12. История развития эвм

ЭВМ — электронное устройство, предназначенное для автоматизации процесса алгоритмической обработки информации и вычислений.

1804: Появление перфокарт

1804 - ткацкий станок, где вышиваемый узор определялся перфокартами (Жозеф Мари Жаккар)

1838 - переход от разработки Разностной машины к проектированию более сложной аналитической машины, принципы программирования которой напрямую восходят к перфокартам Жаккара. (Чарльз Бэббидж)

1890 - Бюро Переписи США использовало перфокарты и механизмы сортировки (табуляторы), чтобы обработать поток данных десятилетней переписи.(Герман Холлерит)

Компания Холлерита в конечном счёте стала ядром IBM.

1835—1900-Е: первые программируемые машины

1835 - Чарльз Бэббидж описал свою аналитическую машину. Это был проект компьютера общего назначения, с применением перфокарт в качестве носителя входных данных и программы, а также парового двигателя в качестве источника энергии. Одной из ключевых идей было использование шестерней для выполнения математических функций.

1909 – проект программируемого механического компьютера (Percy Ludgate)

1930-Е — 1960-е: настольные калькуляторы

С 1930-х такие компании как Friden, Marchant и Monro начали выпускать настольные механические калькуляторы, которые могли складывать, вычитать, умножать и делить.

В 1948 году появился Curta — небольшой механический калькулятор, который можно было держать в одной руке.

В Советском Союзе в то время самым известным и распространённым калькулятором был механический арифмометр «Феликс», выпускавшийся с 1929 по 1978 год на заводах в Курске (завод «Счетмаш»), Пензе и Москве.

13. Поколения эвм. Классификация компьютеров

Поколение ЭВМ – все типы и модели электронно-вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах.

Поколение	Элементная база	Габариты	Быстродействие	Эксплуатация	Программирование	Представители
I (1946-сер.50-х)	Электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы	Громадные шкафы, занимают спец. Машинный зал	10-20 тыс. оп/с	Существует опасность перегрева; сложны в использовании	Трудоемкий процесс в машинных кодах (обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма	МЭСМ – малая электронная счетная машина БЭСМ ENIAC – электронный численный интегратор и калькулятор
II (50-60-е)	Полупроводниковые элементы	Однотипные стойки чуть выше человеческого роста, требуется машинный зал	От 100 тыс до 1 млн оп/с	Упростилась (появилась централизованная обработка информации на компьютерах)	Выполнение на алгоритмических языках; решение задач в мультипрограммном режиме; результаты печатаются на бумаге
III (60-е)	Интегральные схемы	ЕС ЭВМ похожа на II СМ ЭВМ: 2 стойки и дисплей, не нужен машинный зал	От 100 тыс до 100 млн оп/с	Более оперативно производится ремонт. Большую роль играет системный программист	-//- увелич. Объем памяти. Используются принципы модульности и магистральности. Появились дисплеи, графопостроители.			ЕС-1022 ЕС-1035 ЕС-1065 СМ-2 СМ-3 СМ-4

IV (1970-1980) – появление многопроцессорных и многомашинных комплексов на основе микропроцессорной техники, компьютерных сетей, систем распределенной обработки данных.

Классификация компьютеров:

1. По типам:

• Консольный компьютер

• Миникомпьютер

• Мейнфрейм

• Персональный компьютер

• Рабочая станция

• Сервер

• Суперкомпьютер

2. По системам счисления:

• Двоичные

• Троичные

• Четверичные

• Десятичные

3. Элементные основы:

• Репейные

• Ламповые

• Ферритдиодные

• Транзисторные дискретные

• Транзисторные интегральные

4. Физическая реализация:

• Квантовый

• Механический

• Пневматический

• Гидравлический

• Оптический

• Электронный

• Биологический

14. Архитектура ЭВМ

Архитектура ЭВМ - концептуальная структура вычислительной машины, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

1. Архитектура фон Неймана (последовательная)

• Конвейерная: введена с целью повышения производительности. Обычно для выполнения каждой команды требуется осуществить некоторое количество однотипных операций

• Суперскалярная: способность выполнения нескольких машинных инструкций за один такт процессора путем увеличения числа исполнительных устройств

2. Параллельная архитектура: память физически разделена. Система строится из отдельных узлов, содержащих процессор, локальный банк оперативной памяти, сетевые адапторы. Узлы соединяются специальными коммуникационными каналами.

SISD – один поток команд, один поток данных

SIMD – один поток команд, много потоков данных

MISD – много потоков команд, один поток данных

MIMD- много потоков команд, много потоков данных

3. Гарвардская архитектура: программный код и данные хранятся в разной памяти. Невозможны многие методы программирования; но архитектура позволяет более эффективно выполнять работу в случае ограниченных ресурсов.