Вычислительные устройства

Вычислительные возможности микроЭВМ оказались достаточными для создания на их основе в рамках ЭВМ четвертого поколения, нового по ряду эксплуатационных характеристик и способу использования типа вычислительных устройств,— персональных ЭВМ (персональных компьютеров), получивших в настоящее время широкое распространение.

Производительность и вычислительные возможности ЭВМ в значительной степени определяются составом и характеристиками ее ЗУ. В составе ЭВМ используется одновременно несколько типов ЗУ (несколько типов памятей), отличающихся принципом действия, характеристиками и назначением.

Современные цифровые ЭВМ делят на две большие группы: специализированные ЭВМ, предназначенные для решения ограниченного класса задач автоматического регулирования, контроля и так далее, и универсальные ЭВМ, используемые для разнообразных математических вычислений. По мере совершенствования конструкций ЭВМ и техники программирования параллельно со сложными вычислительными комплексами стали появляться малые ЭВМ, которые, несмотря на их более скромные вычислительные возможности, имеют малые габариты и стоимость. В последние годы появились малые по размерам универсальные вычислительные машины, называемые микро-ЭВМ. Первыми микро-ЭВМ были калькуляторы. В настоящее время микро-ЭВМ вытесняют многие малые и специализированные ЭВМ и особенно специализированные управляющие машины с жесткой программой [5].

могут связываться по общим шинам с другими рабочими регистрами, а также со счетчиками команд и блоком ввода-вывода информации. В МП обычно содержится 10...16 РОН разрядностью 2... 8 бит каждый. Количество РОН косвенно характеризует вычислительные возможности МП.

Появились настольные и карманные вычислительные машины, основу которых составляют микропроцессоры. Такие машины получили название м и к р о Э В М. Конечно, устройства ввода, вывода, питания и внешней памяти машин нельзя довести до микроскопических размеров, но потребление энергии, габариты и масса микроэлектронных вычислительных машин оказываются на несколько порядков уменьшенными по сравнению, например, с машинами серии ЕС. При этом вычислительные возможности микроЭВМ не столь существенно уступают возможностям больших машин.

Выбор способа кодирования адреса, формирования исполнительного адреса из хранящихся в машине кодов и преобразования адресов является одним из важнейших вопросов разработки вычислительной системы, влияющих на ее логическую структуру, вычислительные возможности, объем оборудования и другие характеристики. Рассмотрим способы кодирования адресов, используемые в современных вычислительных машинах с хранимой программой.

В тех случаях, когда это позволяют вычислительные возможности микропроцессорного комплекта, все указанные операции могут быть выполнены программным путем. Структурная схема программного алгоритма представлена на 4.4. 4.3 и 4.4 иллюстрируют известную концепцию двойственности аппаратной и программной реализаций [30J, которая играет важную роль в связи с широким применением микропроцессорной элементной базы, Следует заметить, что особенности обработки радиотехнических сигналов в программном алгоритме на 4.4 проявляются в операциях обмена данными между радиотехническим приемником и микропроцессорным вычисли-

могут связываться по общим шинам с другими рабочими регистрами, а также со счетчиками команд и блоком ввода-вывода информации. В МП обычно содержится 10... 16 РОН разрядностью 2... 8 бит каждый. Количество РОН косвенно характеризует вычислительные возможности МП.

Описанные команды языка УП задают только элементарные действия по обработке заготовки. Использование только элементарных команд при программировании сложных деталей приводит к увеличению размера УП и возрастанию числа ошибок. Стремление уменьшить длину УП, сократить время ее разработки и число ошибок вызывает необходимость расширить язык программирования и вычислительные возможности УЧПУ. Этому способствует применение подпрограмм и стандартных циклов, являющихся своеобразными макроопределениями для обработки целых областей заготовки.

Выбор используемого вычислительного средства определяется характером эксперимента, особенностями и сложностью объекта эксперимента, уровнем АЭК, на котором используется ЭВМ, сложностью математической обработки результатов эксперимента. Так, если вычислительное устройство предназначено в основном для управления экспериментальным оборудованием, т.е. полученная экспериментальная информация не требует сложной математической обработки, то обычно применяют микроЭВМ и ЭВМ. При необходимости управления в реальном масштабе времени, когда требуются значительные вычислительные возможности, используют мини- или мультиплексорную ЭВМ. Если же полученная экспериментальная информация требует сложной математической обработки или режим управления АЭК в реальном масштабе времени требует больших вычислительных возможностей, то в составе АЭК может быть предусмотрена средняя или большая ЭВМ.

Таким образом, широкие вычислительные возможности виртуальных приборов позволяют реализовать программными методами многие способы повышения точности измерений, эффективности и быстродействия. Например, если полученная при измерениях гистограмма распределения физической величины, наблюдаемая экспериментатором на дисплее компьютера, имеет выпавшие результаты и сглаженную форму, то можно предположить существование выбросов и наличие дрейфа измеряемой величины или погрешности. Для устранения выбросов можно использовать одну из статических программ. Очень часто вычислительные методы позволяют сократить время измерений, если вид математической модели исследуемого процесса задан.

В последние годы появились ЭВМ и вычислительные устройства, которые следует отнести к четвертому поколению. Контуры этого поколения довольно трудно четко определить, так как в настоящее время оно представлено главным образом новыми, ранее не существовавшими типами вычислительных средств и лишь в отношении некоторых вопросов (например, замена ферритовых памятей полупроводниковыми) затронуло машины общего назначения, выполняющие основной объем вычислительных работ в разного рода вычислительных центрах.

Электронные вычислительные устройства 6 6 98 70 28

диаграммы направленности и сканирования луча, элементы юстировки начального знамения фазы (электрической длины тракта СВЧ), элементы встроенного контроля и телеметрии, вычислительные устройства, источники вторичного электропитания, системы обеспечения тепловых режимов и т. д. Конструктивно эти узлы выполняются в виде модулей и блоков СВЧ. Под модулем СВЧ понимают изделие электронной техники диапазона СВЧ, имеющее законченное конструктивное и схемное выполнение, состоящее из одного или нескольких функциональных узлов СВЧ, неремонтопригодное в условиях эксплуатации и взаимозаменяемое. Блок СВЧ состоит из одного или нескольких модулей СВЧ, функциональных узлов и линий передачи СВЧ. Функциональный узел СВЧ—сборочная единица или деталь, выполняющая одну или несколько радиотехнических функций и предназначенная для работы в диапазоне СВЧ в составе модуля или блока СВЧ. Конструктивно-функциональный узел представляет гибридную микросборку или полупроводниковую микросхему частного применения, разработанную конструкторами аппаратуры СВЧ для изделия определенного назначения.

В зависимости от координат, по которым производится слежение, различают системы автоматического сопровождения по дальности (АСД), по направлению (АСН) и по скорости (АСС). С выхода следящей системы измеряемые координаты поступают в виде напряжений или цифровых кодов на вычислительные устройства.

нять много разнообразных, заранее точно неизвестных операций по обработке сигналов, от аппаратной узкоспециализированной обработки отказываются и применяют универсальные измерительно-вычислительные устройства, выполняющие необходимые операции программно. При этом измерительно-вычислительное устройство создается на основе микропроцессора или м и к р о ЭВМ.

В зависимости от назначения источников местного питания в качестве агрегатов на них могут использовать'ся при значительных мощностях паротурбинные, газотурбинные и дизельные установки, а при небольших мощностях, для обеспечения гарантированного питания, также установки с карбюраторными двигателями" и аккумуляторные батареи. Во всех случаях источники местного питания должны иметь минимально возможное время для запуска, что обеспечивает гарантированное питание от них ответственных потребителей. К последним, не допускающим перерывов в электроснабжении на промышленных предприятиях, относятся: вычислительные центры и вычислительные устройства; цепи защиты и автоматического управления главных узлов электроснабжения и главных понизительных подстанций (ГПП) предприятий; особо важные участки с аварийным освещением.

4. Алиев Т. М., Тер-Исраелов Г. С., Тер-Хачатуров А- А. Вероятностные измерительно-вычислительные устройства. — М.: Энергоатомиздат, 1983.

Средства измерений необходимы для одновременного сбора и обработки измерительной информации о значениях изменяющихся во времени и пространстве физических величин, характеризующих ход технологических процессов и состояние управляемых объектов. С этой целью разрабатываются информационно-измерительные системы, в состав которых наряду с автоматическими устройствами преобразования измерительной информации входят вычислительные устройства для ее обработки, создаются измерительно-вычислительные комплексы.

которая является преобразователем входной величины в перемещение. Получили распространение электромеханические АЦП, используемые в преобразователях угол — код. Вид кодовых масок с двоичным кодом изображен на 10.5, а структурная схема АЦП — на 10.6, где обозначены: Я — преобразователь входной величины X в угловое перемещение а; КД — кодирующий диск; Д — диафрагма; ФП — фотопреобразователь; ПК — преобразователь кода; ДШ — дешифратор; ОУ — отсчетное устройство. Преобразователь кода преобразует выходной сигнал ФП в определенном коде в сигнал в двоичном или тетрадно-десятичном коде-для подачи на цифровые вычислительные устройства, а затем преобразуется дешифратором в десятичный код для индикации посредством ОУ.

Измерительные приборы обладают высокой точностью и надежностью работы, возможностью автоматизации процесса измерений и передачи показаний на дальние расстояния, простотой ввода результатов измерений в электрические вычислительные устройства и т. д. Поэтому они широко используются в системах ручного или автоматического контроля и поддержания на заданном уровне параметров промышленных установок и технологических процессов.

Средства измерений необходимы для одновременного сбора и обработки измерительной информации о значениях изменяющихся во времени и пространстве физических величин, характеризующих ход технологических процессов и состояние управляемых объектов. С этой целью разрабатываются информационно-измерительные системы, в состав которых наряду с автоматическими устройствами преобразования измерительной информации входят вычислительные устройства для ее обработки, создаются измерительно-вычислительные комплексы.