ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕКИЙ ИНСТИТУТ
КАФЕДРА АВТОМТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
К У Р С О В А Я Р А Б О Т А
по дисциплине «ИНФОРМАТИКА»
на тему:
«Классификация компьютеров и их систем»
2008
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Классификация компьютеров и их систем 4
Введение 4
1.1. Классификация по поколениям 6
1.2. Классификация ЭВМ по уровню специализации 7
1.3. Классификация ЭВМ по архитектуре 8
1.4. Классификация ЭВМ по производительности 9
1.5. Типы портативных компьютеров 10
1.6. Классификация вычислительных систем 11
Заключение 13
2. Практическая часть 14
2.1. Общая характеристика задачи 14
2.2. Описание алгоритма решения задачи 16
Список использованной литературы 24
Введение
Цель изучения темы – освоение понятий, используемых в курсе информатики и относящихся к устройствам и принципам работы электронных вычислительных машин (ЭВМ или компьютера) и вычислительных систем (ВС)
В данной курсовой выделено несколько классификаций.
Тему раскрывают такие вопросы, как:
1.Классификация ЭВМ по поколениям;
2. Классификация ЭВМ по уровню специализации;
3. Классификация ЭВМ по производительности;
4. Классификация ЭВМ по архитектуре;
5. Типы персональных компьютеров;
6. Классификация вычислительных систем.
В практической части данной курсовой рассматривается решение экономической задачи по данным компании ООО «Красный Октябрь» осуществляющая производственную деятельность на территории России, с использованием табличного процессора МS Excel.
Для выполнения и оформления данной курсовой работы была использована операционная система (ОС) Microsoft Windows XP Professional (версия 2004 г.) и пакет прикладных программ Microsoft Officе: табличного процессора МS Excel и текстового редактора MS Word на персональном компьютере (ПК).
Краткие характеристики ПК: винчестер- 80 Гб (7200 rpm), память оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) – 512 Мб, процессор- Intel Pentium 4 CPU 3.00 GHz, монитор- LG Flatron F720P 17, видеокарта- Radeon 9200 series.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Введение
На сегодняшний день сложно представить себе решение сложных вычислительных задач и выполнение операций, которые, на первый взгляд, совсем не связаны с числами, без помощи ЭВМ. Необходимость в расчётах существовала во все времена. В далёком прошлом считали на пальцах или делали насечки на костях. На стадии становления человеческой цивилизации, где-то около 4000 лет назад, были изобретены уже довольно сложные системы счисления, с помощью которых осуществлялись торговые сделки, рассчитывались астрономические циклы и проводились другие вычисления. Первые ручные вычислительные инструменты появились лишь спустя тысячелетия. [4, C.15]
Электронная вычислительная машина (ЭВМ) - вычислительная машина, в которой основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных приборах. Вычислительный комплекс (ВК) или вычислительная система (ВС)- взаимосвязанная совокупность средств вычислительной техники, в которую входят не менее двух процессоров, объединенных системой управления и имеющих общую память, единое математическое обеспечение и общие периферийные устройства [2, с. 57]. Сложные вычислительные системы, как правило, имеют многоуровневую организацию, включающую в себя разнообразные технические средства и программное обеспечение (ПО). Следует отметить, что новые технические решения в области микроэлектроники также размывают ранее четкую границу между понятиями ЭВМ и ВС.
1.1. Классификация по поколениям
Деление компьютерной техники на поколения — весьма условная, нестрогая классификация вычислительных систем по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с компьютером.
Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования.
К первому поколению относят машины, созданные на рубеже 50-х годов. В их схемах использовались электронные лампы (рис. 1). Эти компьютеры были огромными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.
Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты (рис. 2), магнитные ленты и печатающие устройства. Несмотря на ограниченность возможностей, эти машины позволили выполнить сложнейшие расчёты, необходимые для прогнозирования погоды, решения задач атомной энергетики и др.
Второе поколение компьютерной техники — машины, сконструированные примерно в 1955—65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов. Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках (рис. 4). В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.
Машины третьего поколения созданы примерно после 60-x годов. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы (рис. 5), которые также называются микросхемами.
Четвёртое поколение — это поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года. ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах — микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном кристалле)
Пятое поколение, 90-е гг.: ЭВМ со многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
Шестое и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой — с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.[1, C.38-42]
1.2. Классификация компьютеров по уровню специализации
По уровню специализации компьютеры можно разделить на группы: SHAPE \* MERGEFORMAT универсальные компьютеры специализированные
Универсальные компьютеры предназначены для решения широкого класса задач как научно-технического, так и экономического характера. Такие компьютеры, как правило, обладают развитой системой команд. Они имеют многоуровневую систему прерывания, динамическую организацию памяти и позволяют работать в различных пакетах: пакетном, разделения времени, в реальном масштабе времени, диалоговом и т.д. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава. Состав компьютерной системы называется конфигурацией. Индивидуальная конфигурация компьютера позволит получить компьютерную систему, оптимальную для решения разных задач.
Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Их используют при подготовке кинофильмов и видеофильмов, а также рекламной продукции.
1.3. Классификация по архитектуре
Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином "интеллектуальный интерфейс". Его задача — понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.
По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа:
офисные (универсальные);
специальные.
Офисные предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации.
Cпециальные компьютеры служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации.
Машинные ресурсы специальных компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать заданный класс задач наиболее эффективно.
Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолётах и вертолётах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в не отапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п. Существует много моделей таких компьютеров.
Важное направление в создании промышленных компьютеров — разработка "операторского интерфейса" — пультов управления, дисплеев, клавиатур и указательных устройств во всевозможных исполнения. От этих изделий напрямую зависит комфортность и результативность труда операторов. [5 c.110]
1.4. Классификация по производительности
По производительности и характеру использования компьютеры можно условно подразделить на:
микрокомпьютеры, в том числе — персональные компьютеры;
миникомпьютеры;
мэйнфреймы (универсальные компьютеры);
суперкомпьютеры
Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.
Микрокомпьютеры представляют собой инструменты для решения разнообразных сложных задач. Их микропроцессоры с каждым годом увеличивают мощность, а периферийные устройства — эффективность. Быстродействие — порядка 1 — 10 миллионов опеpаций в сек.
Миникомпьютерами и суперминикомпьютерами называются машины, конструктивно выполненные в одной стойке, т.е. занимающие объём порядка половины кубометра. Сейчас компьютеры этого класса вымирают, уступая место микрокомпьютерам.
Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 — 300 рабочих мест.
Суперкомпьютеры — это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Различают суперкомпьютеры среднего класса, класса выше среднего и переднего края (high end).
1.5. Типы портативных компьютеров
Основные разновидности портативных компьютеров:
Laptop (наколенник, от lap> — колено и top — поверх) (рис. 6). По размерам близок к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным ПК. Сейчас компьютеры этого типа уступают место ещё меньшим.
Notebook (блокнот, записная книжка) (рис. 7). По размерам он ближе к книге крупного формата. Имеет вес около 3 кг. Помещается в портфель-дипломат. Для связи с офисом его обычно комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую снабжают приводами CD—ROM.
Palmtop (наладонник) (рис. 8)— самые маленькие современные персональные компьютеры. Умещаются на ладони. Магнитные диски в них заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обычными компьютерами идет линиям связи. Если Palmtop дополнить набором деловых программ, записанных в его постоянную память, получится персональный цифровой помощник (Personal Digital Assistant).
Возможности портативных компьютеров постоянно расширяются. Например, современный карманный компьютер (рис. 9) располагает всем необходимым для: хранения записок, включая аудиофайлы, чтения электронной почты, синхронизации с РС. Помимо этого он позволяет: проигрывать видео и звуки,
бродить по Интернету, хранить файлы, вести домашнюю бухгалтерию, играть в игры, читать электронные книги с помощью Microsoft Reader и др.
1.6. Классификация вычислительных систем
Майкл Флинн предложил в 1966 году следующую классификацию вычислительных систем, основанную на количестве потоков входных данных и количестве потоков команд, которые эти данные обрабатывают:
SISD (Single Instruction Single Data): это обычные последовательные компьютеры. Программа принимает один поток данных и выполняет один поток инструкций по обработке этих данных. Иными словами, инструкции выполняются последовательно, и каждая инструкция оперирует минимальным количеством данных (например, сложение двух чисел).
MISD (Multiple Instruction Single Data): разные потоки инструкций выполняются с одними и теми же данными. Обычно такие системы не приводят к ускорению вычислений, так как разные инструкции оперируют одними и теми же данными, в результате на выходе системы получается один поток данных. К таким системам относят различные системы дублирования и защиты от сбоев, когда, например, несколько процессоров дублируют вычисления друг друга для надёжности. Иногда к этой категории относят конвейерные архитектуры. Среди процессоров производства Intel, конвейер присутствует начиная с процессора Pentium.
SIMD (Single Instruction Multiple Data): один поток инструкций выполняет вычисления одновременно с разными данными. Например, выполняется сложение одновременно восьми пар чисел. Такие компьютеры называются векторными, так как подобные операции выполняются аналогично операциям с векторами (когда, например, сложение двух векторов означает одновременное сложение всех их компонентов). Зачастую векторные инструкции присутствуют в дополнение к обычным «скалярным» инструкциям, и называются SIMD-расширением (или векторным расширением). Примеры популярных SIMD-расширений: MMX, 3DNow!, SSE и др.
MIMD (Multiple Instruction Multiple Data): разные потоки инструкций оперируют различными данными. Это системы наиболее общего вида, поэтому их проще всего использовать для решения различных параллельных задач.
MIMD-системы, в свою очередь, принято разделять на системы с общей памятью (несколько вычислителей имеют общую память) и системы с распределенной памятью (каждый вычислитель имеет свою память; вычислители могут обмениваться данными). Кроме того, существуют системы с неоднородным доступом к памяти (NUMA) — в которых доступ к памяти других вычислителей существует, но он значительно медленнее, чем доступ к «своей» памяти. [2, C.33-38]
Системами с общей памятью называют системы, в которых несколько процессоров имеют общую оперативную память. Чаще всего встречающиеся системы этого типа - компьютеры с многоядерными процессорами (multi-сore).
Системы с распределенной памятью. Система содержит несколько процессоров, каждый имеет свою оперативную память. Для обеспечения обмена информацией процессоры соединены каналами связи. По характеру связей такие системы делятся на системы с универсальной коммутацией (передача информации любому другому процессору) и системы с жёсткой коммутацией (передача информации ограниченному числу других процессоров).
Многие современные системы представляют собой иерархию описанных выше систем. Например, современные процессоры являются конвейерными процессорами, и имеют набор векторных инструкций (MMX, SSE и т.п.), позволяющих выполнять одновременные вычисления с разными данными. Кроме того, процессор может иметь два ядра, или может быть несколько процессоров в компьютере. Таким образом, на этом уровне система представляет собой систему с общей памятью. Затем можно соединить несколько таких компьютеров в кластер, образовав новый уровень иерархии: систему с распределённой памятью. [3, C.87]
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что ЭВМ представляют одно из самых главных достижений человеческой мысли, влияние которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Области применения ЭВМ постоянно расширяются. Этому в значительной степени способствует распространение персональных и микро ЭВМ.
Были рассмотрены этапы создания ЭВМ, классификация по принципу действия по назначению и по размерам и функциональным возможностям.
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Вариант 8
2.1. Общая характеристика задачи
Предприятие ООО «Красный Октябрь» осуществляет деятельность, связанную с выпуском различных видов деталей для промышленного оборудования. Для повышения эффективности функционирования предприятия ежемесячно производится анализ плановых и фактических показателей выпуска продукции. Данные фактических и плановых показателей выпуска продукции приведены в рисунке 10 и рисунке 11.
Построить таблицы по приведенным ниже данным.
Выполнить расчет отклонения фактических показателей от плановых в абсолютной и относительной форме, подвести итоги за месяц.
Результаты вычислений представить в виде консолидированной таблицы, содержащей сводные данные о выпущенной продукции.
Сформировать и заполнить форму сводной ведомости по учету выпущенной продукции за квартал (рис. 12).
Результаты плановых и фактических показателей выпуска продукции за квартал по каждой бригаде представить в графическом виде.
Рис 10. Фактические данные выпуска продукции по месяцам.
Рис 11. Плановые показатели выпуска продукции.
Рис 12. Сводная ведомость учета выпуска продукции за квартал.
Для решения данной экономической задачи была выбрана среда табличного процессора MS Excel.
В Microsoft Office Excel является средством для создания электронных таблиц, которые обладают возможностями для проведения простых расчетов, как с использованием арифметических действий, так и с помощью встроенных функций; для построения разных типов диаграмм и т.д.
2.2. Описание алгоритма решения задачи
1. Запустить MS Excel.
2. Создать книгу с именем «Выпуск продукции».
3. Лист 1 переименовать в лист с названием Фактические данные.
4. На рабочем листе Фактические данные MS Excel создать таблицу фактические данные выпуска продукции по месяцам.
5. Заполним таблицу фактические данные выпуска продукции по месяцам исходными данными.
Рис 13. Расположение таблицы «Фактические данные выпуска продукции по месяцам» на рабочем листе Фактические данные MS Excel.
6. Лист 2 переименуем в лист с названием Плановые показатели
7. На рабочем листе Плановые показатели MS Excel создать таблицу, в которой будут содержаться плановые показатели выпуска продукции за все три месяца.
8. Заполним таблицу с плановыми показателями выпуска продукции.
Рис 14. Расположение таблицы «Плановые показатели выпуска продукции» на рабочем листе Плановые показатели MS Excel.
9. Заполним графу По плану таблицы «Фактические данные выпуска продукции по месяцам» на рабочем листе Фактические данные следующим образом:
Занести в ячейку В4 формулу:
='плановые показатели'!B4
Размножить введенную в ячейку В4 формулу для остальных ячеек (с B4 по B6) данной графы.
Занести в ячейку В11 формулу:
='плановые показатели'!C4
Размножить введенную в ячейку В11 формулу для остальных ячеек (с B11 по B13) данной графы.
Занести в ячейку В18 формулу:
='плановые показатели'!D4
Размножить введенную в ячейку В18 формулу для остальных ячеек (с B18 по B20) данной графы.
10. Заполним графу Абсолютное отклонение от плановых показателей таблицы «Фактические данные выпуска продукции по месяцам», находящейся на листе Фактические данные следующим образом:
Абсолютное отклонение от плана = ±(факт-план (за анализируемый период))
Занести в ячейку D4 формулу:
=C4-B4
Размножить введенную в ячейку D4 формулу для остальных ячеек (с D4 по D6) данной графы.
Занести в ячейку D11 формулу:
=C11-B11.
Размножить введенную в ячейку D11 формулу для остальных ячеек (с D11 по D13) данной графы.
Занести в ячейку D18 формулу:
= C18-D18.
Размножить введенную в ячейку D18 формулу для остальных ячеек (с D18 по D20) данной графы.
11. Заполним графу Относительное отклонение от плановых показателей таблицы «Фактические данные выпуска продукции по месяцам», находящейся на листе Фактические данные следующим образом:
Относительное отклонение от плана = ± абсолютное отклонение/план*100
Занести в ячейку Е4 формулу:
=D4/B4
Размножить введенную в ячейку E4 формулу для остальных ячеек (с Е4 по E6) данной графы.
Занести в ячейку E11 формулу:
=D11/B11 %.
Размножить введенную в ячейку E11 формулу для остальных ячеек (с E11 по E13) данной графы.
Занести в ячейку E18 формулу:
=D18/B18 %.
Размножить введенную в ячейку E18 формулу для остальных ячеек (с E18 по E20) данной графы.
Т.к. относительное отклонение измеряется в процентах, то в графе формат ячеек изменим числовой формат на процентный.
12. Заполним графу Итого таблицы «Фактические данные выпуска продукции по месяцам», находящейся на листе Фактические данные следующим образом:
Занести в ячейку B7 формулу:
=СУММ(B4:B6).
Размножить введенную в ячейку B7 формулу для остальных ячеек (с B7 по D7) данной графы.
Занести в ячейку B14 формулу:
=СУММ(B14:B16).
Размножить введенную в ячейку B14 формулу для остальных ячеек (с B14 по D14) данной графы.
Занести в ячейку B21 формулу:
=СУММ(B18:B20).
Размножить введенную в ячейку B21 формулу для остальных ячеек (B21 по D21) данной графы.
Занести в ячейку D7 формулу:
=C7-B7.
Занести в ячейку D14 формулу:
=C14-B14.
Занести в ячейку D21 формулу:
=C21-B21.
Занести в ячейку E7 формулу:
=D7/B7
Занести в ячейку E14 формулу:
=D14/B14
Занести в ячейку E21 формулу:
=D21/B21
Полученные результаты представлены на рисунке 15.
Рис. 15. Ведомость учета выпущенной продукции по месяцам.
13. Для того чтобы построить консолидированную таблицу, нужно зайти в «данные» и выбрать «консолидация». Указать нужный диапазон.
В результате получилась следующая таблица (рис. 16).
Рис. 16. Консолидированная таблица.
14.Лист 3 переименовать в лист с названием Сводная ведомость.
15. На рабочем листе Сводная ведомость MS Excel создать Сводную ведомость учета выпуска продукции.
Путем создания межтабличных связей заполнить созданную ведомость полученными данными из таблицы «фактические данные выпуска продукции по месяцам».
Заполнить графы по плану и фактически таблицы, расположенной на листе сводные данные следующим образом:
Занести в ячейку В9 формулу:
='плановые показатели'!B4+'плановые показатели'!C4+'плановые показатели'!D4
Занести в ячейку С9 формулу:
='фактические данные'!C4+'фактические данные'!C11+'фактические данные'!C18
Размножить введённые формулы в ячейки В10-В11 и С10-С11 соответственно.
16. Заполнить графы итого по плану и фактически следующим образом:
Занести в ячейку В12 и С12 формулы:
=СУММ(B9:B11) и =СУММ(C9:C11) соответственно.
17. Заполнить графу абсолютное отклонение от плановых показателей и относительное отклонение от плановых показателей в таблице, следующим образом:
Занести в ячейку D9 формулу:
= C9-B9
Занести в ячейку Е9 формулу:
=D9/B9
Размножить введённые формулы в ячейки D10-D11 и E10-E11 соответственно.
18. Заполнить графы итого по относительным и абсолютным отклонениям от плановых следующим образом:
Занести в ячейку D12 формулу:
= С12-B12
Занести в ячейку Е12 формулу:
=D12/B12 (%)
Выполним построение гистограммы по имеющим данным.
В главном меню выбираем Вставка > Диаграмма. Появляется окно следующего содержания:
Выбираем первый пункт списка Стандартных диаграмм. Пусть в данном случае будет объемная гистограмма. Выбираем Далее.
В появившемся окне во вкладке Диапазон данных выбираем пункт в строках переходим к вкладке Ряд.
Сразу обозначим в графе Подписи по Оси X диапазон ячеек в столбце A номера строк с 9 по 11 .
Выше введем два ряда с соответствующими значениями, которые обозначают
- по плану;
- фактически.
После ввода выбираем Далее.
В появившемся окне поэтапно в нужные вкладке записываем название заголовка.
Затем открываем вкладку легенда (удобнее всего ее будет разместить внизу). Далее выбираем, где разместить диаграмму на отдельном листе или на том же листе, где и решение. И выбираем готово.
И получаем Диаграмму (рис. 17).
Рис. 17 Графическое представление результатов вычислений.
Список использованной литературы
1.Акулов О.А., Медведев Н.В. Информатика: базовый курс. – М.:Омега-Л, 2005
2. Экономическая информатика: учебник / М.И. Лугачев и др. - М.: ИНФРА-М, 2005.
3. Симонович С. В. Информатика: Базовый курс. – Спб.: Питер, 2003.
4. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. – Спб.: Питер, 2005.
5.Экономическая информатика: Учебник / Под ред. Косарева, - М: Финансы и статистика, 2005.
