумаге или на экране осциллографа, либо электрический сигнал, который используется для контроля процесса или работы механизма.
Эти компьютеры идеально[источник не указан 275 дней] приспособлены для осуществления автоматического контроля над производственными процессами, потому что они моментально[источник не указан 275 дней] реагируют на различные изменения во входных данных. Такого рода компьютеры широко используются в научных исследованиях. Например, в таких науках, в которых недорогие электрические или механические устройства способны имитировать изучаемые ситуации.
В ряде случаев с помощью аналоговых компьютеров возможно решать задачи, меньше заботясь о точности вычислений, чем при написании программы для цифровой ЭВМ. Например, для электронных аналоговых компьютеров без проблем реализуются задачи, требующие решения дифференциальных уравнений, интегрирования или дифференцирования. Для каждой из этих операций применяются специализированные схемы и узлы, обычно с применением операционных усилителей. Также интегрирование легко реализуется и на гидравлических аналоговых машинах.
Примеры использования
Аналоговые компьютеры основываются на задании физических характеристик их составляющих. Обычно это делается методом включения-исключения некоторых элементов из цепей, которые соединяют эти элементы проводами, и изменением параметров переменных сопротивлений, емкостей и индуктивностей в цепях.
Автомобильная автоматическая трансмиссия является примером гидромеханического аналогового компьютера, в котором при изменении вращающего момента жидкость в гидроприводе меняет давление, что позволяет получить необходимый результат.
Помимо технических применений (автоматические трансмиссии, музыкальные синтезаторы), аналоговые компьютеры используются для решения специфических вычислительных задач практического характера. Например, кулачковый механический аналоговый компьютер, изображённый на фото, применялся в паровозостроении для аппроксимации кривых 4 порядка с помощью преобразований Фурье.
Цифровой компьютер
Компьютер (англ. computer — «вычислитель»), электронная вычислительная машина (ЭВМ) — вычислительная машина, предназначенная для передачи, хранения и обработки информации.
Термин «компьютер» и аббревиатура «ЭВМ», принятая в СССР, являются синонимами. В настоящее время словосочетание «электронная вычислительная машина» вытеснено из бытового употребления. Аббревиатуру «ЭВМ» в основном используют как правовой термин в юридических документах, а также в историческом смысле — для обозначения компьютерной техники 1940-80-х годов. Также «ЦВМ» — «цифровая вычислительная машина».
При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Любая задача для компьютера является последовательностью вычислений.
Физически компьютер может функционировать за счёт перемещения каких-либо механических частей, движения электронов, фотонов, квантовых частиц или за счёт использования эффектов любых других физических явлений.
Архитектура компьютеров может непосредственно моделировать решаемую проблему, максимально близко (в смысле математического описания) отражая исследуемые физические явления. Так, электронные потоки могут использоваться в качестве моделей потоков воды при моделировании дамб или плотин. Подобным образом сконструированные аналоговые компьютеры были обычны в 1960-х годах, однако сегодня стали достаточно редким явлением.
В большинстве современных компьютеров проблема сначала описывается в понятном им виде (при этом вся необходимая информация как правило представляется в двоичной форме — в виде единиц и нулей, хотя существовали и компьютеры на троичной системе счисления), после чего действия по её обработке сводятся к применению простой алгебры логики. Поскольку практически вся математика может быть сведена к выполнению булевых операций, достаточно быстрый электронный компьютер может быть применим для решения большинства математических задач, а также и большинства задач по обработке информации, которые могут быть сведены к математическим.
Было обнаружено, что компьютеры могут решить не любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом.
Результат выполненной задачи может быть представлен пользователю при помощи различных устройств ввода-вывода информации, таких, как ламповые индикаторы, мониторы, принтеры, проекторы и т. п.
Начинающие пользователи и особенно дети зачастую с трудом воспринимают идею того, что компьютер — просто машина и не может самостоятельно «думать» или «понимать» те слова, которые он показывает. Компьютер лишь механически отображает заданные программами точки, линии и цвета при помощи устройств ввода-вывода. Человеческий мозг сам узнаёт в показанном те или иные образы, числа и слова и придаёт им те или иные значения. Точнее, основное различие компьютера и человеческого мозга — в способности к абстрактному мышлению, которым обладает лишь мозг человека, и, благодаря которому, человек обладает разумом. В том числе сюда относятся — творчество, фантазия, размышления, самообучение, эстетическое восприятие и т.п.
studfiles.net
📌 цифровая ЭВМ — это… 🎓 Что такое цифровая ЭВМ?
Цифровая ЭВМ — 184) цифровая ЭВМ аппаратура, которая может в форме одной или более дискретных переменных выполнять все следующие функции: а) принимать вводимые данные; б) хранить данные или команды в постоянных или сменных (переписывающих) накопителях; в)… … Официальная терминология
ЦИФРОВАЯ ЭВМ — аппаратура, которая может в форме одной или более дискретных переменных выполнять все следующие функции: а) принимать вводимые данные; б) хранить данные или команды в постоянных или изменяемых (переписывающих) устройствах хранения; в)… … Словарь понятий и терминов, сформулированных в нормативных документах российского законодательства
Цифровая интегральная схема — Цифровая интегральная микросхема (цифровая микросхема) это интегральная микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. В основе цифровых интегральных микросхем лежат… … Википедия
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА — (ЦВМ) термин, употреблявшийся в 40 60 х гг. 20 в. применительно к вычислительным устройствам (главным образом электронным) для автоматической обработки данных, представленных с помощью цифр и (или) специальных символов. С кон. 60 х гг.… … Большой Энциклопедический словарь
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ЦВМ) — ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ЦВМ), термин, употреблявшийся в 40 60 х гг. 20 в. применительно к вычислительным устройствам (главным образом электронным) для автоматической обработки данных, представленных с помощью цифр и (или) специальных… … Энциклопедический словарь
цифровая видеозапись — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN digital video recorderDVR … Справочник технического переводчика
цифровая грампластинка с емкостным звукоснимателем — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN capacitance electronic diskCED … Справочник технического переводчика
цифровая коммуникационная сеть — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN digital switching networkDSN … Справочник технического переводчика
цифровая лента для звукозаписи — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN digital audio tapeDAT … Справочник технического переводчика
цифровая подсистема — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN digital subsystemDSS … Справочник технического переводчика
цифровая сеть интегрального обслуживания — ЦСИО — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом Синонимы ЦСИО EN integrated service digital networkISDN … Справочник технического переводчика
dic.academic.ru
!1 Аналоговы и цифровые выч.маш
Аналоговые и цифровые вычислительные машины
Вычислительные машины в развитии информатики играют особую роль. В настоящее время само существование информатики невозможно представить без средств обработки и передачи данных — вычислительных машин.
Вычислительные машины по принципу действия делятся на аналоговые (АВМ) и цифровые — электронные (ЭВМ).
АВМ. В основе аналоговых машин лежит принцип аналогии. Согласно этому принципу многие процессы, протекающие в различных объектах, элементах, системах, явлениях и т.п., описываются одними и теми же математическими уравнениями.
Если необходимо изучить некоторое явление, то можно предложить следующие подходы: изучить сам процесс, или его аналог, если этот аналог легче и безопаснее воспроизвести, или изучать математическое уравнение описывающее процесс. Возможна ситуация когда математическое уравнение слишком сложное и не поддается решению. В этом случае можно попытаться построить его физический аналог и получить, исследовать решение. Именно эта идея лежит в основе аналоговых вычислительных машин.
Эти машины отличаются от цифровых тем, что вводимые в них величины, над которыми выполняются вычислительные операции, представлены не в цифровой, дискретной форме, а в виде непрерывных физических величин (перемещения, напряжения, электрического тока, углов поворота и др.)
Если в качестве физических величин берутся линейные или угловые перемещения механических устройств, то это механические ЭВМ. Существуют гидравлические (в качестве базовых аналоговых величин используют сопротивление жидкости, протекающей через трубки специального профиля, объемы жидкости, давления в ней) электрические (в качестве базовых величин используют параметры электрических сигналов)
Точность работы АВМ зависит от точности выполнения преобразований физических величин, т.е. от точности работы блоков (устройств), входящих в их состав. Блоки, предназначены для выполнения какой либо определенной математической операции (сложения, вычитания, умножения, деления, интегрирования и т.д.). Блоки соединяются в определенной последовательности для обеспечения решения конкретной задачи.
Наиболее часто АВМ используются для решения дифференциальных уравнений, моделирования различных физических процессов.
ЭВМ. В ЭВМ операции (математические и логические) производятся над числами, представленными в виде цифровых кодов, для чего в них имеются электронные устройства, с помощью которых выполняются эти операции. Последовательность математических вычислений и логических преобразований в ЭВМ осуществляется с помощью программного обеспечения. Так как основные компоненты цифровой электронной вычислительной машины выполнены на электронных компонентах, то в дальнейшем эти машины стали называться просто ЭВМ. В настоящее время история развития ЭВМ насчитывает пять поколений.
Основные преимущества ЭВМ перед АВМ – универсальность. Эти машины обладают большой скоростью выполнения арифметических и логических операций, возможностью хранения большого количества различных данных и применения, способностью решать широкий круг математических задач, задач обработки информации и др.
Точность ЭВМ определяется количеством разрядов, используемых для представления чисел. (Это можно считать достоинством и недостатком!)
Главные достоинства АВМ — простота, дешевизна, способность работать в заданном или реальном масштабе времени.
Точность решения, обусловлена точностью значений параметров составляющих элементов, которая, в свою очередь, определяется точностью работы блоков, устройств. (Это можно считать достоинством и недостатком!)
studfiles.net
2. Структура цифровых эвм и принципы Дж. Фон Неймана
В конце тридцатых – начале сороковых годов прошлого века в ряде развитых стран велись исследования, целью которых было создание быстродействующих вычислительных средств. Поскольку в это время электроника еще только завоевывала свои нынешние позиции, то разработка вычислительных устройств осуществлялась сначала на основе электромеханических схем.
Одним из первых в 1938 г построил механический программируемый вычислитель Z1 немецкий инженер Конрад Цузе (Konrad Zuse, 1910–1995). Об этой разработке часто говорят, как о первом в мире программируемом компьютере.
Конрад Цузе занимался проектированием самолетов в немецкой фирме Henschel Aircraft. В его задачу входил расчет оптимальной конфигурации крыльев, что требовало обилия вычислений, поэтому он и занялся созданием устройства, способного эти вычисления автоматизировать. За первой моделью, которой заинтересовались военные, последовали Z2 (не завершена) и Z3 (1941). Последняя была выполнена на электромагнитных реле, работала с 22-разрядными двоичными числами с плавающей запятой, выполняла все арифметические действия за время: сложение – 0,3 с, умножение – 4-5 с. и имела оперативную память на 64 слова (1408 бит – на реле). Всего в машине было 2600 реле, в т.ч., 600 реле – в арифметическом устройстве.Z3 рассматривают как первую попытка реализации принципа программного управления, хотя и не в полном объеме. В частности, не предусматривалась возможность условного перехода. Программа хранилась на перфоленте, в роли которой использовалась перфорированная кинопленка.
Цузе создавал свои компьютеры во время войны, поэтому ему не было известно об аналогичных работах англичан и американцев, также как и последним о работах Цузе.
После войны им были созданы еще несколько моделей. Кроме того, Цузе в 1945 году разработал первый в мире алгоритмический язык PlanKalkul. В этом языке, не привязанном ни к какой системе команд, была реализована идея подпрограмм с параметрами, введено понятие объект, предусмотрена работа с массивами, в том числе массивами подпрограмм.
Другим представителем электромеханических вычислительных машин явилась Mark I (ASCC – Automatic Sequence-Controlled Calculator – автоматический пошагово-управляемый калькулятор), разработанная в Гарвардском университете совместно с фирмой IBM под руководством Говарда Айкена (Howard Aiken, 1900–1973). Работы над ней велись в период с 1939 по 1944 годы. Это был первый программно управляемый вычислитель, получивший, в отличие от машин Цузе, широкую известность.
Машина имела длина 15 м и высоту 2,5 м. В ней имелись 72 счетчика (электромеханических 23-разрядных), образующих накапливающий сумматор, 60 регистров памяти на электромагнитных реле, блок умножения-деления и функциональные счетчики для логарифмических и тригонометрических функций. Машина обрабатывала 23-разрядные десятичные числа, и выполняла сложение и вычитание за 0,3 с, умножение за 5,7 с, а деление за 15 с. Команды считывались с бумажной перфоленты (каждая команда представлялось рядом из 24 пробивок на ленте) со скоростью до 200 шагов в минуту и выполнялись в порядке считывания. Данные считывались с перфокарт.
Позднее (в 1947 г.) был создан несколько более быстродействующий (сложение – 0,2 с, умножение – 0,7 с) вариант машины – Mark II.
Еще одним известным семейством электромеханических вычислителей были вычислители Модель-I (1938 г.) и Модель-II (1942 г.), Модель-III (1943 г.), созданные под руководством американского ученого Дж. Стибица (George Stibitz, 1904–1995) в компании Bell Telephone Laboratories. Модель-III обладала примерно такими же характеристиками, как и Mark-I Г.Айкена.
Быстродействие механических вычислителей было весьма невысоким. Иногда, даже задаются вопросом, почему Цузе, Айкен и другие конструкторы первых электромеханических цифровых вычислительных машин, предлагая оригинальные решения принципиально новых задач, использовали для них старые технологии: механику и контактные реле.
К первым представителям электронных вычислительных машин принято относить следующие разработки.
В период с1939 по 1941 годы в университете (тогда колледже) штата Айова Джон Атанасов (John Atanasoff, 1903–1995) с аспирантом Клиффордом Берри (Clifford Berry, 1918–1963) разработали специализированный вычислитель ABC (Atanasoff–Berry Computer), предназначенный для решения систем линейных алгебраических уравнений с 30 неизвестными. Вычислитель, по некоторым сведениям, содержащий до 300 электронных ламп, оперировал с 50-разрядными двоичными числами, в которые преобразовывались входные десятичные числа, вводимые с перфокарт. Память была построена на конденсаторах (знак заряда кодировал информацию), объединенных в барабан на 32 дорожки по 51 конденсатору в каждой. Промежуточные результаты записывались на перфокарты с помощью прожигания в них отверстий.
Заметных публикаций по работам Дж.Атанасова не было и о них стало широко известно только после судебного признания его приоритета на электронную вычислительную машину, подтвержденного судом в ходе патентных споров в 70-х годах XX столетия.
Тем не менее, ABC не является ЭВМ с программным управлением в принятом ныне понимании, его скорее следует отнести к специализированным электронным калькуляторам.
Еще одной долгое время закрытой разработкой является специализированная электронная вычислительная машина “Colossus” (“Колосс”), созданная в Англии в годы второй мировой войны (в 1943 г.) для декодирования шифрованных сообщений немецких военных. Эта ЭВМ была построена на электронных лампах, была программируемой и выполняла арифметические и логические операции. Разработана она была под руководством М.Ньюмана (Max Newman, 1987–1984) в Правительственной школе кодирования и шифрования (Government Code & Cipher School — GC&CS) в Блетчли-Парк, недалеко от Лондона. Изготовлен “Колосс” был инженером Почтового управления Великобритании Томми Флауэрсом. В группу разработчиков входил и сам Алан Тьюринг.
Машина содержала около 2000 электронных ламп и состояла из нескольких стоек высотой более 2 м и общей длиной более 5 м. Машина была построена за 11 месяцев. Всего (со второй, более быстродействующей модификацией) их было сделано 10 штук. Но по окончании войны по распоряжению У.Черчилля из соображений секретности были уничтожены и сами ЭВМ и их чертежи с описаниями. Позднее “Колосс” восстановили по единственному чертежу и нескольким фотографиям под руководством Тони Сейла, сотрудника Национального музея вычислительной техники Великобритании. На восстановление ушло 14 лет.
Наибольшую известность получил проект, развернутый в 1942 г. в университете Пенсильвании при поддержке Лаборатории баллистики армии США. Задач, для решения которых, в первую очередь, проектировался вычислитель, были связаны с баллистическими расчетами. Проект возглавили Дж. Мочли (John J. Mauchly, 1907–1980) и Дж. Экерт (J. Presper Eckert, 1919–1995). Первый из них в 1941 г. в Айове познакомился с работами Дж.Атанасова. В 1943 г. при участии Г.Голдстайна из Лаборатории баллистика был подписан правительственный контракт с Пенсильванским университетом, предусматривающий создание электронного цифрового интегратора и компьютера, названного впоследствии по первым буквам ЭНИАК (Electronic Numeric Integrator And Computer). Г.Голдстайн привлек к этим работам в качестве консультанта и знакомого с ним Дж. Фон Неймана (John von Neumann, 1903–1957).
Работы над ЭНИАК официально были завершены в конце 1945 г. Он был построен на 18000 электронных ламп, занимал помещение 135 м2, весил более 30 т и потреблял мощность 150 кВт. Машина работала на частоте 100 кГц и выполняла сложение за 0,2 мс, а умножение – за 2,8 мс, т.е. примерно в 1000 раз быстрее, чем современные ей электромеханические машины. Операции выполнялись в десятичной системе счисления на декадных счетчиках, образующих 20 десятиразрядных регистров (по 10 счетчиков в каждом), построенных на ламповых триггерах, что в то время было довольно дорого, а программирование производилось с помощью соединений, выполнявшихся проводами на коммутационной панели. Т.е., переход от одной программы к другой мог занять от 30 минут до 8 часов, требуя переключения до нескольких тысяч проводов.
Сразу стало очевидно, что такое программирование надо заменить хранением программы электронным способом. Да и надежность этой ЭВМ была невысокой, а поиск неисправностей мог занять от нескольких часов до суток, хотя одним из первых ее практических применений было использование при решении некоторых задач проекта атомной бомбы.
В СССР в 1947 году под руководством С. А. Лебедева начаты работы по созданию малой электронной счетной машины (МЭСМ), которая была введена в строй в 1951 году и стала первой ЭВМ не только в СССР, но и в Европе (исключая Англию).
Участие Дж. фон Неймана в проекте ЭНИАК знаменательно тем, что вместе со своими коллегами Г.Голдстайном и А.Берксом в июне 1946 г. он опубликовал отчет под названием “Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства” (A.W.Burks, H.H.Goldstine,J.vonNeumann,Preliminarydiscussionofthelogicaldesignofanelectroniccomputinginstrument, –Princeton, 1946). В этом отчете содержалось обоснование выбора конструкции ЭВМ, выполненное по результатам анализа сильных и слабых сторон ЭНИАК, рассматривалась ее структура, и предлагался ряд идей (принципов построения ЭВМ), оказавших серьезное влияние на развитие вычислительной техники. Как известно, много последующих поколений ЭВМ имели архитектуру, называемую “архитектурой фон Неймана”.
Обсуждаемую в отчете структуру ЭВМ можно изобразить так, как показано на рис. 2
Рис.2. Структурная схема цифровой вычислительной машины
Функциональное назначение отдельных блоков отвечает их названиям (и будет обсуждаться впоследствии в соответствующих разделах курса), причем на рис. 2 объединены, раздельные на оригинальной схеме, устройство ввода и устройство вывода.
Эта структура, возможно, в силу своей общности и достаточно высокого уровня представления, может быть в той или иной мере отнесена и к большинству современных ЭВМ. Хотя, конечно, более детальное рассмотрение позволяет найти в них и отличия от этой схемы, иногда, довольно значительные.
На рис.2 пунктиром показана связь между устройствами ввода-вывода (УВВ) и запоминающим устройством (ЗУ). Эта связь, которой не было в исходной структуре: ввод и вывод (обмен с ЗУ) осуществлялся через регистры арифметического устройства, – появилась в структуре ЭВМ достаточно быстро. Впоследствии управление этой связью было возложено на выделенные в самостоятельные блоки: каналы (контроллеры) ввода-вывода, в которые была перемещена из общего устройства управления соответствующая логика. Основная часть управление совместно с арифметическим (позже арифметико-логическим) устройством объединилось в блок, названный процессором. Так можно охарактеризовать наиболее общие изменения структуры фон Неймана.
Кроме собственно структуры ЭВМ, которая, в силу своего достаточно общего характера, надолго стала основой большинства ЭВМ, в вышеназванном отчете были сформулирован ряд рекомендаций, связанных с особенностями организации и функционирования ЭВМ в целом и отдельных ее устройств. Часто их называют принципами Неймана, хотя, как отмечалось впоследствии, сам Нейман не претендовал на приоритет в этих вопросах, например, принцип хранимой в памяти программы был впервые сформулирован Дж. Экертом.
Некоторые из этих рекомендаций впоследствии утратили свое значение, но часть их оказалась ключевой для последующих поколений ЭВМ. К этим положениям относятся следующие.
1. Машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления.
За последующие более чем полвека было предпринято много попыток найти более эффективный способ представления данных для выполнения арифметики в ЭВМ. Существовали различные варианты десятичных способов кодирования, троичные системы, системы на многозначных элементах, а также специальные представления – системы счисления в остаточных классах, системы на числах Фибоначчи. Однако двоичная система осталась основным вариантом, используемым в ЭВМ.
2. Программа должна размещаться в запоминающем устройстве машины, обладающем достаточной емкостью и высокой скоростью выборки и записи команд программы.
Этот принцип, является одним из ключевых в организации ЭВМ с программным управлением. Тем не менее, установлено, что сам Нейман не претендовал на приоритет в формулировке этого положения, а впервые эта идея была предложена Дж. Экертом.
3. Программа, так же как и данные, записывается в двоичном коде. Это дает однотипное представление команд и данных, что, в свою очередь, приводит к следующему:
а) данные, константы, промежуточные и конечные результаты могут размещаться в одном ЗУ с командами программы;
б) программа может производить операции не только с данными, но и с кодами, представляющими собой команды программы.
По поводу первого из названных следствий можно сказать, что, хотя и программы и данные в большинстве ЭВМ хранятся сегодня в оперативной памяти вместе, на более высоком уровне памяти: в кэше первого уровня они хранятся в раздельных блоках, что позволяет уменьшить конфликты при обращении к памяти.
Второе следствие в те времена, когда программирование велось непосредственно в машинных кодах, позволяло достаточно эффективно использовать изменение самой программой некоторых своих команд в ходе исполнения для придания им некоторых свойств. В настоящее время, такой прием в программировании не применяется, так как приводит к модификации исходного кода на определенных этапах исполнения. А это не позволяет использовать один экземпляр кода несколькими приложениями (например, в стандартных функциях, динамически прикомпануемых системных библиотеках и т.п.).
Кроме того, это свойство может служить основой для повреждения (в т.ч., умышленного) программ.
4. Невозможность технической реализации запоминающего устройства большой емкости, быстродействие которого соответствовало бы быстродействию логических схем обрабатывающих блоков, требует иерархической организации памяти.
Иерархическая организация памяти имеет место практических в любой ЭВМ. Причем с течением времени количество уровней памяти в них увеличивается. Иногда в ЭВМ можно насчитать до десятка различных по своим характеристикам и функциональному назначению запоминающих устройств.
5. В машине должны реализовываться аппаратно параллельные операции сложения, вычитания и умножения. Требование аппаратной реализации операций деления и извлечения квадратного корня неочевидны.
Арифметико-логические устройства (СЛУ) большинства современных ЭВМ действительно выполняют параллельно основные арифметические операции (в том числе и деление). Операция извлечения квадратного корня, обычно, отсутствует. Тем не менее, параллельный характер выполнения операций над многоразрядными числами (а у Неймана с коллегами речь шла о 40-разрядных двоичных числах) не всегда имел место в ЭВМ. На начальных этапах их развития, когда электроника была относительно дорогой, часто встречались ЭВМ с последовательным (поразрядным) или последовательно-параллельным (например, побайтовым) выполнением операций в АЛУ.
Правда, как упоминалось выше, были среди рассматриваемых положений и такие, которые впоследствии не оправдались. Например, отсутствие необходимости аппаратной реализации операции с плавающей запятой. Как известно, практически все процессоры общего назначения современных ЭВМ содержат встроенные аппаратные средства (NPU – numeric processing unit) выполнения таких операций.
5.3. Several of the digital computers being built or planned in this country and England are to contain a so-called «floating decimal point». This is a mechanism for expressing each word as a characteristic and a mantissa-e.g. 123.45 would be carried in the machine as (0.12345,03), where the 3 is the exponent of 10 associated with the number. There appear to be two major purposes in a «floating» decimal point system both of which arise from the fact that the number of digits in a word is a constant, fixed by design considerations for each particular machine. The first of these purposes is to retain in a sum or product as many significant digits as possible and the second of these is to free the human operator from the burden of estimating and inserting into a problem «scale factors»- multiplicative constants which serve to keep numbers within the limits of the machine.
There is, of course, no denying the fact that human time is consumed in arranging for the introduction of suitable scale factors. We only argue that the time so consumed is a very small percentage of the total time we will spend in preparing an interesting problem for our machine. The first advantage of the floating point is, we feel, somewhat illusory. In order to have such a floating point one must waste memory capacity which could otherwise be used for carrying more digits per word. It would therefore seem to us not at all clear whether the modest advantages of a floating binary point offset the loss of memory capacity and the increased complexity of the arithmetic and control circuits.
Нельзя отрицать тот факт, что подбор соответствующего масштабного коэффициента потребует затрат времени человека. Но мы полагаем, что это время представляет очень малую долю общего времени, затрачиваемого на подготовку задачи для решения на машине. Первое преимущество (плавающей запятой – сохранение максимального количества значащих цифр в рамках имеющейся разрядной сетки) мы также считаем иллюзорным. Ведь для реализации такой плавающей запятой необходимо затратить место в памяти, которое в противном случае могло бы содержать слова с большим количеством разрядов. Поэтому нам кажется, вовсе не очевидным, смогут ли скромные преимущества двоичной плавающей запятой окупить потери емкости памяти и усложнение схем арифметики и управления.
Содержание работы Неймана и его соавторов, оказало значительное влияние на последующие поколения вычислительной техники. Причем следует отметить, что разработчики ЭВМ ЭНИАК организовали публикации и курсы лекций по результатам своих исследований, которые, в частности, прослушал М.Уилкс, профессор Кембриджского университета. Поэтому оказалось возможным, что первая ЭВМ с хранимой в памяти программой (ЭДСАК – Кембридж, 1949 г.) была создана в Англии раньше, чем в США.
В Советском Союзе работы в этом направлении были начаты несколько позже и первая ЭВМ (МЭСМ – малая электронная счетная машина) была создана в 1951 г. под руководством Сергея Алексеевича Лебедева.
Тем не менее, по прошествии нескольких десятилетий с момента опубликования работы Неймана стала усиливаться критика в адрес предложенной им архитектуры ЭВМ. Эта критика имеет различную направленность, а ключевые ее моменты сводятся, в основном, к следующему:
1. Оперативная (да и не только) память имеет линейную, или одномерную, адресацию, тогда как информационные объекты, с которыми имеют дело программы, могут значительно различаться по своей форме, представляя собой одномерные и многомерные массивы, списки, типы, структуры.
2. Характер связей между блоками в структуре ЭВМ жесткий и не адаптируется к особенностям решаемых задач.
3. Функционирование блоков ЭВМ развертывается последовательно во времени, как и выполняемые внутри них самих действия.
Каждый из указанных аспектов, конечно, имеет место. Однако, только второй из них, действительно, может рассматриваться как одно из направлений совершенствования архитектуры и находит отражение в исследованиях по системам с перестраиваемой (динамической) архитектурой.
Что касается линейной адресации памяти, то она представляет собой простейшую упорядоченность (проще которой может быть только неупорядоченное множество), позволяющую различать отдельные элементы запоминающего устройства, из которых на программном уровне и компонуются структуры данных. Конечно, существуют исследования по альтернативным вариантам организации памяти ЭВМ. Однако достаточного распространения в практике построения последних они не получили.
Что касается последовательного характера функционирования блоков ЭВМ и межблочного взаимодействия, то они более обусловлены алгоритмическим характером логики процессов, протекающих в ЭВМ. Хотя, конечно, работы по созданию параллельных вычислительных систем и развития внутреннего параллелизма в устройствах ЭВМ представляют одно из магистральных направлений развития их архитектуры.
studfiles.net
Машины цифровые вычислительные — Энциклопедия по экономике
Электронные управляющие машины, цифровые вычислительные машины и устройства, клавишные и перфорационные машины и ДР. [c.167]К вычислительной технике относят орудия и средства труда, при помощи которых ускоряются и улучшаются процессы, связанные с решением математических и вычислительных задач и работ, получением научно-технической и экономической информации, управлением технологическими и производственными процессами и др. К этой подгруппе основных средств (фондов) относят электронно-вычислительные машины, управляющие и аналоговые машины, цифровые вычислительные машины и устройства (клавишные вычислительные машины, перфорационные вычислительные машины, контрольники, сортировки, табуляторы и другую вычислительную и счетно-решающую технику, которой оборудуются машиносчетные бюро, станции, фабрики механизированного учета, вычислительные центры, автоматизированные системы управления). [c.71]
Вычислительная техника — совокупность средств (машины, устройства, приборы и др.), предназначенных для ускорения и автоматизации процессов, связанных с решением математических (вычислительных, логических) задач по заданному алгоритму. К ней относятся электронно-вычислительные, управляющие и аналоговые машины, цифровые вычислительные машины и устройства (клавишные вычислительные машины, перфорационные вычислительные машины и др.). [c.8]
Г л ав а 4 МАШИНЫ ЦИФРОВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ [c.139]
К группе средств вычислительной техники в разных отраслях народного хозяйства относятся электронно-вычислительные, управляющие и аналоговые машины, цифровые вычислительные машины и устройства (клавишные вычислительные машины, перфорационные вычислительные машины и др.). [c.113]
IV.F. Вычислительная техника. Ее цель — ускорение и автоматизация процессов, связанных с решением математических задач по заданному алгоритму. К ней относятся электронно-вычислительные управляющие и аналоговые машины, цифровые вычислительные машины и устройства. Включаемые в подгруппу приборы, устройства, оборудование должны иметь самостоятельное назначение, а не являться составной частью какого-то иного инвентарного объекта. [c.8]
Электронно-вычислительные, управляющие и аналоговые машины, цифровые вычислительные машины и устройства [c.274]
К вычислительной технике относятся электронно-вычислительные, управляющие и аналоговые машины, а -также цифровые вычислительные машины и устройства. [c.135]
Отметим, что важную роль в создании имитационных систем сыграло появление ЭВМ третьего поколения. С технической точки зрения ЭВМ третьего поколения — это цифровые вычислительные машины, типовыми элементами которых являются интегральные схемы. [c.293]
Система телемеханики рассчитывается на совместную работу с цифровой вычислительной машиной, установленной в ИВЦ ГДП, а также предусматривается возможность стыковки ТМ при значительном удалении (50 км и более). [c.217]
Электронные цифровые вычислительные машины общего назначения предназначены для решения широкого круга научно-технических и экономических задач и могут использоваться в различных системах обработки данных, на массовых вычислительных центрах, а также в специальных областях применения. Это значительно затрудняет измерение и оценку некоторых показателей, необходимых для выполнения технико-экономических обоснований в процессе их проектирования. Прежде всего [c.103]
В современных условиях математика дает возможность широко использовать в управленческой работе электронные цифровые вычислительные и частично аналоговые машины и тем самым не только удешевить, но и добиться совершенствования управления и выполнения экономических исследований, а также анализа результатов производственной деятельности. [c.305]
Вычислительные машины составляют самую многочисленную группу вычислительной техники. С помощью цифровых вычислительных машин достигается наиболее высокий уровень механизации бухгалтерского учета. [c.62]
По принципу ввода исходных данных цифровые вычислительные машины подразделяются на три группы клавишные (КВМ), перфорационные (ПВМ) и электронные (ЭВМ). К клавишным относятся машины, на которых ввод исходных данных осуществляется вручную путем нажатия на клавиши или рычаги. Эти машины предназначены для выполнения в основном арифметических операций. На отдельных КВМ можно произвести запись обрабатываемой информации и результатов просчета. [c.62]
Другим существенным признаком, используемым при классификации вычислительных машин, является вид представления величия, с которыми оперирует машина в процессе работы. По этому признаку все вычислительные машины делят на класс цифровых и класс аналоговых вычислительных машин. При этом понятием цифровая вычислительная машина обобщаются вычислительные устройства, производящие операции над цифровыми кодами, а понятием аналоговая вычислительная машина — вычислительные машины (устройства), производящие операции над непрерывно изменяющимися значениями физических (аналоговых) величин. [c.5]
К цифровым вычислительным машинам (ЦВМ) относятся вычислительные машины, производящие автоматически, с любой практически необходимой точностью, в соответствии с программой, операции над числовыми величинами, представленными числовым кодом. [c.5]
Класс цифровых вычислительных машин и устройств объединяет клавишные вычислительные машины, перфорационные вычислительные комплекты, цифровые вычислительные машины (ЦВМ). [c.5]
Клавишная вычислительная машина — это цифровая вычислительная машина, в которой ввод обрабатываемой информации и управление производятся посредством клавишной системы только вручную. [c.5]
При обработке большого объема информации возможно объединение двух машин в один комплекс, а также совместная работа с цифровыми вычислительными машинами. [c.130]
Электронные цифровые вычислительные машины, в зависимости от их логико-вычислительных возможностей, делят на два класса универсальные общего назначения и специализированные. [c.139]
Универсальные электронные цифровые вычислительные машины общего назначения принято различать также и по производительности, при этом их делят на малогабаритные, малые, средние и большие. [c.140]
Малые цифровые вычислительные машины общего назначения имеют быстродействие в пределах от 500 до 5000 операций в секунду, средние — от 5000 до 100 000 и большие — от 100 000 операций в секунду и более. [c.140]
Структура таких машин также имеет свою специфику. По этому признаку цифровые вычислительные машины общего назначения делятся на две группы а) с постоянным и б) с переменным комплектом устройств. [c.140]
В состав любой электронной цифровой вычислительной машины (ЦВМ) должно входить арифметическое устройство (АУ), которое предназначено для выполнения арифметических и логических операций над числами, поступающими в него из запоминающего устройства. [c.140]
Кроме перечисленных выше основных устройств цифровых вычислительных машин в их состав входят специальные устройства подготовки и ввода информации, называемые внешними, или- периферийными, устройствами. [c.141]
За последние годы промышленностью нашей страны освоен выпуск целого ряда малогабаритных электронных цифровых вычислительных машин, предназначенных в основном, для автоматизации инженерных расчетов. [c.142]
| Таблица 4.1 Основные характеристики малогабаритных цифровых вычислительных машин |  |
Особенно велика роль в повышении производительности конструкторского труда, качества проводимых работ, а в ряде случаев в обеспечении оптимальности принимаемых решений современных средств автоматизации, начиная от автоматических графопостроителей и кончая сложнейшими аналоговыми и цифровыми вычислительными машинами (АВМ и ЭВЦМ), вплоть до техники, обеспечивающей САПР. [c.103]
Первый переворот в теории и практике управления связан с созданием и использованием вычислительной техники. В 1833 г. английский математик Ч. Беббидж разработал проект «аналитической машины» — прообраз современной цифровой вычислительной техники, с помощью которой уже тогда управленческие решения принимались более оперативно. [c.9]
С целью использования достоинств и аналоговых, и цифровых вычислительных машин созданы аналого-цифровые вычислительные машины, производящие операции как над цифровыми кодами, так и над непрерывно изменяющимися значениями физических (аналоговых) величин. [c.6]
Электронная клавишная машина Оливетти Программа-101 (рис. 1.40) занимает промежуточное положение между большими цифровыми Вычислительными машинами и настольными клавишными [c.74]
МАШИНЫ АНАЛОГОВЫЕ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ [c.123]
Машина МН-18 предназначена для работы в составе аналого-цифровой вычислительной системы АЦЭМС-1 или независимо от нее. Используется для решения и исследования методом математического моделирования сложных динамических систем, описываемых обыкновенными нелинейными дифференциальными уравнениями относится к классу машин средней мощности. [c.130]
Машина рассчитана на непосредственное управление от цифровой вычислительной машины. При работе в составе АЦЭМС-1 управление цифровой и вычислительной частью осуществляется от центрального устройства управления. [c.130]
Система АЦЭМС-1 предназначена для математического моделирования сложных динамических объектов в реальном масштабе времени с повышенной точностью. Она построена по принципу комбинирования в одном вычислительном комплексе аналоговой и цифровой форм представления машинных переменных с целью сочетания лучших свойств аналоговых и цифровых вычислительных машин. Одновременное использование цифровой и аналоговой вычислитель- [c.138]
В качестве цифровой части системы используется цифровая вычислительная машина М-220, в состав которой кроме стандартного внешнего оборудования может входить графическое устройство, состоящее из устройства преобразования УП-7 и двухкоординатного регистрирующего устройства ДРП-3. [c.139]
Со времени начала серийного выпуска электронных цифровых вычислительных машин их сменилось уже три поколения. Первыми были машины ламповые (БЭСМ-1,, Стрела , Урал-1 , Урал-2 и Урал-4 , Минск-1 , Минск-«1Г , Минск-14 и некоторые другие), промышленное производство их уже прекращено. В настоящее время промышленность выпускает полупроводниковые машины (второе поколение) и машины, основанные на применении интегральных и микромодульных элементов (третье поколение). Последние еще не получили широкого распространения, поэтому основное внимание здесь уделяется полупроводниковым машинам и лишь кратко будут охарактеризованы некоторые машины третьего поколения, представляющие каждый класс машин (большие, средние и малые). [c.142]
Машина БЭСМ-1 является родоначальницей отечественных электронных цифровых вычислительных машин и базой последующих модификации. Характерной особенностью этой машины является то, что она имеет долговременное запоминающее устройство на диодах, содержимое которого не может изменяться во время работы машины. В него не могут быть также засланы команды или числовая информация из оперативных ЗУ. [c.147]
Быстродействующие цифровые вычислительные машины модели БЭСМ [c.148]
economy-ru.info
Цифровой компьютер — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Цифровой компьютер
Cтраница 1
Цифровой компьютер [ Digital Computer ] — компьютер, управляемый программами, хранящимися во внутренней памяти, который может использовать общую память для всех или части программ, а также для всех или части данных, необходимых для выполнения программ; выполнять программы, написанные или указанные пользователем; совершать заданные пользователем манипуляции над дискретными данными, представленными в виде цифр, включая арифметические и логические операции; и выполнять программы, которые модифицируются в процессе исполнения. В обработке информации термин компьютер часто относится к цифровым компьютерам. [1]
Цифровой компьютер и соответствующие преобразователи сигналов обладают ограниченной точностью. Под точностью в данном случае следует понимать разрешение, с которым определяются отдельные переменные. Так, точность компьютера ограничена конечной длиной машинного слова. Точность АЦП ограничена конечным числом двоичных разрядов его регистра. Поэтому говорят, что преобразованный сигнал т ( кТ) включает в себя ошибку квантования по амплитуде. Если эта ошибка, а также ошибка, обусловленная конечной длиной машинного слова, малы в сравнении с амплитудой сигнала, то цифровая система является достаточно точной и эффектом квантования по амплитуде можно пренебречь. [2]
Цифровой компьютер, как это общепринято считать, является эффективным универсальным вычислительным устройством. Также считается, что он способен воспроизвести работу любого физического вычислительного устройства, причем требуемое для этого время возрастет не более, чем на полиномиальный множитель. [3]
Цифровой компьютер — это машина, которая может решать задачи, выполняя данные ей команды. Последовательность команд, описывающих решение определенной задачи, называется программой. Электронные схемы каждого компьютера могут распознавать и выполнять ограниченный набор простых команд. [4]
Цифровой компьютер состоит из связанных между собой процессоров, памяти и устройств ввода-вывода. Вторая глава знакомит читателя с этими компонентами и с тем, как они взаимосвязаны. [5]
Без цифрового компьютера интерферограмму не так легко интерпретировать. [7]
Название специализированного электронного цифрового компьютера, который был изготовлен с соблюдением строжайшей секретности на исследовательской станции Почтового ведомства Великобритании в Лондоне и начал выполнять полезную работу в правительственном учреждении в Блетчли-Парк, граф. [8]
Повсеместное применение цифровых компьютеров побуждает нас обратиться к описанию систем управления во временной области. Соответствующие методы могут быть применены к нелинейным, нестационарным и многомерным системам. Нестационарная система управления — это система, в которой один или более параметров являются функциями времени. Например, масса ракеты изменяется по мере расходования топлива в процессе полета. Многомерная система, как это было отмечено в разд. [9]
Другой подход моделирует на цифровом компьютере полную работу аналоговой ЭВМ. В этих программах используется специальный язык, что делает их чрезвычайно гибкими и простыми в применении. Недавно Титченер [80] описал ориентированную на кинетику программу, где аналоговый компьютер моделируется на микрокомпьютере посредством использования сборки символьных модулей. [10]
Миникомпьютер [ Minicomputer ] — цифровой компьютер, являющийся в функциональном отношении промежуточным между микрокомпьютером и универсальным компьютером. [11]
Возможно, что даже работа цифровых компьютеров требует более глубокого понимания взаимосвязи действий U и R. В случае с компьютерами, мы, по-край-ней мере, знаем, что цифровые вычисления являются алгоритмическими ( по самой конструкции. Но я утверждаю, что в случае с мозгом и разумом ситуация совершенно иная. Вполне допустимо, что в процессе ( сознательного) мышления участвует некая существенная неалгоритмическая составляющая. В следующей главе я попытаюсь подробно изложить причины, заставляющие меня верить в существование этой составляющей, а также выскажу предположения о том, какими удивительными реальными физическими эффектами обусловлено сознание, влияющее на работу мозга. [12]
Существует подобие между мозгом и цифровым компьютером: оба оперируют электронными сигналами, оба состоят из большого количества простых элементов, оба выполняют функции, являющиеся, грубо говоря, вычислительными. Тем не менее существуют и фундаментальные отличия. По сравнению с микросекундными и даже наносекундными интервалами вычислений современных компьютеров нервные импульсы являются слишком медленными. Хотя каждый нейрон требует наличия миллисекундного интервала между передаваемыми сигналами, высокая скорость вычислений мозга обеспечивается огромным числом параллельных вычислительных блоков, причем количество их намного превышает доступное современным ЭВМ. Диапазон ошибок представляет другое фундаментальное отличие: ЭВМ присуща свобода от ошибок, если входные сигналы безупречно точны и ее аппаратное и программное обеспечение не повреждены. Мозг же часто производит лучшее угадывание и приближение при частично незавершенных и неточных входных сигналах. Часто он ошибается, но величина ошибки должна гарантировать наше выживание в течение миллионов лет. [13]
Основные элементы, из которых конструируются цифровые компьютеры, чрезвычайно просты. Сначала мы рассмотрим эти основные элементы, а также специальную двузначную алгебру ( булеву алгебру), которая используется при конструировании этих элементов. Затем мы рассмотрим основные схемы, которые можно построить из вентилей в различных комбинациях, в том числе схемы для выполнения арифметических действий. Следующая тема — как можно комбинировать вентили для хранения информации, то есть как устроена память. Затем мы рассмотрим различные примеры промышленного производства. [14]
Такого рода сведения необходимы для построения любого цифрового компьютера и входной программы, поэтому модели должны быть практичными при вычислениях. Построение соответствующих гамильтонианов не требует знания всех вычислительных орбит модели. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru