И в ней было всё более просто и понятно чем сейчас. Особенно, если эта литература для военнослужащих. Ниже приводится выдержка из книги издательства ДОСААФ (1987 г.) «Вычислительная техника в военном деле», в которой простым языком рассказывается о том, что такое ЭВМ и как она работает:
Состав ЭВМ
Любая ЭВМ имеет в своем составе:
— арифметическое устройство, где выполняются арифметические и логические операции;
— запоминающие устройства, предназначенные для хранения программ и данных;
— устройства ввода-вывода информации, осуществляющие связь машины с «внешним миром»;
— устройство управления, которое координирует работу всех блоков.
Обработка информации происходит в центральном процессоре.
Центральный процессор — основа любой ЭВМ. Он конструктивно выполняется в одном блоке, поэтому все другие устройства, не входящие в его состав, называются периферийными.
Центральный процессор включает:
— арифметическое устройство;
— оперативную (быстродействующую) память;
— устройство управления.
Принцип построения ЭВМ
Несмотря на значительный прогресс во всех областях вычислительной техники, два основополагающих принципа остаются неизменными: это двоичная система счисления и принцип хранимой программы.
В двоичной системе счисления для обозначения чисел используются цифры 1 и 0. Выбор этой системы был обусловлен удобством представления этих цифр с помощью физических процессов:
— есть напряжение (ток) — нет напряжения (тока);
— намагничено – размагничено;
— светло — темно и т.д.
Принцип хранимой программы предполагает, чтобы заданная последовательность вычислений кодируется и хранится в памяти ЭВМ таким же образом, как хранятся числа (данные). Сейчас это кажется совершенно естественным, и мало кто знает, что в первой программируемой цифровой ЭВМ «ENIAC» ход вычислений задавался оператором вручную путём набора определённых соединений на коммутационной панели.
Как работает ЭВМ?
Принцип работы ЭВМ и порядок взаимодействия её основных блоков можно рассмотреть на примере выполнения простейшей операции.
Для того чтобы ЭВМ могла выполнить какую-либо операцию, ей необходимо указать правила её выполнения. Для каждой ЭВМ существует набор исходных инструкций, которые образуют «систему команд» — это алфавит работы компьютера. Каждая инструкция имеет свой код, которому соответствует определённая последовательность управляющих сигналов, рассылаемых по блокам ЭВМ.
Предположим, что оператору за дисплеем, необходимо сложить два числа. Для этого случая в ЭВМ заготовлена специальная программа. Оператор набирает на пульте команду «Сложить», по которой заготовленная программа выбирается из внешней памяти и помещается в оперативную память. Это ещё один принцип работы ЭВМ: необходимо собрать в оперативной памяти всё, что потребуется для выполнения задания.
На специальном регистре оперативной памяти появляется адрес первой инструкции, и та вызывается устройством управления из памяти. После её декодирования (расшифровки) на дисплей посылается сигнал: «Введите первое слагаемое». Оператор набирает число, устройство управления принимает его и помещает в то место памяти, которое определено программой. На регистре появляется адрес следующей инструкции — устройство управления выполняет те же операции: вызывает инструкцию из памяти, декодирует её, посылает на дисплей сигнал о вводе второго слагаемого, принимает его и помещает в соответствующую ячейку памяти.
Tеперь всё необходимое для сложения собрано в одном месте. Устройство управления перешлёт в арифметическое устройство два слагаемых и даст приказ сложить их. В соответствии со следующей инструкцией результат отошлётся оператору на дисплей либо запишется в память для последующего использования. Если оператор удовлетворён результатом, сеанс заканчивается, программа сложения снова отсылается во внешнюю память.
Что такое быстродействие и производительность ЭВМ?
Рассмотренный пример показывает, что даже такая простейшая операция, как сложение, состоит из нескольких машинных операций с памятью. Поэтому скорость работы центрального процессора определяется главным образом быстродействием оперативной памяти или длительностью её цикла — промежутка времени между двумя последовательными обращениями к ней.
Если же учитывать временные задержки, создаваемые всеми блоками ЭВМ, то получаемое при этом реальное быстродействие характеризует производительность ЭВМ. Естественно, что последняя зависит от характера обрабатываемой информации, которая определяет необходимую смесь выполняемых операций.
Жёсткая зависимость скорости работы ЭВМ от характеристик центрального процессора позволяет получать требуемую производительность только с его помощью при неизменной номенклатуре периферийного оборудования. Для увеличения необходимой производительности можно использовать несколько параллельно работающих процессоров.
До недавнего времени производительность являлась основным критерием для классификации ЭВМ. В современных условиях эта классификация носит условный характер. Модульный принцип построения позволяет комплектовать из отдельных устройств (блоков) вычислительные системы большой производительности и достигать рационального сочетания технических средств, диктуемого конкретными условиями работы.
Память
Память, или запоминающие устройства классифицируют прежде всего по ёмкости и времени выборки. Самые быстродействующие запоминающие устройства служат для организации оперативной памяти.
Запоминающие устройства, применяемые во внешней памяти ЭВМ, работают более медленно, зато по ёмкости они существенно превосходят оперативные ЗУ.
Микропроцессор
Существенный рост возможностей ЭВМ связан с появлением микропроцессоров, в которых многие тысячи схемных элементов монолитно объединяются в одном модуле (чипе) площадью в доли квадратных миллиметров. В составе такого микропроцессора имеются практически все узлы традиционных ЭВМ: арифметическое устройство, устройство управления, внутреннее оперативное запоминающее устройство для хранения промежуточных результатов, адресов или команд (чтобы снизить количество обращений к памяти, находящейся за пределами модуля).
Микропроцессоры являются по существу «умными» кирпичиками, из которых можно построить ЭВМ любой заданной конфигурации и производительности.
Персональный компьютер
Если микропроцессор объединить с запоминающими устройствами и устройствами ввода-вывода информации, упростить человеко-машинное взаимодействие и стандартизировать программное обеспечение, то получится персональный компьютер.
***
Вот, коротко, и всё. Совершенствование ЭВМ продолжается путём наращивания вычислительных возможностей — как за счёт совершенствования элементной базы, так и за счёт новых организационно-технических решений (совершенствования структуры, совмещения операций, предварительного просмотра инструкций и пр.).
Литература:
И.Н. Лощилов. Вычислительная техника в военном деле.- М.: издательство ДОСААФ СССР, 1987
