МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
САРАПУЛЬСКИЙПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 230103
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АРХИТЕКТУРА ЭВМ И ВС»
ВЫПОЛНИЛСТУДЕНТ
ГР. АСУ-31СЗ СУХИХ А.В.
ПРОВЕРИЛ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬГАББАСОВА Ф.Ф.
г.Сарапул
2005 – 2006 уч. год
СОДЕРЖАНИЕ
1. МНОГОМАШИННАЯВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА… 3
2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМПО НАЗНАЧЕНИЮ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ВОЗМОЖНОСТЯМ… 6
3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕСХЕМЫ ЛОГИЧЕСКИ ЭЛЕМЕНТОВ… 10
1. МНОГОМАШИННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯСИСТЕМА
Вычислительная система (ВС) – совокупность взаимосвязанных ивзаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования ипрограммного обеспечения, предназначенная для сбора, хранения, обработки ираспределения информации.
Создание ВС преследует следующие основные цели:
· повышениепроизводительности системы за счет ускорения процессов обработки данных;
· повышениенадежности и достоверности вычислений;
· предоставлениепользователям дополнительных сервисных услуг и т.д.
отличительной особенностью ВС по отношению к классическим ЭВМ являетсяналичие в ней нескольких вычислителей, реализующих параллельную обработку.
Параллелизм выполнения операций существенно повышает быстродействиесистемы; он может также значительно повысить и надежность (при отказе одногокомпонента системы его функции может взять на себя другой), и достоверностьфункционирования системы, если операции будут дублироваться, а результаты ихвыполнения сравниваться.
Параллелизм в вычислениях в значительной степени усложняет управлениевычислительным процессом, использование технических и программных ресурсов. Этифункции выполняет операционная система ВС.
Несмотря на то, что классическим является многомашинный вариантВС, в ВС может быть только один компьютер, но агрегированный смногофункциональным периферийным оборудованием (стоимость периферийногооборудования часто во много раз превосходит стоимость центральных устройствкомпьютера). В компьютере может быть как несколько процессоров (тогда имеетместо также классический многопроцессорный вариант ВС), так и один процессор(если не брать в расчет специализированные процессоры, входящие в составпериферийных устройств).
В многомашинной вычислительной системе несколько процессоров, входящих ввычислительную систему, не имеет общей оперативной памяти, а имеют каждый свою(локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическуюархитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эффект отприменения такой вычислительной системы может быть получен только при решениизадач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столькослабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.
2.КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ ПО НАЗНАЧЕНИЮ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ВОЗМОЖНОСТЯМ
Электронная вычислительная машина (ЭВМ), компьютер – комплекс техническихсредств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решениявычислительных и информационных задач.
ЭВМ можно классифицировать по ряду признаков, в частности:
· физическомупредставлению обрабатываемой информации;
· поколениям(этапам создания и элементной базе);
· сферам примененияи методам использования (а также размерам и вычислительной мощности).
По сферам применения и методам использования ЭВМ можно разделить на следующиегруппы (рис. 2.1).
/>
Рис. 2.1.Классификация по сферам применения и методам использования
3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ЛОГИЧЕСКИХЭЛЕМЕНТОВ
Логический элемент компьютера — это часть электронной логической схемы,которая реализует элементарную логическую функцию.
Логическими элементамикомпьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и другие(называемые также вентилями), а также триггер.
С помощью этих схем можнореализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера.Обычно у вентилей бывает от двух до восьми входов и один или два выхода.
Чтобы представить двалогических состояния — “1” и “0” в вентилях, соответствующие им входные ивыходные сигналы имеют один из двух установленных уровней напряжения. Например,+5 вольт и 0 вольт.
Высокий уровень обычносоответствует значению “истина” (“1”), а низкий — значению “ложь” (“0”).
Каждый логический элементимеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию, но неуказывает на то, какая именно электронная схема в нем реализована. Это упрощаетзапись и понимание сложных логических схем.
Работу логическихэлементов описывают с помощью таблиц истинности.
Таблица истинности это табличное представление логической схемы(операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинностивходных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала(результата операции) для каждого из этих сочетаний.
С х е м а И
Схема И реализуетконъюнкцию двух или более логических значений.
Условное обозначение наструктурных схемах схемы И с двумя входами представлено на рис. 3.1. Таблицаистинности — в таблице 3.1.
/>
Рис. 3.1
Таблица 3.1 x y xy 1 1 1 1 1
Единица на выходе схемы Ибудет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бына одном входе будет ноль, на выходе также будет ноль.
Связь между выходом zэтой схемы и входами x и y описывается соотношением: z = xy (читаетсякак «x и y»).
Операция конъюнкции нафункциональных схемах обозначается знаком “&” (читается как«амперсэнд»), являющимся сокращенной записью английского слова and.
С х е м а ИЛИ
Схема ИЛИ реализуетдизъюнкцию двух или более логических значений.
Когда хотя бы на одномвходе схемы ИЛИ будет единица, на её выходе также будет единица.
Условное обозначениесхемы ИЛИ представлено на рис. 3.2. Знак “1” на схеме — от устаревшегообозначения дизъюнкции как ">=1" (т.е. значение дизъюнкции равноединице, если сумма значений операндов больше или равна 1). Связь между выходомz этой схемы и входами x и y описывается соотношением: z = x v y (читается как«x или y»). Таблица истинности — в табл. 3.2.
/>
Рис. 3.2
Таблица 3.2 x y x v y 1 1 1 1 1 1 1
С х е м а НЕ
Схема НЕ (инвертор)реализует операцию отрицания. Связь между входом x этой схемы и выходом z можнозаписать соотношением z = />, где />читается как «не x» или«инверсия х».
Если на входе схемы 0, тона выходе 1. Когда на входе 1, на выходе 0. Условное обозначение инвертора — нарисунке 3.3, а таблица истинности — в табл. 3.3.
/>
Рис. 3.3
Таблица 3.3 x
/> 1 1
С х е м а И — НЕ
Схема И-НЕ состоит изэлемента И и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы И.
Связь между выходом z ивходами x и y схемы записывают следующим образом: />, где />читается как «инверсия x иy».
Условное обозначениесхемы И-НЕ представлено на рисунке 3.4. Таблица истинности схемы И-НЕ — в табл.3.4.
/>
Рис. 3.4
Таблица 3.4 x y
/> 1 1 1 1 1 1 1
С х е м а ИЛИ — НЕ
Схема ИЛИ-НЕ состоит изэлемента ИЛИ и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы ИЛИ.
Связь между выходом z ивходами x и y схемы записывают следующим образом: />, где />, читается как «инверсия xили y». Условное обозначение схемы ИЛИ-НЕ представлено на рис. 3.5.
Таблица истинности схемыИЛИ-НЕ — в табл. 3.5.
/>
Рис. 3.5
Таблица 3.5 x y
/> 1 1 1 1 1