Лекция 7 - Архитектура ЭВМ
Лекция 7 Архитектура ЭВМ
Содержание
Многомашинная вычислительная система
Архитектура с параллельными процессорами
Основные характеристики вычислительной техники
Введение
Электронно-вычислительная машина (ЭВМ) — комплекс технических, аппаратных и программных средств, предназначенных для автоматической обработки информации, вычислений, автоматического управления. При этом основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах
Персональным компьютером называют относительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Современные ПК проектируются на основе принципа открытой архитектуры.
Архитектура – описание ЭВМ на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов ПК: процессора, ОЗУ, Внешних ЗУ и периферийных устройств.
Структура ПК – совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементы могут быть различными – от основных логических узлов ПК до простейших схем. Структура ПК графически представляется в виде структурных схем, описывающих ПК на любом уровне детализации.
Архитектурные решения
Наиболее распространенны следующие архитектурные решения:
Классическая (принцип фон Неймана);
Многопроцессорная;
Многомашинная вычислительная система;
Архитектура с параллельными процессорами.
Классическая архитектура
Принцип фон Неймана
В . к работе по усовершенствованию ЭВМ I поколения (на основе электромагнитного реле и вакуумных ламп) был привлечен немецкий математик Джон фон Нейман, сформулировавший в своем труде «Предварительный доклад о машине EDVAC» принципы работы ПК.
Согласно принципам фон Неймана, ПК должен иметь следующие устройства:
Арифметико-логическое устройство (АЛУ выполняет все арифметические и логические операции);
Устройство управления (УУ организует процесс выполнения программ);
Запоминающее устройство (ЗУ - хранение программ и данных);
Внешние устройства (ВУ ввод – вывод информации).
Память ПК должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в которой могут находиться обрабатываемые данные или инструкции программ. Ячейки памяти должны быть доступными для др. устройств ПК.
Принцип работы: с помощью какого-либо внешнего устройства в память ПК вводится программа. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует ее выполнение арифметических или логических операций, записывает их результаты, вводит данные из внешнего устройства в память или выводит данные из внешнего устройства.
После выполнения одной команды устройство управления переходит к выполнению команды из ячейки памяти, которая находится за только что выполненной командой. Но этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления на продолжение выполнения программы, начиная с команды, содержащейся в другой ячейке памяти. Такой «скачок» не всегда выполняется, поэтому в программу вписываются условия выполнения какой-либо команды. Так управляющее устройство выполняет инструкции программ автоматически.
Оно обменивается информацией с оперативной памятью и внешними устройствами. Все результаты выполнения программы результаты выводятся на внешние устройства.
Многопроцессорная архитектура
Для многопроцессорной архитектуры характерно наличие в ПК нескольких процессоров, т.е. м.б. параллельно организовано много потоков данных и много потоков команд. Т.о. параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи.
Многомашинная вычислительная система
Несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеет общей оперативной памяти, а имеет каждый свою (локальную). Каждый ПК в системе имеет классическую архитектуру. Эффект применения данной системы получается при решении задач, имеющих специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько ПК в системе.
Архитектура с параллельными процессорами
Суть данной архитектуры состоит в том, что несколько АЛУ работают под управлением одного УУ, т.е. множество данных может обрабатываться по одной программе (по одному потоку программ). Высокое быстродействие достигается на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных.
Устройство компьютера
Современный ПК состоит из 3 основных частей:
монитор,
системный блок,
клавиатура.
Монитор
Монитор – устройство отображения текстовой и графической информации. Основными параметрами любого монитора являются:
Размер монитора (измеряется по диагонали в дюймах, от 9 ()– 50 () дюймов).
Разрешающая способность. (В графическом режиме работы изображение на экране монитора состоит из точек – пикселей. Количество точек по горизонтали и вертикали, которые монитор способен воссоздать четко и раздельно называется разрешающей способностью).
Частота регенерации. (Частота кадровой разверстки указывает на количество обновлений изображения на экране в секунду времени. Частота измеряется в Гц. Чем больше частота, тем меньше усталость глаз и дольше работа за ПК. Допустимая частота 85 - 100 Гц ).
Класс защиты монитора (определяется стандартом, предусмотренной ТБ. Общепринятые классы защиты: ТСО-92, ТСО-95, ТСО-99, ограничивающие уровни электромагнитного излучения, эргометрические и экологические нормы).
Монитор формирует изображение с помощью кинескопа (электронно-лучевой трубки), получая видеосигнал в готовом виде по кабелю от видеокарты, не расшифровывая сигналы и не отфильтровывая помехи как телевизоры. Но мониторы могут показывать более детальное и четкое изображение.
Виды мониторов:
мониторы на основе электронно - лучевой трубке;
жидкокристаллические (жидкие кристаллы под воздействием электрического тока излучают свет, который, проходя через матрицы, создают высококачественные изображения);
плазменный;
сенсорный экран (общение с ПК осуществляется путем прикосновения к чувствительной поверхности экрана).
Системный блок
Системный блок является главной частью ПК, т.к. именно в нем располагаются все основные узлы ПК:
Материнская плата, на которой располагаются:
Микропроцессор – небольшая электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Конструктивно, процессор – это кристалл кремния маленьких размеров, имеющих специальные ячейки, называемые регистрами. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных и их выполнении. Помимо процессора, ПК оснащен дополнительными сопроцессорами, ориентированными на эффективное выполнение специфических функций (математический и графический сопроцессоры, сопроцессор ввода/вывода).
Основные характеристики процессора:
Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемых процессором за единицу времени, Гц.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за 1 такт.
Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, 3 Вольта.
Коэффициент внутреннего умножения таковой частоты – коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, которая из чисто физических причин не может работать на таких высоких частотах, как процессор
Кэш – память, располагающаяся между процессором и оперативной памятью для ускоренного доступа к оперативной памяти и хранит копии программ часто используемых участков оперативной памяти. При обращении процессора к памяти, сначала производится поиск необходимых данных в кэш- памяти. Если данные содержатся в кэш – памяти, то время доступа к памяти уменьшается.
Оперативная память RAM (Random Access Memory) содержится в ОЗУ (оперативно - запоминающее устройство), который представляет собой массив из кристаллических ячеек, способных сохранять данные. Данная память используется для оперативного обмена информацией (команды и данные) между процессором, внешней памятью и периферийными системами. По физическому принципу действия различают динамическую память DRAM и статистическую SRAM. Ячейки DRAM представлены в виде микроконденсаторов, способных накапливать электрический заряд. DRAM медленно записывает и читает данные, требует постоянной подзарядки, но проста в реализации и низкая стоимость. Ячейки SRAM представляют собой электронными микроэлементами (триггеры), состоящие из транзисторов, в котором сохраняется не заряд, а состояние (вкл./выкл.). SRAM поддерживает максимальное быстродействие, но сложен процесс изготовления. Основными характеристиками оперативной памяти являются объем памяти и время доступа.
Постоянная память ROM (Read Only Memory) содержится в ПЗУ (постоянно – запоминающее устройство), которая осуществляет хранение тестирующих и загрузочных программ первой необходимости, занесенные при изготовлении ПК. В основу постоянной памяти входит BIOS (BASIC INPUT – OUTPUT SYSTEM) - занимается обслуживанием ввода – вывода информации, а также в BIOS содержится программа конфигурации ПК (SETUP). Она позволяет установить некоторые характеристики устройств ПК (видеокарты, жестких дисков, дисководов для дискет, режимы работы с оперативной памятью, запрос пароля при начальной загрузке и т.д.).
Энергозависимая память CMOS обеспечивает BIOS информацией о текущей конфигурации системы. Данные, находящиеся в ней, можно заносить туда и изменять их самостоятельно в соответствии с используемым оборудованием.
Микропроцессорный комплект (Чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств ПК и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.
Слоты - разъемы для подключения дополнительных устройств.
Контроллер (адаптер) - электронная схема, вмонтированная в ПК /обычно в разъем расширения/ для управления внешними устройствами.
Шина: при вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллером (наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами ПК).
Существуют 3 типы шин: шина данных, адресная шины, командная шина.
Адресная шина. Данные, которые передаются по этой шине, трактуется как адреса ячеек оперативной памяти. Именно из этой шины процессор считывает адреса команд, которые необходимо выполнить и данные, с которыми оперируют команды. В современных процессорах адресная шина 32- разрядная, т.е. состоит из 32 проводников.
Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры памяти и наоборот. В ПК на базе процессора Intel Pentium шина данных 64 – разрядная, т.е. за 1 такт на обработку поступает сразу 8 байт данных.
Командная шина. По этой шине из оперативной памяти поступают команды, выполняемые процессором. Команды представлены в виде байтов. Простые команды вкладываются в один байт, но есть и такие команды, для которых нужно два, три и больше байта. Большинство современных процессоров имеют 32-разрядную командную шину, хотя существуют 64-разрядные процессоры с командной шиной.
Шины на материнской плате используются не только для связи с процессором. Все другие внутренние устройства материнской платы, а также устройства, которые подключаются к ней, взаимодействуют между собой с помощью шин. От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность ПК в целом.
Основные шинные интерфейсы материнских плат:
ISA (Industry Standard Architecture). Разрешает связать между собой все устройства системного блока, а также обеспечивает простое подключение новых устройств через стандартные слоты. Пропускная способность составляет до 5,5 Мбайт/с. В современных компьютерах может использоваться лишь для подсоединения внешних устройств, которые не требуют большей пропускной способности (звуковые карты, модемы и т.д.). EISA (Extended ISA). Расширение стандарта ISA. Пропускная способность возросла до 32 Мбайт/с. Как и стандарт ISA, этот стандарт исчерпал свои возможности и в будущем выпуск плат, которые поддерживают эти интерфейсы, прекратится.
VLB (VESA Local Bus). Интерфейс локальной шины стандарта VESA. Локальная шина соединяет процессор с оперативной памятью в обход основной шины. Она работает на большей частоте, чем основная шина, и позволяет увеличить скорость передачи данных. Позже, в локальную шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который требует повышенной пропускной способности, что и привело к появлению стандарта VLB. Пропускная способность - до 130 Мбайт/с, рабочая тактовая частота - 50 МГц, но она зависит от количества устройств, подсоединенных к шине, что является главным недостатком интерфейса VLB.
PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт подключения внешних устройств, введенный в ПК на базе процессора Pentium. По своей сути, это интерфейс локальной шины с разъемами для подсоединения внешних компонентов. Данный интерфейс поддерживает частоту шины до 66 МГц и обеспечивает быстродействие до 264 Мбайт/с независимо от количества подсоединенных устройств. Важным нововведением этого стандарта является поддержка механизма plug – and - play, суть которого состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит автоматическая конфигурация этого устройства.
FSB (Front Side Bus). Начиная с процессора Pentium Pro, для связи с оперативной памятью используется специальная шина FSB. Эта шина работает на частоте 100-133 МГц и имеет пропускную способность до 800 Мбайт/с. Частота шины FSB является основным параметром, именно она указывается в спецификации материнской платы. За шиной PCI осталась лишь функция подключения новых внешних устройств.
AGP (Advanced Graphic Port). Специальный шинный интерфейс для подключения видеоадаптеров. Данный шинный интерфейс разработан в связи с тем, что параметры шины PCI не отвечают требованиям видеоадаптеров по быстродействию. Частота этой шины - 33 или 66 МГц, пропускная способность до 1066 Мбайт/с.
USB (Universal Serial Bus). Стандарт универсальной последовательной шины определяет новый способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он разрешает подключать до 256 разных устройств с последовательным интерфейсом, причем устройства могут подсоединяться цепочкой.
Контроллеры портов ввода – вывода: В каждом ПК существуют контроллеры портов ввода – вывода, интегрированные в состав материнской платы. Он соединяется кабелями с разъемами на задней стенке ПК, через которые к нему подключаются внешние устройства.
Типы портов:
Параллельные (25 гнезд) - подключение принтера,
Последовательные (9 или 25 штырьков) - подключение мыши или модема,
Игровой (15 гнезд) - подключение джойстика.
Жесткий диск (винчестер) - основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Винчестер представляет собой группу соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с большой скоростью (5400 – 7200 оборотов в минуту). Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения – записи данных. Работой винчестера управляет контроллер жесткого диска, включенный в состав чипсета. На жестком диске имеется набор секторов, которые содержат файл или часть файла - это кластер. Жесткие диски обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным, высокие скорости чтения и записи данных. Для хорошей и качественной работы винчестеры должны обладать
следующими характеристиками:
Емкостью (объем информации, помещающейся на диске),
Быстродействием (время доступа к информации, скорость чтения и запись информации),
Интерфейсом (вид контроллера, к которому подключаться жесткий диск).
Среднее время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой. Время доступа зависит от конструкции привода головок и составляет приблизительно 10-13 миллисекунд;
время задержки - это время от момента позиционирования блока головок на нужный цилиндр до позицирования конкретной головки на конкретный сектор, другими словами, это время поиска нужного сектора;
скорость обмена - определяет объемы данных, которые могут быть переданы из
накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за определенные
промежутки времени; максимальное значение этого параметра равно пропускной
способности дискового интерфейса и зависит от того, какой режим используется: РIO
или DMA; в режиме РIO обмен данными между диском и контроллером происходит
при непосредственном участии центрального процессора, чем больше номер режима
РЮ, тем выше скорость обмена; работа в режиме DMA (Direct Memory Access)
разрешает передавать данные непосредственно в оперативную память без участия
процессора; скорость передачи данных в современных жестких дисках колеблется в
диапазоне 30-60 Мбайт/с.
Дисковод (НГМД): FDD /Floppy Disk Drive/ - устройство для ввода – вывода информации на сменных гибких магнитных дисках дискет). Емкость указывается в МБайтах, стандарт – 1,44 Мбайт.
CD – ROM (CD - RW) – дисковод для воспроизведения (записи) информации лазерных компакт – дисков (CD).
DVD - ROM (DVD - RW) - дисковод для воспроизведения (записи) информации оптических цифровых дисков (DVD).
Блок питания преобразует напряжение сети в напряжение, необходимое для работы устройств ПК.
Кулер – вентилятор.
Периферийные устройства:
Внутренние,
Внешние.
1. Внутренние устройства:
Видеокарта - устройство, позволяющее трансформировать цифровую информацию в видеоизображение. Видеоадаптер руководит работой монитора. Вместе с монитором видеокарта создает видеоподсистему ПК. Он имеет вид отдельной платы расширения, которую вставляют в определенный слот материнской платы (слот AGP). Видеоадаптер выполняет функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
Стандарты видеоадаптеров:
MDA (Monochrome Display Adapter) – монохромный;
CGA (Color Graphics Adapter) – 4 цвета;
EGA (Enchanced Graphics Adapter) – 16 цветов;
VGA (Video Graphics Array) – 256 цветов;
SVGA (Super Video Graphics Array) – до 16,7 млн. цветов
На эти стандарты рассчитаны все программы, предназначенные для IBM-совместимых компьютеров. Сформированное графическое изображение хранится во внутренней памяти видеоадаптера, называемое видеопамятью. Необходимая емкость видеопамяти зависит от разрешающей способности и палитры цветов, поэтому для работы в режимах с высокой разрешающей способностью полноцветной гаммой необходимо как можно больше видеопамяти. Большинство видеокарт обладают возможностью расширения объема видеопамяти от 512 Мб до 1 Гб, а также свойством видеоакселерации (часть операций по построению изображения может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре, а чисто аппаратным путем – преобразованием данных в специальных микросхемах видеоакселератора). Видеоакселератор может входить в состав видеоадаптера, и могут поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подсоединенной к видеокарте. Существует 2 типа видеоакселераторов: для плоской (2D) и трехмерной (3D) графики.
Звуковая карта - устройство, позволяющее трансформировать цифровую информацию в звуковые колебания.
Стример – устройство записи информации на магнитную ленту.
Модем – устройство для обмена информацией между ПК по средствам телефонной сети (внутренний, внешний).
Клавиатура
Клавиатура – устройство, предназначенное для ввода информации в ЭВМ через клавишные контакты. Ввод и вывод информации невозможен без клавиатуры. Стандартная клавиатура имеет 101 клавишу.
Клавиатуру подразделяют на следующие блоки:
- алфавитные, цифровые и знаковые клавиши;
- функциональные клавиши;
- клавиши управления курсором;
- курсорно – цифровые клавиши;
- клавиши переключения режимов;
- индикация.
1. Алфавитные клавиши русифицированной клавиатуры содержит буквы латинского и русского алфавита. Для перехода с одного алфавита на другой применяются комбинации клавиш: Shift + Shift, Shift + Alt, Shift + Alt + Del.
Цифровые клавиши содержат арабские цифры и специальные знаки. При переходе на русский алфавит некоторые символы изменяются, а цифры не изменяются.
Специальные символы набираются нажатием соответствующей клавиши (нижние) и комбинацией Shift + клавиша (верхние). Клавиши, содержащие два символа, работают независимо от алфавита.
“Серый “минус и “серый” плюс – знаки арифметических операций, в сервисных программах выполняют уникальные команды (выделение имен группы файлов).
2. Функциональные клавиши служат для запуска некоторых команд, назначенных соответствующей программой.
SpaceBar - клавиша пробела при редактировании вставляет пустой символ.
Enter - клавиша ввода, запуска команд на выполнение. При редактировании вставляет пустую строку.
Еscape - клавиша отмены ввода команды с возвращением в предыдущее состояние.
3. Клавиши управления курсором служат для перемещения курсора по экрану монитора.
Home / end - быстрое перемещение курсора в начало \ конец строки при редактировании текста.
Page UP / Page Down - клавиши перемещения курсора на другу страницу с листанием экрана вверх или вниз.
Delete – удаление символа перед курсором, без изменения расположения курсора.
Backspace – удаление символа перед курсором со смещением курсора.
Insert – включение режима замены, либо вставки символов в тексте, в сервисных программах - выделение текста.
4. Курсорно – цифровые клавиши служат для перемещения курсора или набора цифр.
5. Клавиши переключения режимов служат для расширения возможностей клавиатуры.
Alternate – альтернативная клавиша служит для набора команд.
Control – управляющая клавиша служит для набора рабочих команд.
Shift – режим набора прописных букв.
Caps Lock – фиксация режима набора прописных (заглавных) букв.
Num Lock - режим набора арабских цифр (работа на малой клавиатуре).
Scroll Lock - режим прокрутки экрана.
6. Индикация – предназначена для отображения включенных режимов работы.
Внешние устройства
Факс – модем – устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс – модемами и обычными телефаксными аппаратами /обладает голосовыми возможностями/.
Манипулятор, частично заменяющий клавиатуру и обеспечивающий перемещение курсора по экрану монитора (джойстик, дигитайзер, мышь, трекбол).
Принтер – устройство печати информации на бумагу (матричный, струйный, термографический, лазерный, светодиодный).
Плоттер - устройство печати графической информации на бумагу (роликовый, планшетный).
Сканер – устройство, отображающее информацию с источника на экран монитора.(ручной, штрих - сканеры, барабанный, планшетный, сканеры форм, светодиодный)
Основные характеристики вычислительной техники
К основным характеристикам вычислительной техники относятся ее эксплуатационно-технические характеристики, такие, как быстродействие, емкость памяти, точность вычислений и др.
Быстродействие ЭВМ рассматривается в двух аспектах. С одной стороны, оно характеризуется количеством элементарных операций, выполняемых центральным процессором в секунду. Под элементарной операцией понимается любая простейшая операция типа сложения, пересылки, сравнения п т. д. С другой стороны, быстродействие ЭВМ существенно зависит от организации ее памяти. Время, затрачиваемое на поиск необходимой информации в памяти, заметно сказывается на быстродействии ЭВМ.
В зависимости от области применения выпускаются ЭВМ с быстродействием от нескольких сотен тысяч до миллиардов операций в секунду. Для решения сложных задач возможно объединение нескольких ЭВМ в единый вычислительный комплекс с требуемым суммарным быстродействием.
Наряду с быстродействием часто пользуются понятием производительность. Если первое обусловлено, главным образом, используемой в ЭВМ системой элементов, то второе связано с ее архитектурой и разновидностями решаемых задач. Даже для одной ЭВМ такая характеристика, как быстродействие, не является величиной постоянной. В связи с этим различают: пиковое быстродействие, определяемое тактовой частотой процессора без учета обращения к оперативной памяти; номинальное быстродействие, определяемое с учетом времени обращения к оперативной памяти; системное быстродействие, определяемое с учетом системных издержек на организацию вычислительного процесса; эксплуатационное, определяемое с учетом характера решаемых задач (состава операций или их «смеси»).
Емкость, или объем, памяти определяется максимальным количеством информации, которое можно разместить в памяти ЭВМ. Обычно емкость памяти измеряется в байтах. Как уже отмечалось, память ЭВМ подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя, или оперативная память, по своему объему у различных классов машин различна и определяется системой адресации ЭВМ. Емкость внешней памяти из-за блочной структуры и съемных конструкций накопителей практически неограничена.
Точность вычислений зависит от количества разрядов, используемых для представления одного числа. Современные ЭВМ комплектуются 32- или 64-разрядными микропроцессорами, что вполне достаточно для обеспечения высокой точности расчетов в самых разнообразных приложениях. Однако, если этого мало, можно использовать удвоенную или утроенную разрядную сетку.
Система команд — это перечень команд, которые способен выполнить процессор ЭВМ. Система команд устанавливает, какие конкретно операции может выполнять процессор, сколько операндов требуется указать в команде, какой вид (формат) должна иметь команда для ее распознания. Количество основных разновидностей команд невелико. С их помощью ЭВМ способны выполнять операции сложения, вычитания, умножения, деления, сравнения, записи в память, передачи числа из регистра в регистр, преобразования из одной системы счисления в другую и т. д. При необходимости выполняется модификация команд, учитывающая специфику вычислений. Обычно в ЭВМ используется от десятков до сотен команд (с учетом их модификации). На современном этапе развития вычислительной техники используются два основных подхода при формировании системы команд процессора. С одной стороны, это традиционный подход, связанный с разработкой процессоров с полным набором команд, — архитектура CISC (Complete Instruction Set Computer — компьютер с полным набором команд). С другой стороны, это реализация в ЭВМ сокращенного набора простейших, но часто употребляемых команд, что позволяет упростить аппаратные средства процессора и повысить его быстродействие — архитектура RISC (Reduced Instruction Set Computer — компьютер с сокращенным набором команд).
Стоимость ЭВМ зависит от множества факторов, в частности от быстродействия, емкости памяти, системы команд и т. д. Большое влияние на стоимость оказывает конкретная комплектация ЭВМ и, в первую очередь, внешние устройства, входящие в состав машины. Наконец, стоимость программного обеспечения ощутимо влияет на стоимость ЭВМ.
Надежность ЭВМ — это способность машины сохранять свои свойства при заданных условиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени. Количественной оценкой надежности ЭВМ, содержащей элементы, отказ которых приводит к отказу всей машины, могут служить следующие показатели:
• вероятность безотказной работы за определенное время при данных условиях эксплуатации;
• наработка ЭВМ на отказ;
• среднее время восстановления машины и др.
Для более сложных структур типа вычислительного комплекса или системы понятие «отказ» не имеет смысла. В таких системах отказы отдельных элементов приводят к некоторому снижению эффективности функционирования, а не к полной потере работоспособности в целом.
Важное значение имеют и другие характеристики вычислительной техники, например: универсальность, программная совместимость, вес, габариты, энергопотребление и др. Они принимаются во внимание при оценивании конкретных сфер применения ЭВМ.