4. Перспективи розвитку комп'ютерів

Сучасна обчислювальна техніка наблизилась до межі можливостей електронних схем. Це зумовлене обмеженою швидкістю поширення електричного сигналу та збільшенням негативного впливу теплових ефектів унаслідок зменшення розмірів мікросхем.

Відомо, що під час роботи всіх електричних приладів виділяється тепло. Сучасні комп'ютери обладнані вентиляторами для охолодження системи. Виділення тепла в мікросхемах уникнути не можна, а венти­лятор у них не вмонтуєш. Тепло «надійно охороняє» підходи до мікро­світу. Чим менша мікросхема, тим вищий рівень теплових шумів і тим важче їх уникнути. З деякого рівня мініатюризації витрати на боротьбу з шумами стануть надто великими й ефект збільшення швидкодії не окупиться. Це і є межа для мікросхем, сьогодні визначена природою.

Перехід до надпровідних елементів і глибокого охолодження елект­ронних схем, волоконно-оптичних, вакуумних і самоорганізаційних технологій, біотехнологій, де вчені мають наміри вирощувати біопроцесори в пробірках, дещо віддалить цю межу, але не усуне її. Ще можна збільшити швидкодію у сто-тисячу разів, але коштуватиме це дорого.

Передбачають, що в майбутньому архітектура обчислювальних машин буде далекою від фоннейманівської.

Для створення комп'ютера третього тисячоліття потрібні прин­ципово нові ідеї та винаходи, які зроблять прорив у розвитку електро­ніки. Структура комп'ютера третього тисячоліття нагадуватиме будову мозку людини — найдосконалішої обчислювальної системи, яку техніч­ними засобами перевершити неможливо. Завдання полягає в тому, щоб якомога повніше відтворити (змоделювати) його функції технічно.

Опорний конспект

Бірки, абак, рахівниця, арифмометр – давні обчислювальні пристрої.

Історичні види обчислювальних машин: механічні, електромеханічні, електронні.

ЕОМ – електронна обчислювальна машина.

1642 р. – Блез Паскаль створив першу механічну обчислювальну машину, яка виконувала дії додавання і віднімання багато розрядних десяткових чисел.

1673 р. – Готфрид Ляйбніц створив машину, що могла також перемножувати і ділити числа (прообраз арифмометра).

1820-1856 р. – Чарльз Бебидж працював над проектом створення механічної універсальної обчислювальної машини.

1890 р. – Герман Голерид створив і ефективно застосував електро-механічний обчислювальний пристрій – табулятор.

1936 р. – Ален Тюринг теоретично довів можливість створення універсальної цифрової обчислювальної машини.

1946 р. – почалася ера сучасних комп’ютерів зі створення першої електронної універсальної цифрової обчислювальної машини.

1951 р.- перший комп’ютер створено в Україні.

Характеристики поколінь комп’ютерів: елементна база, програмне забезпечення; інші характеристики: швидкодія процесора, ємність оперативної пам’яті, види носіїв зовнішньої пам’яті тощо.

50 – ті роки ХХ ст.. – перша покоління (електронні, лампи, ручне керування, програмування в кодах машини).

60 – ті роки ХХ ст.. – друге покоління (транзистори, сучасні мови програмування, одноосібне керування).

70 – ті роки – третє покоління (інтегровані пристрої, багатокористувацький підхід до використання машин за принципом одна машина – багато користувачів).

Термінал – віддалений засіб керування машиною (клавіатура, монітор).

80 – ті роки – четверте покоління (великомасштабні інтегровані пристрої, дружні програмні середовища,повернення до принципу – один користувач на рівні ПК).

90 – роки і донині – п’яте покоління (над великомасштабні інтегровані пристрої,розвиток середовищ візуального програмування і технологій використання машин у мережі,повернення до багатокористувацького підходу, але за новим принципом: один сервер – багато клієнтів.

Перспективні технології: надпровідні елементи, глибоке охолодження електронних схем, волоконно-оптичні, вакуумні та самоорганізаційні технології, біотехнології, нейронні технології.