Сравнительные характеристики эвм 1-3го поколения.

Поколение СВТ

Технический признак (элементная база)

Функциональный признак (реализованные задачи)

1

Электрические реле. К 1941 г. В Германии была реализована идея построения вычислительного устройства с программным управлением. Бэббиджер (1833, США). Немецким учёным Конрадом Цюзе в 1942 г. Были созданы машины Цюзе2 и Цюзе3, имевшие: процессор, устройство ввода с клавиатуры пишущей машинки, устройство вывода с наборным полем ламп 22 разряда, память – 64 слова по 22 разряда. Управление вычислениями осуществлялось от перфоленты, на которой была записана программа. Производительность в Германии в 1942 г.: операция умножение за 3с, в США в 1944г.: операция умножение за 6с.

1. Вычислительная математика.

2. Специальные задачи, носившие закрытый характер, например, дешифрация секретных сообщений и криптографические задачи. Во время войны была создана система Enigma (Германия).

ПМ – пишущая машинка.

2

I

Рост производительности ~ 4000 раз.

Электронные лампы. 1945 г. Джон фон Нейман (гражданин Венгрии) – авторство шинной архитектуры СВТ. Лидерство в разработке СВТ – у фирм США. Машины: ENIAC, Mark III; производительность: 1300 сложений\с.

В СССР: МЭСМ (малая электронная счётная машина) – 1949-1951 г.г. БЭСМ – 1952-1954 г.г. Производительность: 8000 сложений\с. «Стрела» - первая промышленная серия ЭВМ. В 50х годах: БЭСМ, М-2, М-3, Минск1, Урал-1, Урал-2, М-20. Рост производительности: 3900 раз, 4*10^3.

1. Автоматизация конкретных вычислительных работ;

2. Обработка больших массивов данных;

3. Создание первых баз данных (БД).

Å Также реализуются задачи, реализованные предыдущими поколениями

3

II

Транзистор. 1947 г. в Bellab. Полупроводниковые ЭВМ:

малые - «Наири», МИР (машина инженерных расчётов), МИР-2;

средние (от 5000 до 30000 операций\с) – Минкс-2, Минкс-23, Минск-32, Урал-14, Раздан-2, Раздан-3;

большие – БЭСМ-4, М-220 (модернизация Минска);

управляющие – Днепр, ВНИИЭИ-3 (использовались АЦП, ЦАП, другие устройства для связи и управления объектами);

сверхбыстродействующие – БЭСМ-6 (1 млн. операций\с). Рост производительности: 1000000\8000=125 раз = 1,25*10^2 раз. На примере отечественной ЭВМ – рост производительности на 2 порядка.

1. Экономические расчеты;

2. Инженерно-технические расчеты;

3. Научные расчеты;

4. Автоматизация процессов и аппаратов;

5. Развитие коммуникаций:

• созданы первые вычислительные сети;

• телеобработка данных (удаленная обработка данных).

4

III

ИС средней степени интеграции (1968). Серия ЭВМ IBM-360 (2ая половина 60х годов). Аналоги в СССР и странах СЭВ (в начале 70х годов): ЕСЭВМ (единая серия) и СМЭВМ (система малых). ЕСЭВМ: ЕС1010-ЕС1065.

• производительность: 3 – 4500 тыс. операций/сек.;

• оперативная память: 64 – 16384 Кбайт;

• мультиплексирующие каналы: 0, 1 или 2 со скоростью передачи данных: 16 – 200 Кбайт/сек.;

• селекторные каналы: 1 – 11 (в зависимости от модели), 300 – 1500 Кбайт/сек.;

• виртуальная память.

СМ ЭВМ: “СМ-2”, “СМ-2М”, “СМ-3”, “СМ-4”.

• разрядность: 8 и 16;

• производительность: 230 тыс. операций/сек.;

• оперативная память: 256 Кбайт;

• страничная организация памяти с диспетчером памяти.

“Электроника”: “Э100И”, “Э100/16И”, “Э100-25”, “Э79” (32-разрядная): 3,2 млн. операций/сек. Аналог PDP11/35 фирмы DEC.

Микро-ЭВМ: “СМ 1600”, “СМ 1800”, “СМ 1300”; “Э60”, “Э60М” (с ППТ); “НЦ-80-01” (в т .ч. для процесса управления, встраиваемые в роботы, станки т. п.).

Микропроцессоры (МП): серии К580 и К1810.

• разрядность: 8 и 16;

• адресуемая оперативная память: 64 и 1024 Кбайт;

• производительность (на операциях регистр-регистр): ~ 500 тыс. и до 2 млн. операций/сек.;

• производительность (на операциях умножение-деление): 800 и 15000 операций/сек.;

• количество регистров: 6 и 14;

• количество входных портов: 1 – 64 и 1 – ¥.

1. Познание окружающей среды:

• распознавание речи (звуковой синтезатор);

• распознавание видеообразов (система технического зрения на основе видеокамер и лазерных дальномеров);

2. Динамические модели экономики (модели с прогнозом)

3. Компьютерные модели физической системы;

4. САПР;

5. Комплексное гибкое автомати­зированное производство, или ГПС (гибкие производствен­ные системы);

6. Роботизированное про­изводство и роботизированные линии (начало использования встроенных МП в станки с числовыми программным управлением, автоматизированный склад, автоматизированный транспорт-тележка, роботы-манипуляторы и т.п.);

7. Экспертные системы;

8. Распределенные и локальные серии ЭВМ;

9. Персональная компьютеризация общества: ПЭВМ;

10. Цифровые связь и телевидение.

5

IV

БИС, СБИС (начало 1980х). 10⁷ – 10⁸ активных элементов на чип. Новые возможности по реализации новых вычислительных архитектур МП:

1. Однокристаллические МП + набор БИС, реализующих фиксированную архитектуру;

2. Блочно-модульные МП – набор БИС позволяет реализовать модульно наращиваемые вычислительные архитектуры с различными ресурсами. Вычислительный ресурс – оценка по производительности, по пропускной способности шин, по объему памяти (ОЗУ, ПЗУ).

1 половина 1980х: “Эльбрус 2” (многопроцессорный комплекс): с производительностью до 100 млн. операций/сек, с системой команд, приближенной к языкам высокого уровня и стековой организацией обращений к памяти; “ПС-2000”: комплекс с 64 процессорами, производительностью до 200 млн. операций/сек.

Начало 1990х: Японский проект ЭВМ пятого поколения на СБИС. Новые свойства:

• взаимодействие с ЭВМ на естественном языке;

• способность обучаться;

• ассоциативная обработка логических рассуждений;

• разумные беседы с человеком “вопрос-ответ”;

• понимание БД (БД и БЗ);

• использование БЗ для решения задач;

• обработка графических изображений и человеческой речи.

Для всего этого необходимо:

• производительность 2 млн. операций/сек., память 5 Mb – ПЭВМ;

• производительность 1–100 млрд. операций/сек., память 8–160 Mb – сверхпроизводительные ЭВМ.

1. Обработка знаний (БД + правила ввода для данных);

2. Прогностические модели экономики (имитационные системы моделирования управления предприятием, “Дельта”;

3. Фундаментальные модели физических, биологических и экономических систем;

4. Интегрированные БЗ;

5. Комплексная автоматизация быта;

6. Интеллектуальные системы управления движущимися объектами на земле и в космосе;

7. Комплексные системы “индивидуальные проекты – массовое производство” (штучное производство изделий (техника, СБИС));

8. Интегрированные сети медицинской диагностики;

9. Интегрированные сети технической диагностики;

10. Глобальная интеграция систем связи;

11. Профессиональная интеграция интеллектуальных ресурсов общества.

IA - 64

IA-32