Електромеханічний етап

Електромеханічний етап розвитку ВТ став найменш тривалим і охоплює близько 60 років - від першого табулятора Г. Холлеріта до першої ЕОМ ENIAK (1945). Причинами створення проектів цього з'явилися як необхідність проведення масових розрахунків, і розвиток прикладної електротехніки. Класичним типом засобів електромеханічного етапу був лічильно-аналітичний комплекс, призначений для обробки інформації на перфокарткових носіях.

Значення робіт Холлериту у розвиток ВТ визначається двома чинниками. По-перше, він став основоположником нового напрямку у ВТ - лічильно-перфораційного з відповідним їм обладнанням широкого колаекономічних та науково-технічних розрахунків. Це напрям призвело до створення машинорахункових станцій, що послужили прообразом сучасних обчислювальних центрів. По-друге, навіть у наш час використання великої кількостірізноманітних пристроїв введення/виведення інформації не скасувало повністю використання перфокарткової технології.

Заключний період електромеханічного етапу розвитку обчислювальної технікихарактеризується створенням цілого ряду складних релейних та релейно-механічних систем з програмним управлінням, що характеризуються алгоритмічною універсальністю та здатні виконувати складні науково-технічні обчислення в автоматичному режимізі швидкостями, що на порядок перевищують швидкість роботи арифмометрів з електропроводом. Ці апарати можна як прямих попередників універсальних ЕОМ.

Покоління сучасних ЕОМ

А тепер я хотіла б розповісти про сучасні ЕОМ, про їхню історію та розвиток.

Історію розвитку сучасних ЕОМ поділяють на 4 покоління. Але поділ комп'ютерної технікина покоління - дуже умовна, нестрога класифікація за ступенем розвитку апаратних і програмних засобів, а також способи спілкування з комп'ютером.

Ідея ділити машини на покоління викликана до життя тим, що за час короткої історії свого розвитку комп'ютерна техніка зробила велику еволюцію, як у сенсі елементної бази (лампи, транзистори, мікросхеми та ін.), Так і в сенсі зміни її структури, появи нових можливостей , розширення областей застосування та характеру використання. Цей прогрес показаний у цій таблиці:

П О К О Л О Н І Я Е В М	ХАРАКТЕРИСТИКИ

Роки застосування				1972 - час
Основний елемент		Транзистор
Кількість ЕОМ у світі (шт.)			Десятки тисяч	Мільйони
Швидкодія (операцій за секунду)
Носій інформації	Перфокарта, Перфострічка	Магнітна стрічка		Гнучкий та лазерний диск
Розміри ЕОМ		Значно менше		мікроЕОМ

I покоління

Всі ЕОМ I покоління були зроблені на основі електронних ламп, що робило їх ненадійними - лампи доводилося часто міняти. Ці комп'ютери були величезними, незручними та дуже дорогими машинами, які могли придбати лише великі корпорації та уряди. Лампи споживали величезну кількість електроенергії та виділяли багато тепла.

До того ж для кожної машини використовувалася мова програмування. Набір команд був невеликий, схема арифметико-логічного пристрою та пристрої керування досить проста, програмне забезпечення практично не було. Показники обсягу оперативної пам'ятіта швидкодії були низькими. Для вводу-виводу використовувалися перфострічки, перфокарти, магнітні стрічки та друкувальні пристрої, оперативні пристрої запам'ятовування були реалізовані на основі ртутних ліній затримки електроннопроменевих трубок.

Ці незручності почали долати шляхом інтенсивної розробки засобів автоматизації програмування, створення систем обслуговуючих програм, що спрощують роботу машиною і збільшують ефективність її використання. Це, своєю чергою, зажадало значних змін у структурі комп'ютерів, вкладених у те, щоб наблизити її до вимог, які з досвіду експлуатації комп'ютерів.

Основні комп'ютери першого покоління:

1946р. ЕНІАК

У 1946 р. американські інженер-електронщик Дж. П. Еккерт та фізик Дж. У. Моучлі в Пенсільванському університеті сконструювали, на замовлення військового відомства США, першу електронно-обчислювальну машину - "Еніак" (Electronic Numerical Integrator and Computer). Яка призначалася на вирішення завдань балістики. Вона працювала в тисячу разів швидше за "Марк-1", виконуючи за одну секунду 300 множень або 5000 додавань багаторозрядних чисел. Розміри: 30 м. у довжину, об'єм – 85 м 3 ., вага – 30 тонн. Використовувалося близько 20000 електронних ламп та 1500 реле. Потужність її була до 150 квт.

· 1949р. Едсак.

Перша машина зі збереженою програмою - "Едсак" - була створена в Кембриджському університеті (Англія) в 1949 р. Вона мала пристрій на 512 ртутних лініях затримки. Час виконання додавання було 0,07 мс, множення - 8,5 мс.

1951р. МЕСМ

У 1948р. році академік Сергій Олексійович Лебедєв запропонував проект першої на континенті Європи ЕОМ – Малої електронної лічильно-вирішальної машини (МЕМС). У 1951р. МЕМ офіційно вводиться в експлуатацію, на ній регулярно вирішуються обчислювальні завдання. Машина оперувала з 20-розрядними двійковими кодами з швидкодією 50 операцій на секунду, мала оперативну пам'ять у 100 осередків на електронних лампах.

1951р. UNIVAC-1. (Англія)

У 1951 р. була створена машина "Юнівак" (UNIVAC) - перший серійний комп'ютер із програмою, що зберігається. У цій машині вперше була використана магнітна стрічка для запису та зберігання інформації.

1952-1953р. БЕСМ-2

Вводиться в експлуатацію БЭСМ-2 (велика електронна лічильна машина) з швидкодією близько 10 тис. операцій за секунду над 39-розрядними двійковими числами. Оперативна пам'ять на електронно-акустичних лініях затримки – 1024 слова, потім на електронно-променевих трубках і пізніше на феритових сердечниках. ВЗУ складалося з двох магнітних барабанів та магнітної стрічки ємністю понад 100 тис. слів.

ІІ покоління

У 1958 р. в ЕОМ були застосовані напівпровідникові транзистори, винайдені в 1948 р. Вільямом Шоклі, вони були надійніші, довговічніші, малі, могли виконати значно більше складні обчислення, мали велику оперативну пам'ять. 1 транзистор здатний був замінити ~ 40 електронних ламп і працював із більшою швидкістю.

У другому поколінні комп'ютерів дискретні транзисторні логічні елементи витіснили електронні лампи. Як носії інформації використовувалися магнітні стрічки ("БЭСМ-6", "Мінськ-2", "Урал-14") та магнітні сердечники, з'явилися високопродуктивні пристрої для роботи з магнітними стрічками, магнітні барабани та перші магнітні диски.

Як програмне забезпечення стали використовувати мови програмування високого рівня, були написані спеціальні транслятори з цих мов мовою машинних команд. Для прискорення обчислень цих машинах було реалізовано деяке перекриття команд: наступна команда починала виконуватися до закінчення попередньої.

З'явився широкий набір бібліотечних програм на вирішення різноманітних математичних завдань. З'явилися моніторні системи, що управляють режимом трансляції та виконання програм. З моніторних систем надалі виросли сучасні операційні системи.

Машинам другого покоління була властива програмна несумісність, яка ускладнювала організацію великих інформаційних систем. Тому в середині 60-х років намітився перехід до створення комп'ютерів, програмно сумісних та побудованих на мікроелектронній технологічній базі.

ІІІ покоління

У 1960 р. з'явилися перші інтегральні системи (ІВ), які набули широкого поширення у зв'язку з малими розмірами, але величезними можливостями. ІС - це кремнієвий кристал, площа якого приблизно 10 мм2. 1 ІС здатна замінити десятки тисяч транзисторів. 1 кристал виконує таку ж роботу, як і 30-ти тонний "Еніак". А комп'ютер із використанням ІС досягає продуктивності 10 млн. операцій на секунду.

У 1964 році фірма IBM оголосила про створення шести моделей сімейства IBM 360 (System 360), що стали першими комп'ютерами третього покоління.

Машини третього покоління - це сімейства машин із єдиною архітектурою, тобто. програмно сумісних. Як елементну базу у яких використовуються інтегральні схеми, які також називаються мікросхемами.

Машини третього покоління мають найрозвиненіші операційні системи. Вони мають можливості мультипрограмування, тобто. одночасного виконання кількох програм. Багато завдань управління пам'яттю, пристроями та ресурсами стала брати на себе операційна система або безпосередньо сама машина.

Приклади машин третього покоління - сімейства IBM-360, IBM-370, ЄС ЕОМ (Єдина система ЕОМ), СМ ЕОМ (Сімейство малих ЕОМ) та ін Швидкодія машин всередині сімейства змінюється від декількох десятків тисяч до мільйонів операцій на секунду. Ємність оперативної пам'яті сягає кількох сотень тисяч слів.

IV покоління

(З 1972 р. по теперішній час)

Четверте покоління - теперішнє покоління комп'ютерної техніки, розроблене після 1970 року.

Вперше стали застосовуватися великі інтегральні схеми (ВІС), які за потужністю приблизно відповідали 1000 ІС. Це спричинило зниження вартості виробництва комп'ютерів. У 1980 р. центральний процесорНевеликий ЕОМ виявилося можливим розмістити на кристалі площею 1/4 дюйма (0,635 см 2 .). БІСи застосовувалися вже в таких комп'ютерах, як "Ілліак", "Ельбрус", "Макінтош". Швидкодія таких машин складає тисячі мільйонів операцій на секунду. Місткість ОЗУ зросла до 500 млн. двійкових розрядів. У таких машинах одночасно виконуються кілька команд над кількома наборами операндів.

З погляду структури машини цього покоління є багатопроцесорні і багатомашинні комплекси, що працюють на загальну пам'ять і загальне поле зовнішніх пристроїв. Ємність оперативної пам'яті близько 1 – 64 Мбайт.

Поширення персональних комп'ютерів до кінця 70-х років призвело до деякого зниження попиту великі ЕОМ і міні-ЕОМ. Це стало предметом серйозного занепокоєння фірми IBM (International Business Machines Corporation) - провідної компанії з виробництва великих ЕОМ, і в 1979 р. фірма IBM вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп'ютерів, створивши перші персональні комп'ютери IBM PC.

До четвертого покоління реалізовані в НВІС такого нового комп'ютерного обладнання, як мікропроцесори та створена на основі їх мікро-ЕОМ. Мікропроцесори та мікрокомп'ютери широко використовуються в пристроях та системах для автоматизації вимірювань, обробки даних та управління технологічними процесамиу будівництві різних спеціалізованих цифрових пристроївта машин. Обчислювальні можливості мікро-ЕОМ було достатньо, щоб створити на їх основі в четвертому поколінні комп'ютерів, по ряду нового спектаклю та спосіб з використанням тип обчислювальних пристроїв- персональних комп'ютерів, нині набуває широкого поширення. У четвертому поколінні комп'ютерів досягається ще більше спростити людина-комп'ютер контактів, збільшуючи рівень машинної мови, значне розширення функціональності між пристроями (терміналами), що використовується для спілкування людей з комп'ютерами, починається практичне здійснення голосового зв'язкуз комп'ютером. Використання LSI дозволяє інструментальні засоби для реалізації деяких особливостей операційних систем(Апаратної реалізації компіляторів для мов програмування високого рівня і т.д.), що допомагає збільшити продуктивність машини.

Характеристика великий комп'ютерЧетвертим поколінням є наявність декількох процесорів, орієнтованих на певні операції або процедури для вирішення певних класів завдань. В рамках цього покоління багатопроцесорні обчислювальні системи з продуктивністю, кілька десятків і навіть сотень мільйонів операцій на секунду. За тим самим поколінням і включають багатопроцесорні системи управління високої надійності з автоматичним зміною структури (автоматична зміна конфігурації). Прикладом великих комп'ютерних систем, які повинні бути віднесені до четвертого покоління, є складною багатопроцесорною "Ельбрус-2" із загальною швидкістю до 100 млн. операцій/сек, з командної системи, Недалеко від мов високого рівня, стек організацію пам'яті.

> БАГАТОПРОЦЕСОРНИЙ ВИЧИСЛЮВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС

"Ельбрус-1"Структура сім'ї багатопроцесорних обчислювальних системвключає систему Ельбрус-1 з потужністю 1,5 млн. транзакцій в секунду до 10 мільйонів операцій на секунду і високоефективної системи Ельбрус-2 з комбінованою швидкістю понад 100 млн. операцій на секунду. Ельбрус-1 системи та Ельбрус-2 побудований на тих же структурних засадах, їх модулі функціонально ідентичні, і їх процесори мають ту саму систему і ті ж команди на одній функції операційної системи (EOC).

"Ельбрус-2"Багатопроцесорні системи (10 процесорів) обчислювальний комплекс"Ельбрус-2" матриця ECL БІС, випущений в 1985 (В.С. Бурцев). Потужність 125 мільйонів оп/с (MIPS), ємність пам'яті до 144 Мб або 16 кристалів Mc (слово 72 біт), максимальна ємність каналів введення-виводу – 120 Мб/с. Використовується в Центрі управління польотами, в галузі ядерних досліджень (Арзамас-16, Челябінськ-70) та на об'єктах Міністерства оборони.

"EC-1045" 1979 – початок випуску Казань моделі ЄС –1045. Головний конструктор НА Кучукян. Область застосування: центри обробки даних підприємств, об'єднань, установ. Вирішення науково-технічних економічних та інформаційно-логічних завдань.

Основні характеристики. Елементна база: інтегральні схеми малого та середнього ступінь інтеграції. Місткість – 660 млн операцій на секунду 800 тисяч операцій. Усього канали пропускної – 5 МБ/с. Об'єм буферної пам'яті, що має цикл 120 нс – 8 КБ. Оперативна пам'ять - 4,1 МБ.

Цикл оперативної пам'яті – 1,2 мікросекунди. Ширина зразка ОЗУ – 144 розряди. Прискорювач прискорює 25 "довгі" операції апарату. Можливість підключення процесора до матриці ЄС -2345. Засоби прямого контролю для створення систем із двома машинами. Універсальний інтерфейс для зв'язку з зовнішніми пристроями. П'ять поєднань із процесором блок мультиплексованих каналів із загальною потужністю 5 Мб/с. Два вбудовані адаптери канал - канал. Диски на знімний магнітний диск 29 та ємністю 100 МБ. Стрічкові накопичувачі із щільністю запису 32 та 64 імпульсів на 1 мм. Автоматична система моніторингу живлення автоматичного вимірювання програмного забезпечення та стрес змінює вторинні джерела живлення. Представити основну створену область – 120 квадратних метрів. Робоча температура -5-40 °C. Потужність, що споживається комп'ютером – 35 кВА.

"ЄС - 1035B"Електронно-обчислювальні ЄС - 1035B, пов'язані з UCS "Range -2 ", призначений для вирішення широкого кола наукових, технічних, економічних та інших проблем, і може бути успішно використаний в системах пакетної обробки загальних даних у віддалених системах даних, розроблених у реальному - Time Systems. ЄС-1035B доступна в Болгарії. Програмне забезпечення EC-1035 може працювати DOS операційний типопераційної системи OS або ЄС ЄС. Останній працює найбільш ефективно у моделях UCS з великою кількістю основної пам'яті (256 – 512Kbayt). Ця система забезпечує роботу в режимі однієї програми та багатозадачності з фіксованим або змінним числом завдань. ОС ЄС планує пріоритети завдань відповідно до встановлених пріоритетів та реалізує динамічний розподіл ресурсів. Тим не менш, серйозна машина робота не тільки з номерами, а й з текстом. Для кодування всі цифри, літери та спеціальні символи необхідні для збільшення бітного процесора. В результаті, в 1972 році було вісім - i8008, а в 1974 було розроблено i8080. Це вісім-розрядний мікропроцесор був виконаний за технологією МОП (N-канальний МОП), та його тактова частотамає перевищувати 2 МГц. Він мав велику різноманітність мікрокоманд. Крім того, це був перший мікропроцесор, який міг ділити числа. I8080 процесор справила значний вплив на подальший розвитоккомп'ютерні технології. Отже, історія електроніки дійшли створення персональних комп'ютерів. У другій половині 70-х. сприятлива ситуація їх появи над ринком. Був потреба в недорогих комп'ютерів, здатних підтримувати одну робоче місце. Багато персональних комп'ютерів того часу були засновані на 8 - розрядних процесорів, таких як i8080 та його подальшого розвитку на Zilog Corporation - Z80. Стандартною операційною системою для персональних комп'ютерів стала розроблена Digital Research CP/M (керуюча програма для мікрокомп'ютерів).

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РФ

Татарський Інститут Сприяння Бізнесу

Реферат з інформатики на тему:

Історія обчислювальної техніки: 4-е покоління.

Виконав: Група І-017 Шайдуллін Айрат

Викладач: Козін Олександр Миколайович

Казань 2001

Перші пристрої.Про те, коли людство навчилося рахувати ми можемо будувати лише припущення. Але можна з упевненістю сказати, що для простого підрахунку наші пращури використовували пальці рук, спосіб який ми з успіхом використовуємо досі. А як вчинити в тому випадку якщо ви хочете запам'ятати результати обчислень або підрахувати щось більше ніж пальців рук. В цьому випадку можна зробити насічки на дереві або на кістки. Незабаром так і робили перші люди, про що свідчать археологічні розкопки. Мабуть найдавнішим із знайдених таких інструментів вважається кістка із зарубками знайдена у стародавньому поселенні Дольні Вестониці на південному сході Чехії в Моравії. Цей предмет, що отримав назву «Вестоницька кістка», імовірно, використовувався за 30 тис. років до н. е. Незважаючи на те, що на зорі людських цивілізацій, були винайдені вже досить складні системи обчислення використання засічок для рахунку тривало досить довго. Так, наприклад, за 2 тис. років до н.е. на колінах статуї шумерського царя Гудеа була висічена лінійка, поділена на шістнадцять рівних частин. Одна з цих частин була своєю чергою поділена на дві, друга на три, третя на чотири, четверта на п'ять, а п'ята на шість рівних частин. При цьому у п'ятій частині довжина кожного поділу становила 1 мм.

Перше покоління ЕОМ
(1948 – 1958 рр.))

Дещо більше 50 років минуло відтоді, як з'явилася перша електронна обчислювальна машина. За цей короткий у розвиток суспільства період змінилося кілька поколінь обчислювальних машин, а перші ЕОМ сьогодні є музейною рідкістю. Сама історія розвитку обчислювальної техніки становить неабиякий інтерес, показуючи тісний взаємозв'язок математики з фізикою (насамперед із фізикою твердого тіла, напівпровідників, електронікою) та сучасною технологією, Рівнем розвитку якої багато в чому визначається прогрес у виробництві засобів обчислювальної техніки.

Електронно-обчислювальні машини в нашій країні прийнято поділяти на покоління. Для комп'ютерної техніки характерна перш за все швидкість зміни поколінь - за її коротку історію розвитку вже встигли змінитись чотири покоління і зараз ми працюємо на комп'ютерах п'ятого покоління. Що ж є визначальною ознакою при віднесенні ЕОМ до того чи іншого покоління? Це насамперед їхня елементна база (з яких в основному елементів вони побудовані), і такі важливі характеристики, як швидкодія, ємність пам'яті, способи управління та переробки інформації. Звісно ж, розподіл ЕОМ на покоління певною мірою умовно. Існує чимало моделей, які за одними ознаками відносяться до одного, а за іншими – до іншого покоління. І все-таки, попри цю умовність покоління ЕОМ можна вважати якісними стрибками у розвитку електронно-обчислювальної техніки.

Перше покоління ЕОМ (1948 – 1958 рр.)

Елементною базою машин цього покоління були електронні лампи – діоди та тріоди. Машини призначалися на вирішення порівняно нескладних науково-технічних завдань. До цього покоління ЕОМ можна віднести: МЕСМ, БЕСМ-1, М-1, М-2, М-З, “ Стріла”, “Мінськ-1”, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, СетуньРозданийВони були значних розмірів, споживали велику потужність, мали невисоку надійність роботи та слабке програмне забезпечення. Швидкодія їх не перевищувала 2-3 тисяч операцій на секунду, ємність оперативної пам'яті-2К або 2048 машинних слів (1K=1024) завдовжки 48 двійкових знаків. У 1958 р. з'явилася машина M-20 з пам'яттю 4К і швидкодією близько 20 тисяч операцій на секунду. та вихідним даним (числам).

Цей період став початком комерційного застосування електронних обчислювальних машин для обробки даних. У обчислювальних машинах цього часу використовувалися електровакуумні лампи та зовнішня пам'ятьна магнітному барабані. Вони були обплутані проводами та мали час доступу 1х10 -3 с. Виробничі системи та компілятори поки що не з'явилися. Наприкінці цього періоду стали випускатися пристрої пам'яті на магнітних сердечниках. Надійність ЕОМ цього покоління була надто низькою.

Друге покоління ЕОМ ( 1959 – 1967 рр.)

Елементною базою машин цього покоління були напівпровідникові прилади. Машини призначалися на вирішення різних трудомістких науково-технічних завдань, і навіть управління технологічними процесами у виробництві. Поява напівпровідникових елементів у електронних схемахістотно збільшило ємність оперативної пам'яті, надійність та швидкодію ЕОМ. Зменшилися розміри, маса та споживана потужність. З появою машин другого покоління значно розширилася сфера використання електронної обчислювальної техніки, головним чином розвитку програмного забезпечення. З'явилися також спеціалізовані машини, наприклад ЕОМ на вирішення економічних завдань, керувати виробничими процесами, системами передачі і т.д. До ЕОМ другого покоління належать:

ЕОМ М-40 -50 для систем протиракетної оборони;
Урал -11 , -14 , -16 - ЕОМ загального призначення, орієнтовані рішення інженерно-технічних і планово-экономических завдань;
Мінськ-2, -12, -14 для вирішення інженерних, наукових та конструкторських завдань математичного та логічного характеру;
Мінськ-22 призначена для вирішення науково-технічних та планово-економічних завдань;
БЕСМ-3 -4 , -6 машин загального призначення, орієнтованих вирішення складних завдань науки і техніки;
М-20, -220 , -222 машина загального призначення, орієнтована вирішення складних математичних завдань;
МИР-1 мала електронна цифрова обчислювальна машина, призначена на вирішення широкого кола інженерно-конструкторських математичних завдань,
"Наїрімашина загального призначення, призначена для вирішення широкого кола інженерних, науково-технічних, а також деяких типів планово-економічних та обліково-статистичних завдань;
Рута-110міні ЕОМ загального призначення;

та низку інших ЕОМ.

ЕОМ БЕСМ-4, М-220, М-222 мали швидкодію близько 20-30 тисяч операцій на секунду та оперативну пам'ять-відповідно 8К, 16К та 32К. Серед машин другого покоління особливо вирізняється , Що володіє швидкодією близько мільйона операцій на секунду та оперативною пам'яттю від 32К до 128К (у більшості машин використовується два сегменти пам'яті по 32К кожен).

Цей період характеризується широким застосуванням транзисторів та вдосконалених схем пам'яті на сердечниках. Велику увагу почали приділяти створенню системного програмного забезпечення, компіляторів та засобів введення-виводу. Наприкінці зазначеного періоду з'явилися універсальні та досить ефективні компілятори для Кобола, Фортрану та інших мов.

Було досягнуто вже величина часу доступу 1х10 -6 з, хоча більшість елементів обчислювальної машини ще була пов'язана проводами.

Обчислювальні машини цього періоду успішно застосовувалися в областях, пов'язаних з обробкою множин даних та вирішенням завдань, що зазвичай вимагають виконання рутинних операцій на заводах, в установах та банках. Ці обчислювальні машини працювали за принципом пакетної обробки даних. Фактично, у своїй копіювалися ручні методи обробки даних. Нові можливості, що надаються обчислювальними машинами, практично не використовувалися.

Саме в цей період виникла професія спеціаліста з інформатики, і багато університетів стали надавати можливість здобуття освіти у цій галузі.

Третє покоління ЕОМ (1968 – 1973 рр.)

Елементна база ЕОМ - малі інтегральні схеми (МІС). Машини призначалися для широкого використання у різних галузях науки і техніки (проведення розрахунків, управління виробництвом, рухомими об'єктами та ін.). Завдяки інтегральним схемам вдалося суттєво покращити техніко-експлуатаційні характеристики ЕОМ. Наприклад, машини третього покоління, порівняно з машинами другого покоління, мають більший обсяг оперативної пам'яті, збільшилася швидкодія, підвищилася надійність, а споживана потужність, займана площа та маса зменшилися.

У СРСР 70-ті роки отримують розвиток АСУ. Закладаються основи державної та міждержавної, що охоплює країни - члени РЕВ (Рада Економічної Взаємодопомоги) системи обробки даних. Розробляються універсальні ЕОМ третього покоління ЄС, сумісні як між собою (машини середньої та високої продуктивності ЄС ЕОМ), і із зарубіжними ЕОМ третього покоління (IBM-360 та інших. - США). У розробці машин ЄС ЕОМ беруть участь фахівці СРСР, Народної Республіки Болгарія (НРБ), Угорської Народної Республіки (ВНР), Польської Народної Республіки (ПНР), Чехословацької Радянської Соціалістичної Республіки (ЧССР) та Німецької Демократичної Республіки (НДР). У той самий час у СРСР створюються багатопроцесорні і квазіаналогові ЕОМ, випускаються міні-ЕОМ " Світ-31 " , " Світ-32 " , " Наірі-34 " . Для управління технологічними процесами створюються ЕОМ серії АСВТ М-6000 та М-7000 (розробники В.П. Рязанов та ін.). Розробляються та випускаються настільні міні-ЕОМ на інтегральних мікросхемах М-180, "Електроніка -79, -100, -125, -200", "Електроніка ДЗ-28", "Електроніка НЦ-60" та ін.

До машин третього покоління належали Дніпро-2", ЕОМ Єдиної Системи (ЄС-1010, ЄС-1020, ЄС-1030, ЄС-1040, ЄС-1050, ЄС-1060та кілька їх проміжних модифікацій - ЄС-1021 та ін.), СВІТ-2, "Наірі-2" та ряд інших.

Цей період пов'язаний із бурхливим розвитком обчислювальних машин реального часу. З'явилася тенденція, відповідно до якої у завданнях управління поряд з великими обчислювальними машинами знаходиться місце для використання малих машин. Так, виявилося, що міні-ЕОМ виключно добре справляється з функціями управління складними промисловими установками, де велика обчислювальна машина часто відмовляє. Складні системи управління розбиваються у своїй підсистеми, у кожному з яких використовується своя миниЭВМ. На велику обчислювальну машину реального часу покладаються завдання планування (спостереження) в ієрархічній системі з метою координації управління підсистемами та обробки центральних даних про об'єкт.

МініЕОМ почали застосовуватися і для вирішення інженерних завдань, пов'язаних із проектуванням. Проведено перші експерименти, що показали ефективність використання обчислювальних машин як засоби проектування.

Застосування розподілених обчислювальних систем стало базою для децентралізації вирішення завдань, пов'язаних з обробкою даних на заводах, банках та інших установах. Разом про те для цього періоду характерним є хронічний дефіцит кадрів, підготовлених області електронних обчислювальних машин. Це особливо стосується завдань, пов'язаних із проектуванням розподілених обчислювальних систем та систем реального часу.

Четверте покоління ЕОМ (1974 – 1982 рр.)

Елементна база ЕОМ - великі інтегральні схеми (ВІС). Машини призначалися для різкого підвищення продуктивність праці в науці, виробництві, управлінні, охороні здоров'я, обслуговуванні та побуті. Високий ступінь інтеграції сприяє збільшенню щільності компонування електронної апаратури, підвищенню її надійності, що веде до збільшення швидкодії ЕОМ та зниження її вартості. Усе це істотно впливає на логічну структуру (архітектуру) ЕОМ та її програмне забезпечення. Тіснішим стає зв'язок структури машини та її програмного забезпечення, особливо операційної системи (або монітора) - набору програм, які організують безперервну роботу машини без втручання людини.

Характерною рисою цього періоду стало різке зниження ціни апаратне забезпечення. Цього вдалося досягти головним чином за рахунок використання інтегральних схем. Звичайні електричні з'єднання за допомогою проводів убудовувалися в мікросхему. Це дозволило отримати значення часу доступу до 2х10-9 с. У цей період на ринку з'явилися зручні для користувача робочі станції, які за рахунок об'єднання в мережу значно спростили можливість отримання малого часу доступу зазвичай властивого великим машинам. Подальший прогрес у розвитку обчислювальної техніки був пов'язаний з розробкою напівпровідникової пам'яті, рідкокристалічних екранів та електронної пам'яті. Наприкінці цього періоду стався комерційний прорив у галузі мікроелектронної технології.

Програмне забезпечення для малих обчислювальних машин спочатку було дуже елементарним, але до 1968 р. виникли перші комерційні операційні системи реального часу, спеціально розроблені їм мови програмування високого рівня життя та крос системи. Все це забезпечило доступність малих машин для широкого загалу додатків. Сьогодні навряд чи можна знайти таку галузь промисловості, в якій ці машини в тій чи іншій формі успішно не застосовувалися. Їхні функції на виробництві дуже різноманітні; так, можна вказати прості системизбирання даних, автоматизовані випробувальні стенди, системи управління процесами. Слід підкреслити, що обчислювальна машина, що управляє, тепер все частіше вторгається в область комерційної обробки даних, де застосовується для вирішення комерційних завдань.

Зросла продуктивність обчислювальних машин і тільки багатомашинні системи, що тільки з'явилися, дали принципову можливість реалізації таких нових завдань, які були досить складні і часто приводили до нерозв'язних проблем при їх програмній реалізації. Почали говорити про "кризу програмного забезпечення". Тоді виникли ефективні методи розробки програмного забезпечення. Створення нових програмних продуктівтепер усе частіше ґрунтувалося на методах планування та спеціальних методах програмування.

До цього покоління можна віднести ЕОМ ЄС: ЄС-1015, -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 (“Ряд 2”), - 1036 , -1046, -1066 , СМ-1420, -1600 , -1700 , всі персональні ЕОМ ("Електроніка МС 0501", "Електроніка-85", "Іскра-226", ЄС-1840, - 1841 , -1842 та ін), а також інші типи та модифікації. До ЕОМ четвертого покоління належить також багатопроцесорний обчислювальний комплекс Ельбрус". Ельбрус -1КБмав швидкодію до 5,5 млн. операцій з плаваючою точкою в секунду, а обсяг оперативної пам'яті до 64 Мб. Ельбрус-2"продуктивність до 120 млн операцій в секунду, ємність оперативної пам'яті до 144 Мб або 16 Мс лов (слово 72 розряду), максимальна пропускна здатність каналів введення-виводу - 120 Мб/с.

“ ЕЛЬБРУС-1”

До складу сімейства багатопроцесорних обчислювальних комплексів входить система Ельбрус-1 з продуктивністю від 1,5 млн. операцій у сік до 10 млн. операцій у сік та високопродуктивна система Ельбрус-2 з сумарною швидкодією понад 100 млн. операцій у сік. Системи Ельбрус-1 і Ельбрус-2 побудовані на одних і тих же структурних принципах, їх модулі функціонально ідентичні, які процесори мають однакову систему команд і однакову за функціями єдину операційну систему (ЕОС).

"ЕЛЬБРУС-2"

Симетричний багатопроцесорний (10 процесорів) обчислювальний комплекс "Ельбрус-2" на матричних ECL БІС, випущений в 1985 р. (В.С. Бурцев). Продуктивністю 125 млн. оп/сек (MIPS), ємність оперативної пам'яті до 144 Мб або 16 Мс лов (слово 72 розряду), максимальна пропускна здатність каналів введення-виводу - 120 Мб/с. Застосовувався в Центрі управління космічними польотами, в галузі ядерних досліджень (Арзамас-16, Челябінськ-70) та на об'єктах Міністерства оборони.

ЄС-1045

1979 р. - початок випуску в Єревані та Казані моделі ЄС-1045. Головний архітектор А.Т. Кучукян.

Область застосування: обчислювальні центри підприємств, об'єднань, відомств. Вирішення науково-технічних планово-економічних та інформаційно-логічних завдань.

Основні характеристики.

Елементна база: інтегральні мікросхеми малого та середнього ступеня інтеграції. Продуктивність – 660 тис. операцій на секунду 800 тис. операцій. Сумарна пропускна спроможність каналів – 5 Мб/с. Об'єм буферного ЗУ, що має цикл 120 нс – 8 Кб. Об'єм оперативного ЗУ – 1-4 Мб. Цикл ОЗУ – 1,2 мкс. Ширина вибірки із ОЗУ – 144 розряди. Акселератор, який прискорює виконання 25 "довгих" машинних операцій. Можливість підключення матричного процесора ЕС-2345. Засоби прямого керування для створення двомашинних комплексів. Універсальний інтерфейс для зв'язку із зовнішніми пристроями. П'ять поєднаних із процесором блок-мультиплексних каналів із загальною пропускною здатністю 5 Мб/с. Два вбудовані адаптери канал - канал. Накопичувачі на змінних магнітних дисках ємністю 29 та 100 Мб. Накопичувачі на магнітних стрічках із щільністю запису 32 та 64 імпульсів на 1 мм. Автоматична система контролю та діагностики електроживлення, що здійснює автоматичний вимір та програмну зміну напруг вторинних джерел живлення. Займана основним комплектом площа – 120 кв. м. Робоча температура навколишнього повітря – 5-40С. Потужність, що споживається ЕОМ, – 35 кВА.

ЄС-1035Б

Електронна обчислювальна машина ЄС-1035Б, що відноситься до ЄС ЕОМ «Ряд-2», призначена для вирішення широкого кола науково-технічних, економічних та інших завдань і може бути успішно застосована в системах пакетної обробки даних колективного користування, в розвинених системах телеобробки даних, системах реального часу ЄС-1035Б випускається у НРБ. Програмне забезпечення ЄС-1035 може працювати під керуванням операційної системи типу ДОС ЄС або ОС ЄС. Остання найбільше ефективно функціонує на моделях ЄС ЕОМ з великим обсягом основної пам'яті (256-512Кбайт). Ця система забезпечує роботу в однопрограмному режимі та режимах мультипрограмування з фіксованим чи змінним числом завдань. ОС ЄС планує черговість виконання завдань відповідно до заданих пріоритетів та реалізує динамічний розподіл ресурсів.

ПроОднак серйозні машини працюють не тільки з цифрами, але і з текстом. Для того, щоб закодувати всі цифри, літери та спеціальні символи необхідно було збільшити розрядність процесора. В результаті в 1972 з'явився восьмирозрядний i8008, а в 1974 був розроблений i8080. Цей восьмирозрядний мікропроцесор був виконаний за технологією NMOS (N-channel Metal Oxide Semiconductor), а його тактова частота не перевищувала 2 МГц. У нього було ширше безліч мікрокоманд. Крім того, це був перший мікропроцесор, який міг ділити числа. Процесор i8080 вплинув на розвиток обчислювальної техніки. Таким чином, історія розвитку електроніки підійшла до створення персональних комп'ютерів. У другій половині 70-х. склалася сприятлива ситуація їх появи над ринком. Відчувалася потреба у недорогих ЕОМ, здатних підтримувати одне робоче місце. Багато персональних комп'ютерів того часу базувалися на 8-розрядних процесорах, таких як i8080 та його подальша розробка компанією Zilog Corporation - Z80. Стандартом операційної системи персональних комп'ютерів стала розроблена компанією Digital Research CP/M (Control Program for Microcomputers). Вона була зроблена за образом операційних систем великих ЕОМ, але розміри були набагато меншими, що давало можливість працювати на мікропроцесорі.

Якими мають бути комп'ютери п'ятого покоління?

Ставляться зовсім інші завдання, ніж розробки всіх колишніх ЕОМ. Якщо перед розробниками ЕОМ з I по IV поколінь стояли такі завдання, як збільшення продуктивності області числових розрахунків, досягнення великий ємності пам'яті, то основним завданням розробників ЕОМ V покоління є створення штучного інтелекту машини (можливість робити логічні висновки з представлених фактів), розвиток " інтелектуалізації "комп'ютерів" - усунення бар'єру між людиною та комп'ютером. Комп'ютери будуть здатні сприймати інформацію з рукописного або друкованого тексту, з бланків, з людського голосу, дізнаватися користувача за голосом, здійснювати переклад з однієї мови іншою. Це дозволить спілкуватися з ЕОМ усім користувачам, навіть тим, хто не має спеціальних знань у цій галузі. ЕОМ буде помічником людині в усіх галузях.

Архітектура комп'ютерів майбутнього покоління міститиме два основні блоки. Один із них - це традиційний комп'ютер. Але тепер він не має зв'язку з користувачем. Цей зв'язок здійснює блок, званий терміном "інтелектуальний інтерфейс". Його завдання - зрозуміти текст, написаний природною мовою і що містить умову завдання, і перевести його в працюючу програму для комп'ютера. Також вирішуватиметься проблема децентралізації обчислень за допомогою комп'ютерних мережяк великих, що знаходяться на значній відстані один від одного, так і мініатюрних комп'ютерів, розміщених на одному кристалі напівпровідника.

Література:

http://www.pokolenia.ok.ru

http://www.bdxc.ru/konkurs/russian/generate.htm

Ще з розділу Інформатика, програмування:

ЕОМ 2-го покоління було розроблено 1950-60 гг. Як основний елемент були використані вже не електронні лампи, а напівпровідникові діоди ітранзистори, а як пристрої пам'яті стали застосовуватися магнітні сердечники і магнітні барабани - далекі предки сучасних жорстких дисків. Друга відмінність цих машин - це те, що з'явилася можливість програмування алгоритмічними мовами. Були розроблені перші мови високого рівня – Фортран, Алгол, Кобол. Ці два важливі вдосконалення дозволили значно спростити та прискорити написання програм для комп'ютерів. Програмування, залишаючись наукою, набуває рис ремесла. Все це дозволило різко зменшити габарити та вартість комп'ютерів, які тоді вперше стали будуватися на продаж. Машини цього покоління: РАЗДАН-2, IВМ-7090, Мінськ-22,-32, Урал-14,-16, БЭСМ-3,-4,-6, М-220 , -222» та ін. Застосування напівпровідників в електронних схемах ЕОМ призвели до збільшення достовірності, продуктивності до 30 тис. операцій на секунду, та оперативної пам'яті до 32 Кб. Зменшилися габаритні розміри машин та споживання електроенергії. Але головні здобутки цієї епохи належать до галузі програм. На другому поколінні комп'ютерів уперше з'явилося те, що сьогодні називається операційною системою. Відповідно, розширювалася і сфера застосування комп'ютерів. Тепер уже не лише вчені могли розраховувати на доступ до обчислювальної техніки; комп'ютери знайшли застосування в плануванні та управлінні, а деякі великі фірми навіть комп'ютеризували свою бухгалтерію, передбачаючи моду на двадцять років.

Основні технічні характеристики ЕОМ "Урал-16": Структура команд двоадресна. Система числення двійкова, Спосіб представлення чисел: з плаваючою комою. Розрядність: 36 двійкових розрядів (мантиса числа – 29 розрядів, знак мантиси – 1 розряд, порядок – 5 розрядів, знак порядку – 1 розряд). Швидкодія 5000 операцій/с. Кількість команд (основних) 17. Кожна операція має вісім модифікацій. Характеристики пристроїв, що запам'ятовують. Ємність ОЗУ на феритах 2 До слів; час звернення до ОЗУ 24 мкс; Ємність зовнішнього НМЛ 120000 чисел; швидкість зчитування з НМЛ 2000 чисел/с. Пристрої введення - виводу забезпечують введення інформації в машину з фотозчитувача на кінолепті зі швидкістю 35 чисел/с і виведення результатів обчислень на принтер зі швидкістю 20 чисел/с. Живлення машини від мережі змінного струму напругою 380/220, частотою 50 Гц. Споживана потужність близько 3 кВт. Займана площа 20 кв. м.

§4 Третє покоління евм

Розробка в 60-х роках інтегральних схем - цілих пристроїв і вузлів з десятків і сотень транзисторів, виконаних однією кристалі напівпровідника (те, що зараз називають мікросхемами) призвело до створення ЕОМ 3-го покоління. У цей же час з'являється напівпровідникова пам'ять, яка й досі використовується в персональних комп'ютерах як оперативна. Застосування інтегральних схем набагато збільшило можливості ЕОМ. Тепер центральний процесор отримав можливість паралельно працювати та керувати численними периферійними пристроями. ЕОМ могли одночасно обробляти кілька програм (принцип мультипрограмування). Внаслідок реалізації принципу мультипрограмування з'явилася можливість роботи в режимі поділу часу в діалоговому режимі. Віддалені від ЕОМ користувачі отримали можливість, незалежно друг від друга, оперативно взаємодіяти з машиною. У ці роки виробництво комп'ютерів набуває промислового розмаху. Яка пробилася в лідери фірма IBM першою реалізувала сімейство ЕОМ - серію повністю сумісних один з одним комп'ютерів від найменших, розміром з невелику шафу (менше тоді ще не робили), до найпотужніших і найдорожчих моделей. Найпоширенішим у роки було сімейство System/360 фірми IBM. Починаючи з ЕОМ 3-го покоління, традиційним стала розробка серійних ЕОМ. Хоча машини однієї серії сильно відрізнялися один від одного за можливостями та продуктивністю, вони були інформаційно, програмно та апаратно сумісні. Наприклад, країнами РЕВ були випущені ЕОМ єдиної серії (ЄС ЕОМ) ЄС-1022, ЄС-1030, ЄС-1033, ЄС-1046, ЄС-1061, ЄС-1066 та ін. Продуктивність цих машин досягала від 500 тис. до 2 млн. операцій на секунду, обсяг оперативної пам'яті досягав від 8 Мб до 192 Мб. До ЕОМ цього покоління також відноситься "ІВМ-370", "Електроніка - 100/25", "Електроніка - 79", "СМ-3", "СМ-4" та ін. Для серій ЕОМ було сильно розширено програмне забезпечення (операційні системи, мови програмування високого рівня, прикладні програмиі т.д.). Невисока якість електронних комплектуючих була слабким місцем радянських ЕОМ третього покоління. Звідси постійне відставання від західних розробок за швидкодією, вагою та габаритами, але, як наполягають розробники СМ, не за функціональними можливостями. Для того, щоб компенсувати це відставання, розроблялися спецпроцесори, що дозволяють будувати високопродуктивні системи для приватних завдань. Оснащена спецпроцесором Фур'є-перетворень СМ-4, наприклад, використовувалася для картографування радіолокації Венери. Ще на початку 60-х з'являються перші мінікомп'ютери - невеликі малопотужні комп'ютери, доступні за ціною невеликих фірм або лабораторій. Мінікомп'ютери являли собою перший крок на шляху до персональним комп'ютерам, Пробні зразки яких були випущені лише в середині 70-х років. Відоме сімейство мінікомп'ютерів PDP фірми Digital Equipment стало прототипом для радянської серії машин СМ. Тим часом кількість елементів і з'єднань між ними, що уміщаються в одній мікросхемі, постійно зростала, і в 70-ті роки інтегральні схеми містили вже тисячі транзисторів. Це дозволило об'єднати в єдиній маленькій детальці більшість компонентів комп'ютера - що і зробила в 1971 р. фірма Intel, випустивши перший мікропроцесор, який призначався для щойно з'явилися настільних калькуляторів. Цьому винаходу судилося зробити в наступному десятилітті справжню революцію - адже мікропроцесор є серцем і душею сучасного персонального комп'ютера. Але і це ще не все - воістину, рубіж 60-х та 70-х років був доленосним часом. У 1969 р. зародилася перша глобальна комп'ютерна мережу - зародок те, що ми називаємо Інтернетом. І в тому ж 1969 одночасно з'явилися операційна система Unix і мова програмування С ("Сі"), що вплинули на програмний світ і до цих пір зберігають своє передове положення.

Складання