- •Лекция 3. Технические средства реализации информационный процессов. Устройство эвм
- •Представление информации в технических устройствах (материал данного раздела факультативен)
- •Базовая система элементов компьютерных систем (материал данного раздела факультативен)
- •Элемент памяти
- •Принцип работы эвм
- •Поколения цифровых устройствобработки информации
- •Первое поколение – электронные лампы (1945-1955 гг.)
- •Второе поколение – транзисторы (1955-1965 гг.)
- •Третье поколение – интегральные схемы (1965-1980 гг.)
- •Четвертое поколение – сверхбольшие интегральные схемы (с 1980 гг.)
Третье поколение – интегральные схемы (1965-1980 гг.)
Полупроводниковые элементы и другие электронные компоненты выпускались электронной промышленностью в виде отдельных элементов. Так, полупроводниковый кристалл, на котором размешался транзистор, заключался в специальный металлический или пластмассовый корпус. Требование уменьшения габаритов электронных устройств привело к тому, что сначала полупроводниковые приборы стали производиться в бескорпусном исполнении, а затем в 1958 г. была предпринята попытка разместить в одном полупроводниковом кристалле все компоненты одного функционального узла. Так появились интегральные схемы (ИС), которые позволили резко уменьшить размеры полупроводниковых схем и снизить потребляемую мощность. На основе ИС строились мини-ЭВМ, которые выполнялись в виде одной стойки и периферийных устройств. Мощность, потребляемая компьютером на ИС, уменьшилась до сотен ватт. Увеличение быстродействия узлов, построенных на ИС, позволило довести быстродействие компьютеров до десятков миллионов операций в секунду. Электронная промышленность приступила к массовому производству электронных компонентов на ИС, что позволило снизить их стоимость и резко уменьшить стоимость аппаратной составляющей компьютеров. Уменьшение стоимости привело к разработке и практической реализации мощных вычислительных систем, использующих параллельную обработку: многопроцессорные и конвейерные вычислители.
Наиболее важным критерием различия ЭВМ 2-го и 3-го поколений является существенное развитие архитектурыЭВМ, удовлетворяющей требованиям как решаемых задач, так и работающих на них программистов. С разработкой экспериментальных ЭВМ Stretch фирмы IBM и Atlas Манчестерского университета подобная концепция архитектуры ЭВМ стала реальностью; воплотила ее уже на коммерческой основе фирмаIBMсозданием широко известной серииIBM/360. Частью ЭВМстановятся операционные системы (ОС), появились возможности мультипрограммирования; многие задачи управления памятью, устройствами ввода/вывода и другими ресурсами стали брать на себя ОС или же непосредственно аппаратная часть ЭВМ.
Первой такой серией, с которой принято вести отсчет 3-го поколения, является широко известная серия моделей IBM Series/360 (или кратко IBM/360), серийный выпуск которой был начат в США в 1964 г.; а уже к 1970 г. серия включала 11 моделей. Данная серия оказала большое влияние на дальнейшее развитие ЭВМ общего назначения во всех странах в качестве эталона и стандарта для многих проектных решений в области ВТ (что имело как свои положительные, так и отрицательные стороны).
Значительно более мощным становится программное обеспечение, обеспечивающее функционирование ЭВМ в различных режимах эксплуатации. Наиболее широкоеприменение ЭВМ третьего поколения нашли в качестве технической основы созданиябольших исверхбольших информационных систем.
В СССР и других странах СЭВ с 1972 г. было начато производство Единой серии ЭВМ (ЕС ЭВМ), копирующей (насколько это было технологически возможно) сериюIBM/360.Наряду с серией ЕС ЭВМ в странах СЭВ и СССР с 1970 г. было начато производство серии малых ЭВМ (СМ ЭВМ), совместимой с известнойPDP-серией.
О развитии ВТ третьего поколения в СССРследует сказать особо. Для выработки единой технической политики в области ВТ в 1969 г. по инициативе Союза была создана Межправительственная комиссия с Координационным центром, а затем и Советом главных конструкторов. Было принято решение о создании аналога серииIBM/360 в качестве основы ВТ стран СЭВ. Для этого были сконцентрированы усилия больших научно-исследовательских и проектно-конструкторских коллективов, привлечено более 20 тысяч ученых и высококвалифицированных специалистов, создан крупный научно-исследовательский центр вычислительной техники (НИЦЭВТ), что позволило в начале 70-х годов наладить серийное производство первых моделейЕС ЭВМ. Сразу же следует отметить, что модели ЕС ЭВМ (особенно первые) явились далеко не лучшими копиями соответствующих оригиналов серии IBM/360.
Конец 60-х годов в СССР характеризуется большим разнообразием несовместимых средств ВТ, серьезно уступающим по основным показателям лучшим зарубежным моделям, что потребовало выработки более разумной технической политики в данном стратегически важном вопросе. Принимая во внимание весьма серьезное отставание в этом вопросе от развитых в компьютерном отношении стран (и в первую очередь, от извечного конкурента — США) и было приняторешение, выглядевшее весьма заманчиво — использовать отработанную и апробированную в течение 5 лет и уже хорошо зарекомендовавшую себяIBM-серию с целью быстрого и дешевого внедрения еев народное хозяйство, открывая широкий доступ к весьма богатому программному обеспечению, созданному к тому времени за рубежом. Но все это являлось лишь тактическим выигрышем, стратегии жеразвития отечественной ВТ был нанесен мощный накаутирующий удар. Не затрагивая правовых и других вопросов, связанных с созданием ЕС ЭВМ, обратим внимание на последствия подобного решения, сказывающиеся и по сей день.
Во-первых, внедрение в массовое производство моделей ВТ с отставанием на 8 лет (срок почти целого поколения ЭВМ) неизбежновело к отставанию отечественной вычислительной промышленности и технологической идеологии пользователя, попадающего, к тому же, в полную зависимость от IBM-идеологии. Во-вторых, привлечение к работам над уже устаревшими проектами большой армии ведущих ученых и специалистов наносило непоправимый ущерб отечественным оригинальным разработкам и компьютерной идеологии.В-третьих, новые поколения разработчиков и пользователей ВТ уже априори попадали в зависимость от IBM-идеологии, включая и нынешний этап развития ВТ. И сегодня мы имеем весьма парадоксальный результат — обладая достаточно большим числом весьма квалифицированных программистов, часто превосходящих по квалификации зарубежных (далеко не худших), мы не имеем образцов отечественной ВТ, серьезно конкурирующих с лучшими образцами ВТ США, Японии, Германии, Великобритании и др. Ведь выдержать конкуренцию при столь бурном развитии ВТ во всем мире можно только за счет передовых элементной базы и архитектурных решений.
