Активным учителям — наградные документы и подарки за пополнение библиотеки методических разработок! Добавить разработку→
Конкурс разработок «Пять с плюсом» июль 2020
Добавляйте свои материалы в библиотеку и получайте ценные подарки
Конкурс проводится с 1 июля по 31 июля

Лекционное занятие "История развития ЭВМ"

История вычислений уходит своими корнями в глубь веков так же, как и история развития человечества. В лекции прослеживается долгий путь от пальцевого счета до машин сегодняшнего дня.
Просмотр
содержимого документа

Лекция «История развития ЭВМ»

по дисциплине ЕН.02 Информационные технологии

в профессиональной деятельности

для специальности 34.02.01 Сестринское дело

 

История вычислений уходит своими корнями в глубь веков так же, как и история развития человечества. Накопление запасов, дележ до­бычи, обмен — все эти действия связаны с вычислениями. Для под­счетов люди использовали собственные пальцы, камешки, палочки, узелки и пр. Древнейшим счетным инструментом, который сама природа предоставила в распоряжение человека, была его собственная рука. Понятие числа и фигуры взято не откуда-нибудь, а только из действительного мира. Десять пальцев, на которых люди учились считать (производить первую арифметическую операцию), представляют собой все что угодно, только не продукт свободного творческого разума.

             Имена числительные во многих языках указывают, что у первобытного человека орудием счета были преимущественно пальцы. Не случайно в древнерусской нумерации единицы называются "перстами", десятки - "составами", а все остальные числа - "сочинениями". Кисть же руки - "пять" у многих народов. Например, малайское "лима" означает одновременно и "рука" и "пять".

              От пальцевого счета берет начало пятеричная система счисления (одна рука), десятеричная (две руки), двадцатеричная (пальцы рук и ног). У многих народов пальцы рук остаются инструментом счета и наиболее высоких ступенях развития.

 В средневековой Европе полное описание пальцевого счета составил ирландец Беда Достопочтенный. Историк и математик Л.Карпинский в книге "История арифметики" сообщает, что на крупнейшей мировой хлебной бирже в Чикаго предложения и запросы, как и цены, объявлялись маклерами на пальцах без единого слова.

Издревле употребляется еще один вид инструментального счета - с помощью деревянных палочек с зарубками (бирок).

            В средние века бирками пользовались для учета и сбора налогов. Бирка разрезалась на две продольные части, одна оставалась у крестьянина, другая - у сборщика налогов. По зарубкам на обеих частях и велся счет уплаты налога, который проверяли складыванием частей бирки. В Англии, например, этот способ записи налогов существовал до конца XVII столетия.

           Другие народы - китайцы, персы, индийцы, перуанцы - использовали для представления чисел и счета ремни или веревки с узелками.

Потребность в поиске решений все более и более сложных задач и, как следствие, все более сложных и длительных вычислений по­ставила человека перед необходимостью искать способы, изобретать приспособления, которые смогли бы ему в этом помочь. Исторически сложилось так, что в разных странах появились свои денежные еди­ницы, меры веса, длины, объема, расстояния и т. д. Для перевода из одной системы мер в другую требовались вычисления, которые обыч­но могли производить лишь специально обученные люди, доскональ­но знавшие всю последовательность действий. Их нередко приглаша­ли даже из других стран. И совершенно естественно возникла потреб­ность в изобретении устройств, помогающих счету. Так постепенно стали появляться механические помощники. До наших дней дошли свидетельства о многих таких изобретениях, навсегда вошедших в ис­торию техники.

Одним из первых устройств (VIV века до н. э.), облегчавших вычисления, можно считать специальное приспособление, на­званное впоследствии абаком. Первоначально это была доска, посыпанная тонким слоем мелкого песка или порошка из голубой глины. На ней заостренной палоч­кой можно было писать буквы, цифры. Впо­следствии абак был усовершенствован и вычисления на нем уже про­водились путем перемещения костей и камешков в продольных уг­лублениях, а сами доски начали изготавливать из бронзы, камня, слоновой кости и пр. Со временем эти доски стали расчерчиваться на несколько полос и колонок. В Греции абак существовал еще в V веке до н. э., у японцев этот прибор назывался «серобян», у китайцев — «суан-пан».

В Древнем Риме абак появился, вероятно в V-VI вв н.э., и назывался calculi или abakuli. Изготовлялся абак из бронзы, камня, слоновой кости и цветного стекла. До нашего времени дошёл бронзовый римский абак, на котором камешки передвигались в вертикально прорезанных желобках. Внизу помещались камешки для счета до пяти, а в верхней части имелось отделение для камешка, соответствующего пятёрке.

Китайская разновидность абака – суань-пань - появилась в VI веке н.э.; современный тип этого счётного прибора был создан позднее, по-видимому в XII столетии. Суаньпань представляет собой прямоугольную раму, в которой параллельно друг другу протянуты проволоки или веревки числом от девяти и более; перпендикулярно этому направлению суань-пань перегорожен на две неравные части. В большом отделении("земля") на каждой проволоке нанизано по пять шариков, в меньшем("небо") - по два.

Соробан - японский абак, происходит от китайского суань-паня, который был завезен в Японию в XV- XVI веках. Соробан проще своего предшественника, у него на "небе" на один шарик меньше, чем у суань-паня.

В Древней Руси при счете применялось устройство, похожее на абак, и называлось оно «русский щот». В XVII веке этот прибор уже имел вид привычных русских счетов, которые можно встретить и в наши дни.

История создания средств цифровой вычислительной техники уходит в глубь веков. Она увлекательна и поучительна, с нею связаны имена выдающихся ученых мира.

В дневниках гениального итальянца Леонардо да Винчи (1452-1519) уже в наше время был обнаружен ряд рисунков, которые оказались эскизным наброском суммирующей вычислительной машины на зубчатых колесах, способной складывать 13-разрядные десятичные числа. Специалисты известной американской фирмы IBM воспроизвели машину в металле и убедились в полной состоятельности идеи ученого. Его суммирующую машину можно считать изначальной вехой в истории цифровой вычислительной техники.

Лишь через сто с лишним лет после смерти Леонардо да Винчи нашелся другой европеец – немецкий ученый Вильгельм Шиккард (1592-1636), не читавший, дневников великого итальянца, – который предложил свое решение этой задачи. Причиной, побудившей Шиккарда разработать счетную машину для суммирования и умножения шестиразрядных десятичных чисел, было его знакомство с польским астрономом И. Кеплером. Ознакомившись с работой великого астронома, связанной в основном с         вычислениями, Шиккард загорелся идеей оказать ему помощь в нелегком труде. В письме на его имя, отправленном в 1623 г., он приводит рисунок машины и рассказывает, как она устроена. К сожалению, данных о дальнейшей судьбе машины история не сохранила.

В XVII веке положение меняется. В начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, все острее ощущалась необходимость в изобретении счетной машины.

В 1641-1642 гг. девятнадцатилетний Блез Паскаль (1623-1662), тогда еще мало кому известный французский ученый, создает действующую суммирующую машину ("паскалину"). В последующие четыре года им были созданы более совершенные образцы машины (создание молодым французским математиком и физиком Блезом Паскалем первой счет­ной машины, названной Паскалиной, которая выпол­няла сложение и вычитание).

В 1673 г. другой великий европеец, немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646-1716), создает счетную машину для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных чисел. К зубчатым колесам он добавил ступенчатый валик."...Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно, не прибегая к последовательному сложению и вычитанию", – писал В. Лейбниц одному из своих друзей.

В 1670—1680 годах немецкий математик Готфрид Лейбниц скон­струировал счетную машину, которая выполняла все четыре арифметических действия.

В 1799 г. во Франции Жозеф Мари Жакард (1752-1834) изобрел ткацкий станок, в котором для задания узора на ткани использовались перфокарты. Необходимые для этого исходные данные записывались в виде пробивок в соответствующих местах перфокарты. Так появилось первое примитивное устройство для запоминания и ввода программной (управляющей ткацким процессом в данном случае) информации.

В течение следующих двухсот лет было изобретено и построено еще несколько подобных счетных устройств, которые из-за ряда не­достатков не получили широкого распространения.

Непонятым оказался еще один выдающийся англичанин, живший в те же годы, – Джордж Буль (1815-1864). Разработанная им алгебра логики (алгебра Буля) нашла применение лишь в следующем веке, когда понадобился математический аппарат для проектирования схем ЭВМ.

Более чем двухвековой инженерный и творческий опыт, накопленный человечеством в счетной технике, позволил петербургскому изобретателю В. Т. Однеру (1846-1905), в 1874 году разработать надежную и удобную в эксплуатации машину (арифмометр), открывшую путь к зарождению российского счетного машиностроения.

Через 63 года после смерти Ч. Беббиджа нашелся "некто", взявший на себя задачу создать машину, подобную по принципу действия той, которой отдал жизнь Ч. Беббидж.

Им оказался немецкий студент Конрад Цузе (1910-1985). Работу по созданию машины он начал в 1934 г., за год до получения инженерного диплома. В 1937г. машина Z1 была готова и заработала! Использование двоичной системы сотворило чудо – машина занимала всего два квадратных метра на столе в квартире изобретателя! Числа и программа вводилась вручную.

Итак, К. Цузе установил несколько вех в истории развития компьютеров: первым в мире использовал при построении вычислительной машины двоичную систему исчисления (1937 г.), создал первую в мире релейную вычислительную машину с программным управлением (1941 г.) и цифровую специализированную управляющую вычислительную машину (1943 г.).

    По-другому развивались события в США.

    В 1944 г. ученый Гарвардского университета Говард Айкен (1900-1973) создает первую в США (тогда считалось первую в мире!) релейно-механическую цифровую вычислительную машину МАРК-1. По своим характеристикам (производительность, объем памяти) она была близка к Z3, но существенно отличалась размерами (длина 17 м, высота 2,5 м, вес 5 тонн, 500 тысяч механических деталей).

Замечательным качеством машины была ее надежность. Установленная в Гарвардском университете, она проработала там 16 лет!

   Г. Айкен первым в мире начал чтение лекций по новому предмету, получившему сейчас название Computer Science – наука о компьютерах; он же одним из первых предложил использовать машины в деловых расчетах и бизнесе. Побудительным мотивом для создания МАРК-1 было стремление Г Айкена помочь себе в многочисленных расчетах, которые ему приходилось делать при подготовке диссертационной работы.

 

В 1878 году русский ученый П. Чебышев сконструировал счетную машину, выполнявшую сложение и вычитание многознач­ных чисел. Наиболее широкое распространение в то время получил арифмометр, сконструированный петербургским инженером Однером в 1874 году. Конструкция прибора оказалась весьма удачной, так как позволяла довольно быстро выполнить все четыре арифметиче­ских действия.

В 30-е годы XX столетия в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр — «Феликс». Эти счетные устройства применялись несколько десятилетий и были основным техническим средством, облегчающим труд людей, связанных с об­работкой больших объемов числовой информации.

Важным событием XIX века было изобретение английского мате­матика Чарлза Беббиджа, который вошел в историю как изобретатель первой вычислительной машины — прообраза современ­ных компьютеров. В 1812 г. он начал работать над так называемой «разностной» ма­шиной. Предшествующие вычислительные машины Паскаля и Лейбница выполняли только арифметические действия. Беббидж же стремился сконструировать машину, которая выполняла бы определенную программу, проводила бы расчет числового значения заданной функции. В качестве основного элемента разностной машины Беббидж исполь­зовал зубчатое колесо для запоминания одного разряда десятичного числа.

В результате он смог оперировать 18-разрядными числами. К 1822 году он построил небольшую действующую модель и рассчи­тал на ней таблицу квадратов.

Совершенствуя разностную машину, Беббидж приступил в 1833 году к разработке аналитической машины. Она должна была отличаться от разностной машины большей скоростью и более простой конструкцией. Согласно проекту, новую машину предполагалось приводить в действие силой пара.

Аналитическая машина была заду­мана как чисто механический аппарат с тремя основными блоками. Первый блок — устройство для хранения чисел на регистрах из зубчатых колес и систе­ма, которая передает эти числа от одного узла к другому (в современной термино­логии — это память). Второй блок — устройство, позволяющее выполнять арифметические операции. Беббидж на­звал его «мельницей». Третий блок предназначался для управления последовательностью действий ма­шины. В конструкцию аналитической машины входило также устройство для ввода исходных данных и печати полученных резуль­татов.

Предполагалось, что машина будет действовать по программе, ко­торая задавала бы последовательность выполнения операций и пере­дачи чисел из памяти в мельницу и обратно. Программы, в свою оче­редь, должны были кодироваться и переноситься на перфокарты. В то время подобные карты уже использовались для автоматического управления ткацкими станками. Тогда же математик леди Ада Лавлейс — дочь английского поэта лорда Байрона — разрабатывает пер­вые программы для машины Беббиджа. Она заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, которые используются и по сей день.

К сожалению, из-за недостаточного развития технологии проект Беббиджа не был реализован. Тем не менее его работы имели важное значение; многие последующие изобретатели воспользовались идея­ми, заложенными в основу придуманных им устройств.

Необходимость автоматизировать вычисления при переписи на­селения в США подтолкнула Генриха Холлерита к созданию в 1888 году устройства, названного табулятором, в котором информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась с по­мощью электрического тока. Это устройство позволило обработать данные переписи населения всего за 3 года вместо затрачиваемых ранее восьми лет. В 1924 году Холлерит осно­вал фирму 1ВМ для серийного выпуска табу­ляторов.

Огромное влияние на развитие вычисли­тельной техники оказали теоретические раз­работки математиков: англичанина А. Тью­ринга и работавшего независимо от него американца Э. Поста. «Машина Тьюринга (Поста)» — прообраз программируемого компьютера. Эти ученые показали принципи­альную возможность решения автоматами любой проблемы при условии, что ее можно представить в виде алгоритма, ориентирован­ного на выполняемые машиной операции.

С момента возникновения идеи Беббиджа о создании аналитиче­ской машины до ее реального внедрения в жизнь прошло более по­лутора столетий. Почему же столь большим оказался разрыв во вре­мени между рождением идеи и ее техническим воплощением? Это обусловлено тем, что при создании любого устройства, в том числе и компьютера, очень важным фактором является выбор элементной базы, то есть тех деталей, из которых собирается вся система.

Первое поколение ЭВМ. Появление электронно-вакуумной лампы позволило ученым претво­рить в жизнь идею создания вычислительной машины. Она появи­лась в 1946 году в США и получила название ЭНИАК («электронный численный интегратор и калькулятор»). Это событие ознаменовало начало пути, по которому пошло развитие электронно-вычислитель­ных машин (ЭВМ).

Дальнейшее совершенствование ЭВМ определялось развитием электроники, появлением новых элементов и принципов действий, то есть улучшением и расширением элементной базы. В настоящее время насчитывается уже несколько поколений ЭВМ. Под поколени­ем ЭВМ понимают все типы и модели электронно-вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллектива­ми, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах. Смена поколений обуслов­ливалась появлением новых эле­ментов, изготовленных с примене­нием принципиально иных техно­логий.

Первое поколение (1946 — сере­дина 50-х годов). Элементной базой служили электронно-вакуумные лампы, устанавливаемые на специ­альных шасси, а также резисторы и конденсаторы. Элементы соединя­ли проводами навесным монтажом.

В ЭВМ ЭНИАК было 20 тыс. электронных ламп, из которых ежемесячно заменялось 2000. За одну секунду машина выполняла 300 операций умножения или же 5000 сложений многоразрядных чисел.

Выдающийся математик Джон фон Нейман и его коллеги изложи­ли в своем отчете основные принципы логической структуры ЭВМ нового типа, которые позже были реализованы в проекте ЭДВАК (1950 г.). В отчете утверждалось, что ЭВМ должна создаваться на электронной основе и работать в двоичной системе счисления. В ее состав должны входить следующие устройства: арифметическое, цен­тральное управляющее, запоминающее, для ввода данных и вывода результатов. Ученые также сформулировали два принципа работы: принцип программного управления с последовательным выполнени­ем команд и принцип хранимой программы. Конструкция большин­ства ЭВМ последующих поколений, где были реализованы эти при­нципы, получила название «фон-неймановской архитектуры».

Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руковод­ством академика С. А. Лебедева, и называлась она МЭСМ (малая электронная счетная машина). Затем в эксплуатацию ввели БЭСМ-2 (большую электронную счетную машину). Самой мощной ЭВМ 50-х годов в Европе была советская электронно-вычислительная машина М-20 с быстродействием 20 тыс. оп/с и объемом оперативной памяти 4000 машинных слов.

С этого времени начался бурный расцвет отечественной вычисли­тельной техники, и к концу 60-х годов в нашей стране успешно функ­ционировала лучшая по производительности (1 млн. оп/с) ЭВМ того времени — БЭСМ-6, в которой были реализованы многие принципы работы последующих поколений компьютеров.

С появлением новых моделей ЭВМ произошли изменения и в на­звании этой сферы деятельности. Ранее любую технику, используе­мую для вычислений, обобщенно называли «счетно-решающими при­борами и устройствами». Теперь же все, что имеет отношение к ЭВМ, именуют вычислительной техникой.

Перечислим характерные черты ЭВМ первого поколения.

• Элементная база: электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы. Соединение элементов: навесной монтаж прово­дами.

• Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов и занима­ет специальный машинный зал.

• Быстродействие: 10—20 тыс. оп/с.

• Эксплуатация слишком сложна из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп. Существует опасность перегрева ЭВМ.

• Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах. При этом необходимо знать все команды машины, их двоичное представление, архитектуру ЭВМ. Этим в основном были заня­ты математики-программисты, которые непосредственно и ра­ботали за ее пультом управления. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.

Второе поколение. Второе поколение приходится на период от конца 50-х до конца 60-х годов.

К этому времени был изобретен транзистор, который пришел на смену электронным лампам. Это позволило заменить элементную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды), а также резисторы и конденсаторы более совершенной конструкции. Один транзистор заменял 40 электронных ламп, работал с большей скоростью, был дешевле и надежнее. Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы элек­тронных ламп.

Изменилась и технология соединения элементов. Появи­лись первые печатные платы — пластины из изо­ляционного материала, напри­мер гетинакса, на которые по специальной технологии фото­монтажа наносился токопрово-дящий материал. Для крепле­ния элементной базы на печат­ной плате имелись специальные гнезда.

Такая формальная замена одного типа элементов на другой суще­ственно повлияла на все характеристики ЭВМ: габариты, надеж­ность, производительность, условия эксплуатации, стиль программи­рования и работы на машине. Изменился технологический процесс изготовления ЭВМ.

Перечислим характерные черты ЭВМ второго поколения.

• Элементная база: полупроводниковые элементы. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.

• Габариты: ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Для их размещения требуется специально оборудованный машинный зал, в котором под полом проклады­ваются кабели, соединяющие между собой многочисленные ав­тономные устройства.

• Производительность: от сотен тысяч до 1 млн оп/с.

• Эксплуатация: упростилась. Появились вычислительные цент­ры с большим штатом обслуживающего персонала, где устанав­ливалось обычно несколько ЭВМ. Так возникло понятие цент­рализованной обработки информации на компьютерах. При вы­ходе из строя нескольких элементов производилась замена целиком всей платы, а не каждого элемента в отдельности, как в ЭВМ предыдущего поколения.

• Программирование: существенно изменилось, так как стало вы­полняться преимущественно на алгоритмических языках. Про­граммисты уже не работали в зале, а отдавали свои программы на перфокартах или магнитных лентах специально обученным операторам. Решение задач производилось в пакетном (мульти­программном) режиме, то есть все программы вводились в ЭВМ подряд друг за другом, и их обработка велась по мере освобож­дения соответствующих устройств. Результаты решения распе­чатывались на специальной перфорированной по краям бумаге.

• Произошли изменения как в структуре ЭВМ, так и в принципе ее организации. Жесткий принцип управления заменился мик­ропрограммным. Для реализации принципа программируемости необходимо наличие в компьютере постоянной памяти, в ячейках которой всегда присутствуют коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную опера­цию, то есть подключить определенные электрические схемы.

• Введен принцип разделения времени, который обеспечил совме­щение во времени работы разных устройств, например, одновре­менно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнит­ной ленты.

Третье поколение. Этот период продолжается с конца 60-х до конца 70-х годов. Подобно тому как изобретение транзисторов привело к созданию компьютеров второго поколения, появление интегральных схем ознаменовало новый этап в развитии вычислительной техники — рождение машин третьего поколения.

В 1958 году Джон Килби впервые создал опытную инте­гральную схему. Такие схемы могут содержать десятки, сот­ни и даже тысячи транзисторов и других элементов, которые физически неразделимы.   Ин­тегральная схема выполняет те же функции, что и анало­гичная ей схема на элементной базе ЭВМ второго поколения, но при этом она имеет существенно меньшие размеры и более высокую сте­пень надежности.

Первой ЭВМ, выполненной на интегральных схемах, была 1ВМ-360 фирмы 1ВМ. Она положила начало большой серии моделей, на­звание которых начиналось с 1ВМ, а далее следовал номер, который увеличивался по мере совершенствования моделей этой серии. То есть чем больше был номер, тем большие возможности предоставлялись пользователю.

Аналогичные ЭВМ стали выпускать и в странах СЭВ (Совета эко­номической взаимопомощи): СССР, Болгарии, Венгрии, Чехослова­кии, ГДР, Польше. Это были совместные разработки, причем каждая страна специализировалась на определенных устройствах. Выпуска­лись два семейства ЭВМ:

• большие — ЕС ЭВМ (единая система), например, ЕС-1022, ЕС-1035, ЕС-1065;

• малые — СМ ЭВМ (система малых), например, СМ-2, СМ-3, СМ-4.

В то время любой вычислительный центр оснащался одной-двумя моделями ЕС ЭВМ (рис. 25.10). Представителей се­мейства СМ ЭВМ, составляющих класс мини-ЭВМ, можно было довольно часто встретить в лабораториях, на производ­стве, на технологических линиях, на ис­пытательных стендах. Особенность этого класса ЭВМ состояла в том, что все они могли работать в реальном масштабе времени, то есть ориентируясь на кон­кретную задачу.

Приведем характерные черты ЭВМ третьего поколения.

• Элементная база: интегральные схемы, которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате.

• Габариты: внешнее оформление ЕС ЭВМ схоже с ЭВМ второго поколения. Для их размещения также требуется машинный зал. А малые ЭВМ — это в основном две стойки приблизительно в полтора человеческих роста и дисплей. Они не нуждались, как ЕС ЭВМ, в специально оборудованном помещении.

• Производительность: от сотен тысяч до миллионов операций в секунду.

• Эксплуатация: несколько изменилась. Более оперативно произ­водится ремонт обычных неисправностей, но из-за большой сложности системной организации требуется штат высококва­лифицированных специалистов. Большую роль играет систем­ный программист.

• Технология программирования и решения задач: такая же, как на предыдущем этапе, хотя несколько изменился характер вза­имодействия с ЭВМ. Во многих вычислительных центрах по­явились дисплейные залы, где каждый программист в опреде­ленное время мог подсоединиться к ЭВМ в режиме разделения времени. Как и прежде, основным оставался режим пакетной об­работки задач.

• Произошли изменения в структуре ЭВМ. Наряду с микропро­граммным способом управления используются принципы мо­дульности и магистральности. Принцип модульности проявля­ется в построении компьютера на основе набора модулей — кон­структивно и функционально законченных электронных блоков в стандартном исполнении. Под магистральностью понимается способ связи между модулями компьютера, то есть все входные и выходные устройства соединены одними и теми же проводами (шинами). Это прообраз современной системной шины.

• Увеличились объемы памяти. Магнитный барабан постепенно вытесняется магнитными дисками, выполненными в виде авто­номных пакетов. Появились дисплеи, графопостроители.

Четвёртое поколение. Этот период оказался самым длительным — от конца 70-х годов до середины 80-х годов. Он характеризуется всевозможными новациями, приводящими к существенным изменениям. Однако кардинальных, революционных перемен, позволяющих говорить о смене этого поко­ления ЭВМ, пока не произошло. Хотя, если сравнивать ЭВМ, напри­мер, начала 80-х годов и сегодняшние, то очевидно существенное раз­личие.

Следует особо отметить одну из самых значительных идей, воплощенных в компьютере на данном этапе: использование для вычисле­ний одновременно нескольких процессоров (мультипроцессорная об­работка). Также претерпели изменение и структура компьютера.

Новые технологии создания интегральных схем позволили разра­ботать в конце 70-х — начале 80-х годов ЭВМ четвертого поколения на больших интегральных схемах (БИС), степень интеграции кото­рых составляет десятки и сотни тысяч элементов на одном кристалле. Наиболее крупным сдвигом в электронно-вычислительной технике, связанным с применением БИС, стало создание микропроцессоров. Сейчас этот период расценивается как революция в электронной про­мышленности. Первый микропроцессор был создан фирмой Iпtеl в 1971 году. На одном кристалле удалось сформировать минимальный по составу аппаратуры процессор, содержащий 2250 транзисторов.

С появлением микропроцессора связано одно из важнейших собы­тий в истории вычислительной техники — создание и применение персональных ЭВМ, что даже повлияло на терминологию. Постепенно прочно укоренившийся   термин «ЭВМ» был вытеснен ставшим уже привычным словом «компьютер», а вычислительная техника стала называться компьютерной.

Начало широкой продажи персональ­ных ЭВМ связано с именами С. Джобса и В. Возняка, основателей фирмы «Apple компьютер», которая с 1977 года наладила выпуск персональ­ных компьютеров «Аррlе». В компьюте­рах этого типа за основу был взят принцип создания «дружественной» обстановки работы человека на ЭВМ, когда при создании программного обеспечения одним из основных требований стало обеспечение удобной работы пользователя. ЭВМ по­вернулась лицом к человеку. Дальнейшее ее совершенствование шло с учетом удобства работы пользователя. Если раньше при эксплуата­ции ЭВМ был реализован принцип централизованной обработки ин­формации, когда пользователи концентрировались вокруг одной ЭВМ, то с появлением персональных компьютеров произошло обрат­ное движение — децентрализация, когда один пользователь может работать с несколькими компьютерами.

С 1982 года фирма IВМ приступила к выпуску модели персональ­ного компьютера, ставшего эталоном на долгие времена. IВМ выпус­тила документацию по аппаратуре и программные спецификации, что позволило другим фирмам разрабатывать как аппаратное, так и программное обеспечение. Таким образом, появились семейства (клоны) «двойников» персональных компьютеров IВМ.

В 1984 году фирмой IВМ был разработан персональный компьютер на базе микропроцессора 80286 фирмы Iпtеl с шиной архитектуры промышленного стандарта. С этого времени началась жесткая конкуренция между несколькими корпорациями, производящими персональные компьютеры. Один тип процессора сменял другой, что зачастую требовало дополнитель­ной существенной модернизации, а подчас и полной замены компь­ютеров. Гонка в поиске все более и более совершенных технических характеристик всех устройств компьютера продолжается и по сей день. Каждый год требуется проводить коренную модернизацию су­ществующего компьютера.

Общее свойство семейства IВМ РС — совместимость программного обеспечения снизу-вверх и принцип открытой архитектуры, преду­сматривающий возможность дополнения имеющихся аппаратных средств без изъятия старых или их модификацию без замены всего компьютера.

Современные ЭВМ превосходят компьютеры предыдущих поколе­ний компактностью, огромными возможностями и доступностью для разных категорий пользователей.

Пятое поколение. (с середины 80-х годов) — «компьютерная» («но­вая») технология, основным ин­струментарием которой явля­ется персональный компьютер с большим количеством стан­дартных программных про­дуктов разного назначения. На этом этапе создаются системы под­держки принятия решений. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и искусственного интеллекта для разных уров­ней управления. Они реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникационную связь. В связи с переходом на микропроцессорную базу значительно изменяются технические сред­ства бытового, культурного и прочего назначения. В различных об­ластях начинается широкое использование телекоммуникационной связи, локальных компьютерных сетей.

 

1

 

Информация о публикации
Загружено: 29 июня
Просмотров: 27
Скачиваний: 0
Есаулкова Ольга Васильевна
Информатика, СУЗ, Уроки
Скачать материал