И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Понятие микро-ЭВМ отнюдь не означает, что пользователь имеет дело с упрощенным вариантом обычной ЭВМ, обладающим весьма ограниченными возможностями В истории создания вычислительных машин десятилетие с 70-х по 80-е годы сыграло важную роль. Благодаря успехам микроэлектронной технологии появилась возможность конструировать вычислительные машины небольших габаритов, с малым потреблением электроэнергии и в достаточной мере "производительные". Вычислительные возможности современных микро-ЭВМ не уступают возможностям средних ЭВМ начала 70-х годов. Если понятие ЭВМ неразрывно связано с понятием вычислительного центра, крупного предприятия или сложной технической системы, то микро-ЭВМ - это массовое изделие, доступное не только небольшим производственным коллективам но и отдельным лицам вследствие невысокой стоимости, малой материалоемкости, низкого энергопотребления, высокой надежности. Микро-ЭВМ может быть использована для управления производством, а также отдельной, в ряде случаев сложной технической системы, как элемент оборудования рабочего места конструктора-исследователя или научного работника, в быту и во многих других сферах.
Переворот в технике конструирования ЭВМ произошел вследствие перехода к изготовлению основных узлов вычислительной машины (и в частности, ее главного узла - центрального процессорного элемента) в габаритах одной микросхемы или нескольких микросхем с площадью размещения активных элементов в каждой микросхеме порядка 100 мм2 и менее. При разработке такого процессора, получившего название "микропроцессор" (МП), было учтено требование максимального использования аппаратурных возможностей выполнения им вычислительных или логических функций.
В конструктивном отношении микропроцессоры могут быть однокристальными (выполненными в виде одной микросхемы), многокристальными (выполненными в виде нескольких разнотипных микросхем, каждая из которых представляет собой функционально законченную часть логической схемы процессора) и секционными многокристальными (выполненными в виде нескольких однотипных микросхем, представляющих собой отдельные секции, позволяющие построить процессор с числом разрядов, пропорциональным числу используемых секций).
Кроме МП, предназначенных для обработки дискретной информации, существуют аналоговые микропроцессоры (АМП), предназначенные для обработки аналоговой информации. В их структуру включены аналого-цифровые (аналого-дискретные) и цифро-аналоговые (дискретно-аналоговые) преобразователи, т. е. устройства, преобразующие аналоговый сигнал (например, непрерывно меняющееся входное напряжение) в цифровой (набор напряжений двух фиксированных уровней, представляющих двоичный код) и обратно. Обработка аналоговой информации, преобразованной в дискретную, производится в АМП, как и в обычном микропроцессоре. Кроме однокристальных микропроцессоров существуют однокристальные микро-ЭВМ (ОМ-ЭВМ), представляющие собой микросхему, объединяющую в своем составе все основные устройства, необходимые для ее функционирования.
При использовании ОМ-ЭВМ необходимо добавить источник питания, внешние устройства и в ряде случаев дополнительное внешнее запоминающее устройство. На базе МП или ОМ-ЭВМ может быть построена одноплатная микро-ЭВМ, представляющая собой законченный конструктивный элемент. Одноплатная микро-ЭВМ может входить в состав многоплатной микро-ЭВМ, включающей, кроме того, платы сопряжения с внешними устройствами, а также источник питания, пульт управления, аппаратуру индикации ("голая микро-ЭВМ"). Если "голую микро-ЭВМ" "одеть" внешними устройствами (алфавитно-цифровой клавиатурой, дисплеем, накопителем на гибком магнитном диске и т. п.), то получится вычислительный комплекс.
Одноплатная микро-ЭВМ, ОМ-ЭВМ и "голая микро-ЭВМ" могут быть использованы в составе управляющих систем или измерительных комплексов. Примерами ОМ-ЭВМ являются однокристальные восьмиразрядные микро-ЭВМ серии К 1816, однокристальные четырехразрядные микро-ЭВМ серий К 1820 и К 1814. К одноплатным машинам относится, например, микро-ЭВМ "Истра", а к многоплатным — микро-ЭВМ "Электроника 60", ЕС-1840, "Квант" и др.
По способу реализации системы команд микро-ЭВМ разделяются на два типа. В микро-ЭВМ первого типа система команд является постоянной (фиксированной), а в микро-ЭВМ второго типа - изменяемой (программируемой на уровне микрокоманд). Более простыми, дешевыми и распространенными являются машины первого типа.
К наиболее распространенным микро-ЭВМ, выпускаемым отечественной промышленностью, относятся персональные (ПЭВМ) и профессиональные персональные (ППЭВМ) машины семейства "Электроника", а также машины: ЕС 1840, "Искра 1030", "Нейрон И9.66", "Агат", "Корвет", СМ-1810 и др.
Семейство микро-ЭВМ "Электроника" - это ряд универсальных программно-совместимых машин различной производительности. Наиболее производительные машины этого ряда сравнимы по параметрам с развитыми мини-ЭВМ. Семейство микро-ЭВМ "Электроника" - это ряд машин, ориентированных на использование в управлении технологическими процессами, для сбора и обработки данных, для обработки сообщений и управляющей информации в системах связи и контрольно-измерительных системах. Отдельные модели ряда могут быть встроены в соответствующие подсистемы управления и контроля Модели "Электроника" - это микро-ЭВМ универсального применения, которые с успехом могут быть использованы в системах автоматизированного управления. Одним из важнейших достоинств этой серии является программная совместимость с отечественными мини-ЭВМ СМ-3, СМ-4, а также с зарубежными мини-машинами семейства PDP-11, что позволяет использовать разработанное ранее программное обеспечение. Машины "Электроника 85" и "Электроника БК-0010" относятся к классу персональных компьютеров.
Предназначенная в основном для тех же целей микро-ЭВМ СМ-1810 является машиной, программно-совместимой с микро-ЭВМ, построенными на базе микропроцессора 8080 фирмы Intel.
Кроме перечисленных микро-ЭВМ отечественной промышленностью выпускается большой ассортимент диалоговых вычислительных комплексов, например ДВК-1 - ДВК-3, с высокой производительностью, что позволяет использовать программное обеспечение этой машины, а также программное обеспечение мини-ЭВМ "Электроника 100/25".
Операцион ная система вычислительного комплекса ДВК допускает использование языков БЕЙСИК, ФОРТРАН, ПАСКАЛЬ, КОБОЛ, ПЛ/1, что предоставляет большие возможности для программирования.
Современные микро-ЭВМ обладают несравненно большими возможностями, чем многие вычислительные машины прошлых поколений. Дешевизна, надежность и доступность микро-ЭВМ позволяют использовать их для решения таких задач, для которых применение средств вычислительной техники ранее было неоправданным.
В сфере промышленного производства микро-ЭВМ могут использоваться в составе информационно-управляющих вычислительных систем (ИУВС), в системах технического управления объектами и технологическими процессами и в системах организационно-технического управления цехами, предприятиями, отраслями и т. п. В таких системах микро-ЭВМ используются для сбора и обработки данных, выполнения сложных экономических и технических расчетов, планирования, управления и контроля. В управлении сложными техническими системами микро-ЭВМ чаще всего используются в составе встроенных средств управления и контроля. Замена высокопроизводительной и дорогостоящей ЭВМ, используемой в качестве центрального управляющего органа, сетью микро-ЭВМ повышает надежность, эффективность и гибкость управления сложной технической системой, позволяет организовать управление в реальном времени и снижает стоимость общих затрат на управление.
Применение микро-ЭВМ в машиностроении позволяет перейти от существующих конструкций станков с числовым программным управлением к более совершенным высокопроизводительным робототехническим конвейерным системам и к организации на их основе гибких автоматизированных производств.
Расширению сферы использования ЭВМ (особенно в последние годы) способствовало появление нового класса микро-ЭВМ — персональных ЭВМ (ПЭВМ). Под ПЭВМ подразумевается микро-ЭВМ, предназначенная для индивидуального пользования (подобно пишущей машинке, телевизору, магнитофону), но со значительно более широкими функциональными возможностями, позволяющими использовать ее для решения самых разнообразных задач — от сложнейших профессиональных расчетов до самых мелких бытовых.
Обычно ПЭВМ так и классифицируются: профессиональные и бытовые. Профессиональные ПЭВМ используются профессионалами-конструкторами, технологами, инженерами, научными работниками, журналистами, редакторами и т. п. Они оказываются полезными при индивидуальной обработке технической, экономической, медицинской и другой информации, в преподавательской деятельности; позволяют обеспечить оперативный доступ к отраслевым, региональным информационным источникам через локальные сети ЭВМ. Бытовые ПЭВМ могут быть использованы в качестве домашнего информационного центра. С их помощью можно проводить развлекательные и познавательные игры, организовывать учебные курсы (например, по изучению иностранных языков или курсов по школьной программе), обеспечивать доступ к справочной информации: адресам, телефонам, рецептам и т. п. Микро-ЭВМ, выпускаемые промышленностью, являются слишком сложными, чтобы брать их за образец при попытке самостоятельного построения. Возникает вопрос, можно ли вообще самому построить хоть какой-нибудь простейший вариант вычислительной машины?
