Информатика Курс лекций часть 6 Масловский Владимир Михайлович

Информатика Курс лекций часть 6 Масловский Владимир Михайлович, к. т. н. , доцент кафедра ИУ-10 РУНЦ «Безопасность» МГТУ им. Р. Э. Баумана, тел. 499 263 6794, E-mail: zi@bmstu. ru, mvm 481@rambler. ru

6. Обработка информации Слайд 2

ЭВМ-электронное устройство, предназначенное для автоматизации процесса ; алгоритмической обработки информации (вычислений). В зависимости от формы представления обрабатываемой информации вычислительные машины делятся на три больших класса: - цифровые вычислительные машины (ЦВМ), обрабатывающие информацию, представленную в цифровой форме; - -аналоговые вычислительные машины (АВМ), обрабатывающие информацию, представленную в виде непрерывно меняющихся значений какой-либо физической величины (электрического напряжения, тока и т. д. ); - - гибридные вычислительные машины (ГВМ), содержащие как аналоговые, так и цифровые вычислительные устройства. 6. Обработка информации Современный компьютер (ЭВМ)как реальная система обработки данных имеет ряд общих черт с абстрактной алгоритмической системой – машиной Тьюринга (МТ): -модели ЭВМ располагают конечным множеством команд, лежащих в основе реализации и выполнения каждого алгоритма; - модели ЭВМ функционирует дискретно (по-тактно) под управлением программы хранящейся в оперативной памяти; - устройство управления ЭВМ по назначению в общих чертах аналогично устройству управления Слайд 3 модели машины Тьюринга.

6. Обработка информации Слайд 4

6. Обработка информации Слайд 5

6. Обработка информации Слайд 6

6. Обработка информации Рис. 6. 2. Основные этапы решения задач с помощью компьютера Слайд 7

6. Обработка информации Понятие модели и компьютерное моделирование Слайд 8

6. Обработка информации Слайд 9

6. Обработка информации Слайд 10

6. Обработка информации Слайд 11

6. Обработка информации Слайд 12

6. Обработка информации Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

2. Решение задач СМО методом имитационного математического моделирования Слайд 17

Поколения электронных вычислительных машин Слайд 18

Поколения электронных вычислительных машин МЭСМ, за пультом В. В. Крайницкий Президиум Академии наук СССР отмечает, что, согласно постановлению Совета Министров СССР от 1. VII. 1951 г. за No 2754 -1321 с, Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР (ИТМ и ВТ) совместно с Институтом электротехники АН УССР в IV квартале 1951 г. ввел в эксплуатацию малую счетную электронную машину, являющуюся первой в СССР быстродействующей электронной цифровой машиной, доведенной до состояния эксплуатации. 2. За успешную работу по созданию и вводу в эксплуатацию малой счетной электронной машины объявить благодарность руководителю работ действ, чл. АН УССР С. А. Лебедеву, ст. науч. сотр. Е. А. Шкабаре, Л. Н. Дашевскому, инженерам А. Л. Гладыш, В. В. Крайницкому и С. Б. Погребинскому. Слайд 19

Поколения электронных вычислительных машин В 1950 г, когда был опробован макет МЭСМ, подобная машина работала лишь в Англии (ЭДСАК, ее автор М. Уилкс, 1949 г. ). Причем в ЭДСАК было использовано арифметическое устройство последовательного действия, а в МЭСМ - параллельного, последнее более прогрессивно. Плодотворность идей, заложенных в МЭСМ, была со всей очевидностью подтверждена последующими работами коллективов, возглавляемых С. А. Лебедевым. Комитет должен был учесть и то, что в 1952 г. МЭСМ была практически единственной в стране ЭВМ, на которой решались важнейшие научно-технические задачи из области термоядерных процессов (Я. Б. Зельдович), космических полетов и ракетной техники (М. В. Келдыш, А. А. Дородницын, А. А. Ляпунов), дальних линий электропередач (С. А. Лебедев), механики (Г. Н. Савин), статистического контроля качества (RE. Гнеден-ко) и др. Вот один из многих документов, свидетельствующих об этом. Академия наук Союза Советских Социалистических республик Отделение прикладной математики Математический институт им. В. А. Стеклова Секретно Экз. 26 ноября 1953 г. No 438 с Директору Института электротехники Академии наук УССР члену-корреспонденту АН УССР А. Д. Нестеренко. Дирекция Отделения прикладной математики Математического института им. В. А. Стеклова Академии наук СССР приносит глубокую благодарность Институту электротехники Академии наук УССР за участие в большой и важной вычислительной работе, выполненной с ноября 1952 г. по июль 1953 г. на малой электронной счетной машине конструкции академика С. А. Лебедева. За этот период научная группа Математического института АН СССР под руководством академика А. А. Дородницына и доктора физико-математических наук А. А. Ляпунова совместно с коллективом лаборатории No 1 (руководитель академик С. А. Лебедев) Института электротехники АН УССР провела весьма трудоемкие расчеты по трем сложным программам, выполнив на электронной машине около 50 млн. рабочих операций. Особенно следует отметить добросовестный и напряженный труд заместителя заведующего лабораторией Л. Н. Дашевского, главного инженера Р. Я. Черняка, инженеров А. Л. Гладыш, Е. Е. Дедешко, И. П. Окуловой, Т. Н. Пецух, С. Б. Погребинского и техников Ю. С. Мозыры, С. Б. Розенцвайга и А. Г. Семеновского. Эти сотрудники, не считаясь со временем, приложили много усилий для обеспечения бесперебойной и качественной работы машины. Директор Отделения прикладной математики МИ АН СССР академик М. В. Келдыш. Слайд 20

Слайд 21

Поколения электронных вычислительных машин Выступая на ученом совете Института кибернетики АН Украины, посвященном 25 -летию создания МЭСМ, Глушков так оценил значение МЭСМ для развития вычислительной техники на Украине и в стране: "Независимо от зарубежных ученых С. А. Лебедев разработал принципы построения ЭВМ с хранимой в памяти программой. (Публикации в открытой печати принципов построения ЭВМ, разработанных американским ученым Дж. фон Нейманом в 1946 г. , стали появляться в 50 -х годах. - Прим, авт. ) Под его руководством была создана первая в континентальной Европе ЭВМ, в короткие сроки были решены важные научно-технические задачи, чем было положено начало советской школе программирования. Описание МЭСМ стало первым учебником в стране по вычислительной технике. МЭСМ явилась прототипом Большой электронной счетной машины БЭСМ; лаборатория С. А. Лебедева стала организационным зародышем Вычислительного центра АН Украины, а впоследствии Института кибернетики АН Украины". Слайд 22

Поколения электронных вычислительных машин В феврале 1955 г. Совет Министров СССР принял постановление о создании первого Вычислительного центра АН СССР. Его директором был назначен академик А. А. Дородницын, которому были переданы две ЭВМ: БЭСМ, изготовленная в ИТМ и ВТ АН СССР, и "Стрела", находящаяся в Математическом институте им. В. А. Стеклова. И "Стрела", и БЭСМ работали круглосуточно, но не могли справиться с потоком задач, каждая из которых была важнее другой. План расчетов на ЭВМ составлялся на неделю и утверждался Председателем Совета Министров СССР Н. А. Булганиным. Слайд 23

Поколения электронных вычислительных машин Группа сотрудников ИТМ и ВТ АН СССР в день награждения за создание БЭСМ в Кремле, 1956 г. Слева направо: сидят - Ю. А. Крицкий, В. В. Бардиж, Ю. Д. Панов, А. Ф. Горкин, С. А. Лебедев, К. М. Озолин, М. А. Лаврентьев, С. И. Судариков, В. В. Похлебкин, В. Д. Горчев; стоят - Г. А. Хавкин, П. А. Зольников, В. И. Ерофеев, В. К. Зайденберг, А. Н. Зимарев, З. А. Московская, О. П. Васильев, Е. П. Ландер, П. П. Головистиков, М. П. Сычева, А. М. Чепурнов, А. С. Федоров, Ю. В. Никитин, B. C. Заборовский, И. И. Осипов, А. К. Соцков. Слайд 24

Слайд 25

После завершения работ по ламповым БЭСМ-2 и ЭВМ М-20 началось проектирование полупроводниковой БЭСМ-6 - шедевра творчества коллектива ИТМ и ВТ АН СССР, первой супер-ЭВМ второго поколения. С. А. Лебедеву - главному конструктору БЭСМ-6 - активно помогали его ученики, ставшие заместителями и выросшие к этому времени в известных молодых ученых, - В. А. Мельников и Л. Н. Королев. БЭСМ-6 стала первой отечественной вычислительной машиной, которая была принята Государственной комиссией с полным математическим обеспечением. В его создании принимали участие многие ведущие специалисты страны. Лебедев одним из первых понял огромное значение совместной работы математиков и инженеров в создании вычислительных систем. Значение этого становится очевидным, когда разработка эффективной вычислительной техники перерастает из проблемы инженерно-технологической в проблему математическую, которую можно решить только совместными усилиями инженеров и математиков. Наконец - и это тоже важно, - все схемы БЭСМ-6 по инициативе СА. Лебедева были записаны формулами булевой алгебры. Это открыло широкие возможности для автоматизации проектирования и подготовки монтажной и производственной документации. Она выдавалась на завод в виде таблиц, полученных на БЭСМ-2, где проводилось и моделирование структурных схем. В дальнейшем система проектирования была существенно усовершенствована, благодаря работам ГТ. Рябова (система "Пульс"). При советско-американском космическом полете "Союз-Аполлон" управление осуществлялось новым вычислительным комплексом, в состав которого входили БЭСМ-6 и другие мощные вычислительные машины отечественного производства, разработанные учениками С. А. Лебедева. Если раньше сеанс обработки телеметрической информации длился около получаса, то на новом комплексе это делалось за одну минуту, вся информация обрабатывалась почти на полчаса раньше, чем у коллег в США. Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Intel® Core™ i 3 -2330 M Processor (3 M Cache, 2. 20 GHz) Дата выпуска Q 2'11 Номер процессора i 3 -2330 M Кол-во ядер 2 Кол-во потоков 4 Тактовая частота 2. 2 GHz Кэш-память 3 уровня 3 MB Соотношение ядер и шин 22 DMI 5 GT/s Набор команд 64 -bit Макс. расч. мощность 35 W Количество поддерживаемых дисплеев Макс. объем памяти (зависит от типа памяти) 16 GB Типы памяти DDR 3 -1066/1333 Размер корпуса Количество каналов памяти 2 Макс. пропускная способность памяти 21, 3 GB/s Базовая частота графической системы AVX Литография 32 nm Технология Intel® Clear Video HD 650 MHz 1. 1 GHz Yes Технология Intel® Hyper-Threading Расширения набора команд 37. 5 mm x 37. 5 mm Advanced Technologies Встроенная в Intel® HD процессор графическая Graphics 3000 система Макс. динамическая частота графической системы 2 Yes Технология Intel® Virtualization (VT-x) Yes Архитектура Intel® 64 Yes Технология Intel® My Yes Wi. Fi Беспроводная технология 4 G Wi. MAX Yes Слайд 29

6. 1. 4. Классификация компьютерных средств обработки информации Слайд 30

Слайд 31

Современные суперкомпьютеры содержат десятки и сотни тысяч процессоров и чипов памяти. Так, например, самый мощный в мире на по состоянию на 2008 год суперкомпьютер Blue. Genen/L производства IBM, установленный в Ливерморской национальной лаборатории министерства энергетики США, содержит 131072 процессора и обладает производительностью в 280 TFLOPS. И это не предел, как показывает развитие вычислительной техники каждые 2 года возможности вычислительной техники увеличиваются в 2 раза. Слайд 32

6. 1. 5. Классификация программного обеспечения Слайд 33

Системное программное обеспечение Слайд 34

Системное программное обеспечение включении машины, поиск на диске программы – загрузчика операционной системы и ее загрузка с диска в оперативную память. Программные модули BIOS находятся в постоянном запоминающем устройстве – ПЗУ, они имеют определенные адреса, благодоря чему все приложения могут использовать их для реализации основных функций вводавывода. Слайд 35

Слайд 36

Системное программное обеспечение Слайд 37