Історія розвитку ЕОМ.
Історія розвитку ЕОМ. Покоління. Підготував(ла):
Починаючи з 1950 року, кожні 7-10 років кардинально оновлювалися конструктивно-технологічні та програмно-алгоритмічні принципи побудови та використання ЕОМ. У зв'язку з цим правомірно говорити про покоління обчислювальних машин. Умовно кожному поколінню можна відвести десять років.
ЕОМ пройшли великий еволюційний шлях у сенсі елементної бази (від ламп до мікропроцесорів) а також у сенсі появи нових можливостей, розширення сфери застосування та характеру їх використання.
Розподіл ЕОМ на покоління — дуже умовна, нестрога класифікація обчислювальних систем за рівнем розвитку апаратних і програмних засобів, і навіть способів спілкування з ЕОМ.
До першого покоління ЕОМ ставляться машини, створені межі 50-х: у схемах використовувалися електронні лампи. Команд було мало, управління - простим, а показники обсягу оперативної пам'яті та швидкодії - низькими. Швидкодія близько 10-20 тисяч операцій на секунду. Для введення та виведення використовувалися друкувальні пристрої, магнітні стрічки, перфокарти та перфострічки.
До другого покоління ЕОМ належать машини, які були сконструйовані в 1955-65 гг. Вони використовувалися як електронні лампи, і транзистори. Оперативна пам'ять була побудована на магнітних осердях. У цей час з'явилися магнітні барабани та перші магнітні диски. З'явилися так звані мови високого рівня, засоби яких допускають опис всієї послідовності обчислень у наочному вигляді, що легко сприймається. З'явився великий набір бібліотечних програм на вирішення різних математичних завдань. Машинам другого покоління була властива програмна несумісність,яка ускладнювала організацію великих
інформаційних систем, тому в середині 60-х років намітився перехід до створення ЕОМ, програмно сумісних та побудованих на мікроелектронній технологічній базі.
Третє покоління ЕОМ. Це машини, створювані після 1960-х років, які мають єдиної архітектурою, тобто. програмно сумісних. З'явилися можливості мультипрограмування, тобто. одночасного виконання кількох програм. У ЕОМ третього покоління застосовувалися інтегральні схеми.
Четверте покоління ЕОМ. Це нинішнє покоління ЕОМ, розроблених після 1970 р. Машини 4го покоління проектувалися у розрахунку ефективне використання сучасних високорівневих мов і спрощення процесу програмування кінцевого пользователя.
В апаратурному відношенні для них характерне використання великих інтегральних схем як елементної бази та наявність швидкодіючих пристроїв з довільною вибіркою, об'ємом кілька Мбайт.
Машини 4-го покоління- багатопроцесорні, багатомашинні комплекси, що працюють на зовніш. пам'ять та загальне поле зовніш. пристроїв. Швидкодія досягає десятків мільйонів операцій на сік, пам'ять — кількох млн. слів.
Перехід до п'ятого покоління ЕОМ уже розпочався. Він полягає у якісному переході від обробки даних до обробки знань та у підвищенні основних параметрів ЕОМ. Основний акцент буде зроблено на «інтелектуальність».
На сьогоднішній день реальний «інтелект», що демонструється найскладнішими нейронними мережами, знаходиться нижче рівня дощового черв'яка, проте, як би не були обмежені можливості нейронних мереж сьогодні, безліч революційних відкриттів можуть бути не за горами. 1. Перше покоління ЕОМ 1950-1960-ті роки Логічні схеми створювалися на дискретних радіодеталях іелектронні вакуумні лампи з ниткою розжарення. В оперативних пристроїв використовувалися магнітні барабани, акустичні ультразвукові ртутні та електромагнітні лінії затримки, електронно-променеві трубки (ЕЛТ). В якості зовнішніх пристроїв застосовувалися накопичувачі на магнітних стрічках, перфокартах, перфострічках і штекерні комутатори.
Програмування роботи ЕОМ цього покоління виконувалося в двійковій системі числення машинною мовою, тобто програми були жорстко орієнтовані на конкретну модель машини і «вмирали» разом з цими моделями.
ЕОМ, починаючи від UNIVAC і закінчуючи БЭСМ-2 та першими моделями ЕОМ «Мінськ» та «Урал», відносяться до першого покоління обчислювальних машин. 2. Друге покоління ЕОМ: 1960-1970-ті роки Логічні схеми будувалися на дискретних напівпровідникових та магнітних елементах (діоди, біполярні транзистори, тороїдальні феритові мікротрансформатори). Як конструктивно-технологічну основу використовувалися схеми з друкованим монтажем (плати з фольгованого гетинаксу). Широко став використовуватись
блоковий принцип конструювання машин, який дозволяє підключати до основних пристроїв велику кількість різноманітних зовнішніх пристроїв, що забезпечує більшу гнучкість використання комп'ютерів. Тактові частоти роботи електронних схем підвищилися до сотень кілогерців.
Стали застосовуватися зовнішні накопичувачі на жорстких магнітних дисках1 і флоппи-дисках — проміжний рівень пам'яті між накопичувачами на магнітних стрічках і оперативної пам'яттю.
У 1964 році з'явився перший монітор для комп'ютерів - IBM 2250. Це був монохромний дисплей з екраном 12 х 12 дюймів і роздільною здатністю 1024 х 1024 пікселів. Він мав частоту кадрової розгортки 40 Гц.
Створювані на базі комп'ютерів системиуправління зажадали від ЕОМ вищої продуктивності, а головне - надійності. У комп'ютерах стали широко використовуватися коди з виявленням та виправленням помилок, вбудовані схеми контролю.
У машинах другого покоління було вперше реалізовано режими пакетної обробки та телеобробки інформації.
Першою ЕОМ, у якій частково використовувалися напівпровідникові прилади замість електронних ламп, була машина SEAC (Standarts Eastern Automatic Computer), створена 1951 року.
На початку 60-х напівпровідникові машини стали вироблятися й у СРСР. 3. Третє покоління ЕОМ: 1970-1980-ті роки У 1958 Роберт Нойс винайшов малу кремнієву інтегральну схему, в якій на невеликій площі можна було розміщувати десятки транзисторів. Ці схеми пізніше стали називатися схемами з мінімальним ступенем інтеграції (Small Scale Integrated circuits - SSI). А вже наприкінці 60-х інтегральні схеми стали застосовуватися в комп'ютерах.
Логічні схеми ЕОМ 3-го покоління повністю будувалися на малих інтегральних схемах. Тактові частоти роботи електронних схем збільшилися до одиниць мегагерц. Знизилася напруга живлення (одиниці вольт) і споживана машиною потужність. Істотно підвищилися надійність та швидкодія ЕОМ.
В оперативних запам'ятовуючих пристроях використовувалися мініатюрніші феритові сердечники, феритові пластини та магнітні плівки з прямокутною петлею гістерезису. В якості зовнішніх пристроїв широко стали використовуватися дискові накопичувачі.
З'явилися ще два рівні запам'ятовуючих пристроїв: надоперативні пристрої на тригерних регістрах, що мають величезну швидкодію, але невелику ємність (десятки чисел), і швидкодіюча кеш-пам'ять.
Починаючи з моменту широкоговикористання інтегральних схем у комп'ютерах, технологічний прогрес у обчислювальних машинах можна спостерігати, використовуючи широко відомий закон Мура. Один із засновників компанії Intel Гордон Мур у 1965 році відкрив закон, згідно з яким кількість транзисторів в одній мікросхемі подвоюється через кожні 1,5 роки.
Зважаючи на суттєве ускладнення як апаратної, так і логічної структури ЕОМ 3-го покоління часто стали називати системами.
Так, першими ЕОМ цього покоління стали моделі систем IBM (ряд моделей IBM 360) та PDP (PDP 1). У Радянському Союзі у співдружності з країнами Ради Економічної Взаємодопомоги (Польща, Угорщина, Болгарія, НДР та ін.) стали випускатися моделі єдиної системи (ЄС) та системи малих (СМ) ЕОМ.
У обчислювальних машинах третього покоління значну увагу приділяється зменшенню трудомісткості програмування, ефективності виконання програм у машинах та покращенню спілкування.
Велику увагу приділено підвищенню надійності та достовірності функціонування ЕОМ та полегшенню їх технічного обслуговування. Достовірність та надійність забезпечуються повсюдним використанням кодів з автоматичним виявленням та виправленням помилок (корегуючі коди Хеммін-га та циклічні коди).
Модульна організація обчислювальних машин та модульна побудова їх операційних систем створили широкі можливості для зміни конфігурації обчислювальних систем. У зв'язку з цим виникло нове поняття «архітектура» обчислювальної системи, що визначає логічну організацію цієї системи з погляду користувача та програміста. 4. Четверте покоління ЕОМ: 1980-1990-ті роки Революційною подією у розвитку комп'ютерних технологій третього покоління машин було створення великих та надвеликих інтегральних схем (Large ScaleIntegration – LSI та Very Large Scale Integration – VLSI), мікропроцесора (1969 р.) та персонального комп'ютера. Починаючи з 1980 року майже всі ЕОМ почали створюватися з урахуванням мікропроцесорів. Найпопулярнішим комп'ютером став персональний.
Логічні інтегральні схеми в комп'ютерах стали створюватися з урахуванням уніполярних польових CMOS-транзисторів з безпосередніми
зв'язками, що працюють з меншими амплітудами електричних напруг (одиниці вольт), що споживають менше потужності, ніж біполярні, і тим самим дозволяють реалізувати прогресивніші нанотехнології (у ті роки - масштабу одиниць мікрон).
Оперативна пам'ять стала будуватися не так на феритових сердечниках, але й на інтегральних CMOS-транзисторних схемах, причому безпосередньо запам'ятовуючим елементом у яких служила паразитна ємність між електродами (затвором і початком) цих транзисторів.
Коротко основну концепцію ЕОМ п'ятого покоління можна сформулювати так:
Комп'ютери на надскладних мікропроцесорах з паралельно-векторною структурою, які одночасно виконують десятки послідовних інструкцій програми.
Комп'ютери з багатьма сотнями паралельно працюючих процесорів, дозволяють будувати системи обробки даних та знань, ефективні мережеві комп'ютерні системи.
Шосте та наступні покоління ЕОМЕлектронні та оптоелектронні комп'ютери з масовим паралелізмом, нейронною структурою, з розподіленою мережею великого числа (десятки тисяч) мікропроцесорів, що моделюють архітектуру нейронних біологічних систем. Укладання Всі етапи розвитку ЕОМ прийнято умовно ділити на покоління.
Перше поколіннястворювалося на основі вакуумних електроламп, машина управлялася з пульта та перфокарт звикористанням машинних кодів Ці ЕОМ розміщувалися у кількох великих металевих шафах, які займали цілі зали.
Утричі поколінняз'явилося у 60-ті роки 20 століття. Елементи ЕОМ виконували з урахуванням напівпровідникових транзисторів. Ці машини обробляли інформацію під управлінням програм мовою Асемблер. Введення даних та програм здійснювалося з перфокарт та перфострічок.
Третє поколіннявиконувалося на мікросхемах, що містили на одній платівці сотні або тисячі транзисторів. Приклад машини третього покоління – ЄС ЕОМ. Управління роботою цих машин походило з алфавітно-цифрових терміналів. Для управління використовувалися мови високого рівня та Асемблер. Дані та програми вводилися як з терміналу, так і з перфокарт та перфострічок.
Четверте поколіннябуло створено на основі великих інтегральних схем (ВІС). Найбільш яскраві представники четвертого покоління ЕОМ – персональні комп'ютери (ПК). Персональною називається універсальна однокористувацька мікроЕОМ. Зв'язок з користувачем здійснювався за допомогою кольорового графічного дисплея з мов високого рівня.
П'яте поколіннястворено на основі надвеликих інтегральних схем (СВІС), які відрізняються колосальною щільністю розміщення логічних елементів на кристалі.
Передбачається, що в майбутньому широко пошириться введення інформації в ЕОМ з голосу, спілкування з машиною природною мовою, машинний зір, машинний дотик, створення інтелектуальних роботів та робототехнічних пристроїв. Список літератури
Крайзмер Л.П. Біоніка. - М.-Л.: Держенерговидав, 1962. - 72 с.
Семененко В.О. та ін. Електронні обчислювальні машини. - М.: Вищ. шк., 1991. - 288 с.
Термінологічний словник з основ інформатики таобчислювальної техніки/А.П. Єршов, Н.М. Шанський, А.П. Окуньова, Н.В. Баско; За ред. А.П. Єршова, Н.М. Шанського. - М.: Просвітництво, 1991. - 159 с.
Ф. Уоссермен. Нейрокомп'ютерна техніка: Теорія та практика.