Інфопосібник2011 - Стор 10
Персональні АВМ, вони виробляються настільним та підлоговим варіантами з використанням сучасних електронних технологій, що дозволяє вирішувати на них широкі класи завдань математичного моделювання щодо невисокої розмірності. В останні роки так само як і в галузі дискретної техніки, тут намітилася персоналізація АВМ, про що свідчить зростання їх виробництва та різноманітність моделей, наприклад,
MEDA (Чехія), EAI, Dornier (США).
7.2 Основні характеристики АВМ
На відміну від ЦВТ, точність, якою визначається її розрядністю,
проведені фірмою EAI (США) та НДІсчетмаш, показали, що значну перевагу АВМ перед ЦВМ за цим показником.
Широке застосування АВМ, особливо в системах управління, (включаючи бортові), вимагає підвищеної надійності, що забезпечується конструкційно-технологічними рішеннями. У спеціальних управляючих АВМ передбачається часткове чи повне резервування їх вузлів. На рівні розвитку АВТ і ЦВТ їх надійнісні показники, практично збігаються. Використовуючи у своїй роботі безперервну логіку, АВМ здатні виконувати лише обмежений набір логічних операцій (вибір мінімакса, умовні переходи та ін.), Суттєво поступаючись ЦВМ у вирішенні завдань логічного характеру. Разом з тим, АВМ мають суттєві переваги перед ЦВМ при використанні їх у системах автоматичного
під час створення широкого класу АСУТП.
значно простіший
апаратурою, що працює, як
характеру. Процес підготовки
рішення на АВМ значно простіше аналогічної роботи для ЕОМ, оскільки вимагає спеціальних знань з програмування і методам алгоритмизации. Цілком достатньо професійних знань у своїй галузі та освоєння нескладноїметодики моделювання на АВМ
7.3 Гібридна обчислювальна техніка
Під нею розуміється клас обчислювальних засобів, що використовує як аналогову, так і дискретну форми подання та обробки інформації, їх архітектура це аналогова ВТ у дискретній і навпаки.
Найбільш яскравими представниками гібридної обчислювальної техніки є:
АВМ, які використовують цифрові методи чисельного аналізу (ІТЕРАТОР-1);
АВМ, що програмуються за допомогою ЦВМ. Для них на ЦВМ створюються програми, що дозволяють обчислювати всі масштабні коефіцієнти та інші вихідні дані для налаштування АВМ для вирішення задачі, наприклад програма Apache;
АВМ з цифровим керуванням та логікою. Використовують цифрові логічні схеми для керування розв'язанням задач аналоговими методами
АВМ з цифровими елементами (цифрові вольтметри, функціональні перетворювачі, пристрої, що запам'ятовують і т.д.);
Розділ 7 . СУЧАСНА ВИЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА
ЦВМ як периферійне обладнання – тут
невелика ЕОМ під управлінням великий АВМ служить на вирішення спеціальних класів моделювання;
власне ГВМ – містять у достатньому обсязі як аналогові, і цифрові вузли задля забезпечення найширших класів завдань, розв'язуваних окремо лише АВМ чи лише ЦВМ. Таке з'єднання дає машини
нової якості; ЦВМ з АВМ як периферійне обладнання;
ЦВМ з аналоговими арифметичними пристроями служать збільшення швидкодії ЦВМ шляхом розпаралелювання низки операцій аналоговими засобами;
ЦВМ, що допускають програмування аналогового типу, звані цифрові аналізатори: ЦВМ з аналого-ориентированными програмними засобами, орієнтованими користувача АВТ; програмування на ЦВМ подібневирішення задачі на АВМ (наприклад ФОРТРАНо-подібні системи MIMIC і CSMP).
До машин типу ГВМ відносяться: Comcor, EAI, ADI, PACER (США); MIDA, ADT, HRA, (Чехія, НДР); Dornier (Німеччина); АВК-32, АЦВС-33,
АЦВК-3, ГВП-100 (СРСР).
ГВМ використовуються для аналізу та обробки даних експериментів, що проводяться на реальних технічних або медико-біологічних системах, для вирішення задач нелінійного та лінійного програмування, оптимального управління, крайових задач, систем нелінійних рівнянь, лінійних коректних та некоректних задач. Вони дозволяють моделювати дискретні та з розподіленими параметрами системи, людино-машинні системи та випадкові процеси, оптимізувати складні системи, проводити дослідження в авіації, космічній техніці, вирішувати завдання АСУТП, медикобіологічні та фізико-технічні, обчислювальної математики та ін. розвивається за тими самими законами, як і дискретна. Сучасним ГВМ потрібна багатопроцесорна аналогова частина, вони допускають розширення своїх можливостей за рахунок комплексування базових комплектів (HYSHARE - до 6 АВМ типу EAI-2000, Русалка до 7 АВМ ЕМУ-200). У свою чергу, створення ГВТ служить поштовхом для розвитку ЦВМ нефоннейманівського типу, які використовують розпаралелювання операцій та мають нетрадиційну архітектуру.
ГВТ також можна розділити на спеціальні, загального призначення та персональні аналогічно ЦВМ та АВМ.
Дискретна обчислювальна техніка, її пристрій, призначення та застосування були розглянуті раніше, нижче у вигляді таблиці. Наведено порівняльні характеристики АВМ та ЦВМ.
Режим реального часу
У діалоговому режимі
Знання основ з систем
вимоги до користувача
Рівень формалізації завдань
моделлюрозв'язуваної задачі
Не вже 10 -4 -10 40
Клас розв'язуваних завдань
ми та диференціальними
Обмежений набір, низька
Документування даних та
З таблиці видно, що при вирішенні певного виду завдань застосування аналогової техніки краще.
7.4 Персональні комп'ютери
«Персональні комп'ютери – це невеликі ЕОМ, основою яких є процесор, інакше кажучи, його можна було б назвати мікро-ЕОМ, але
Розділ 7 . СУЧАСНА ВИЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА
відмінність ПК від мікро-ЕОМ у цьому, що мікро-ЕОМ то, можливо спрямовано рішення одного завдання, наприклад регулювання подачі палива в автомобільний двигун, тобто. мікро-ЕОМ призначені на вирішення вузьких завдань.
ПК - представляє індивідуальному користувачеві найрізноманітніші можливості, що розширюються з розвитком комп'ютерної техніки. Тому ПК можна представляти як систему, що має як мінімум наступні характеристики:
1. Вартість всієї системи доступна пересічному користувачеві;
2. До складу системи входить периферійна пам'ять у вигляді дискет або компакт-дисків або вона може підключатися до аналогічних пристроїв інших систем;
3. Мікропроцесор здатний працювати з пам'яттю обсягом не менше 64 кілобайт (пам'ять сучасних ПК, як уже вказувалося, обчислюється Гіга та Тетрабайт);
4. ПК здатний працювати з програмами, написаними, принаймні,
однією з мов програмування високого рівня (Кобол, Паскаль
5. До програмного забезпечення повинна обов'язково входити операційна система;
6. ПК розраховані на широкий продаж;
7. Система досить універсальна, що дозволяє виконати великий набір програм для різних додатків.
ЦіПоказники ПК, як було зазначено у джерелі цієї інформації, є остаточними, з розвитком ПК вони, безсумнівно, змінюватися»
Нині такі характеристики ПК видаються архаїчними. Клас персональних ЕОМ сьогодні складається з дуже різноманітних видів машин від настільних систем до кишенькових комп'ютерів. Комп'ютери вбудовані в телевізори, кухонну техніку, пристрої керування автомобілів та медичну техніку. З'явилося поняття «розумний дім». Будинок, який може керуватися віддалено за допомогою інтернет-технологій.
Мал. 7.2. Сучасний настільний персональний комп'ютер
Розділ 7 . СУЧАСНА ВИЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА
7.5 Сфери використання ЕОМ
Незважаючи на те, що машини, що вивчаються нами, звуться електронних обчислювальних машин, вони не є лише обчислювальними машинами, як це вже вказувалося вище.
Вони здатні маніпулювати лінгвістичними знаками та символами – тобто символами, яким приписано певний зміст. Поступове освоєння логічних завдань дозволило застосувати ЕОМ галузях далеких від математики. І це дуже важливо хоча б тому, що чисельні обчислення в людській діяльності займають не більше 30%. В даний час ЕОМ служать для зберігання, передачі та вибору інформації, яку вони можуть сприймати та передавати у вигляді спеціальних символів, призначених безпосередньо для «мозку» машини, мов програмування, алфавіту, звукових та світлових сигналів тощо. У зв'язку з розширенням можливостей ЕОМ, розширюється і їх використання. Нині вже неможливо назвати сферу людської діяльності, де обходилися без ЕОМ. Природно, інтенсивність застосування комп'ютерів залежить від економічних можливостей галузі, країни, зацікавленихосіб та від комп'ютерної грамотності користувачів – тобто ступеня інформатизації. У зв'язку з тим, що електронна промисловість це галузь, що найбільш швидко розвивається, то інформацію про нові можливості ЕОМ та розширення областей їх застосування, а також про нові пристрої для обробки інформації та зв'язку краще простежувати за спеціальною літературою та періодичними виданнями, наприклад, у журналах « Комп'ютер прес», «PC magazin», «Монітор» та ін., що регулярно друкують подібну інформацію та дає поради користувачам, а також відвідувати відповідні сайти Інтернету.
Контрольні питання та завдання:
1. У чому відмінність форми подання інформації в аналоговій та дискретній техніці?
2. Які переваги має аналогова техніка перед дискретною? Яка дискретна перед аналоговою?
3. На які класи розбиваються сучасні АВМ?
4. Що таке гібридна обчислювальна техніка? Які переваги у ГВТ перед АВТ та ЦВТ?
5. Підготуйте реферати на такі теми:
"Сучасні пакети програм, що використовують моделювання"; «ЕОМ нефоннейманівського типу».
6. Наведіть приклади сфер людської діяльності, де не використовуються комп'ютери або інші електронні пристрої?
7. Підготуйте повідомлення або реферат на тему «Розумний дім»
8. Які галузі науки, промисловості, охорони здоров'я тощо. у нашій країні потребують більш інтенсивної інформатизації?
9. Якими бувають сучасні персональні комп'ютери?
10. Назвіть властивості, властиві персональним комп'ютерам.
11. Які пристрої використовуються як зовнішня пам'ять персональних комп'ютерів?
12. Які сучасні пристрої для обробки інформації відносять
до персональних комп'ютерів?
13. Які із сучаснихпристроїв обробки інформації та зв'язку, і в яких випадках допомагають вам у навчанні?
15. Як планшети та КПК можуть допомогти в освіті?
16. Перерахуйте в яку побутову техніку сьогодні вбудовуються комп'ютери
Глава 8. СИСТЕМИ ЗЛІЧЕННЯ І КОДИРУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ
8.1 Що таке кодування
З давніх-давен людина навчилася ставити у відповідність матеріальні предмети їх образу. Образом у цьому випадку могли бути як реалістичні картини, що відновлюють картину полювання, кількість зустрічених або вбитих тварин (наскальний живопис) або малюнки, що відображають процес збирання врожаю, кількість зв'язаних снопів або глеків з олією (наприклад, давньоєгипетські малюнки), так і, наприклад, камінці , черепашки, зарубки, кількісно відповідні тим чи іншим предметам чи тваринам Такі процес відповідності предметів їх образам можна назвати процесом кодування інформації. Тобто: кодування інформації, це перетворення її у форму, зручну для передачі, зберігання чи автоматичної переробки.
Причому інформацію того самого виду кодувати можна по-різному, залежно від її призначення. Наприклад. Людське мовлення, що видаються людиною звуки, в європейській абетці кодують у вигляді окремих букв або їх поєднань, а в'єтнамська або японська абетки (крім ієрогліфів у японців є ще дві абетки - кітакана і хірагана) є складами з двох букв. Китайці та японці використовують також складні знаки – ієрогліфи, які позначають не лише окремі слова, а й цілі пропозиції, ієрогліфи використовували також у стародавньому Єгипті та американські індіанці. У той самий час, звуки, які можна відтворені музичним інструментом, представляють у вигляді спеціальних знаків – нот.
У свою чергу, письмове мовлення можнатакож кодувати, по-перше, щоб вона була зрозумілою тим, кому вона призначена, тоді процес кодування називається – шифруванням . По-друге, її необхідно кодувати для того, щоб з нею могли працювати пристрої, призначені для автоматизованої обробки інформації, наприклад комп'ютери.
Крім кодування звукової мови, тобто, перекладу її в письмову, у людини з давніх-давен була необхідність кодування кількісної або числової інформації. Для цього їм придумали різні системи числення.
Система числення – метод запису чисел за певними правилами з допомогою символів, іменованих цифрами . А система нумерації – це правила запису чисел.