Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в профессиональную деятельность для IT-специалистов. Учебное пособие
.pdf
этом использовали менее дорогую логику MSI. Наиболее широко
применялся PDP-8/E в качестве компьютера общего назначения.
PDP-11 – серия 16-разрядных мини-ЭВМ компании DEC,
серийно производившихся и продававшихся в 1970—80-х годах.
Архитектурные решения, заложенные в PDP-11 (рисунок 7.26),
оказались такими удачными, что в дальнейшем этот компьютер был
воссоздан и скопирован бесчисленное число раз.
Программисты полюбили PDP-11 за её
«ортогональную» систему команд: можно было отдельно запоминать
команды и отдельно — методы доступа к операндам. В отличие от
многих других компьютеров своего времени, первые модели PDP-11
не имели отдельной шины ввода-вывода — только шину
памяти Unibus. Все регистры устройств ввода-вывода имели свои
адреса, аналогичные адресам памяти, поэтому отдельные инструкции
ввода-вывода были не нужны. Первоначально компьютер PDP-11
производился на ТТЛ-микросхемах малой степени интеграции. В 1975
году была разработана версия одноплатного процессора на
микросхемах большой степени интеграции.
Рисунок 7.25– PDP-8
79
Рисунок 7.26– PDP-11
СМ ЭВМ («система малых» ЭВМ) — ряд управляющих ЭВМ,
созданных в конце 1970-х — начале 1980-х годов с участием разных
стран, являвшихся членами СЭВ (Совета экономической
взаимопомощи). Архитектура машин серии СМ базировалась на
системном интерфейсе общей шины, которая соединяет процессор,
память и внешние устройства и обеспечивает единые правила обмена
информацией между всеми модулями вычислительной системы. С
использованием общей шины отпадала необходимость в специальных
командах ввода/вывода центрального процессора, повышалась
гибкость работы с внешними устройствами, а их число ограничивалось
лишь физическими характеристиками машины. Наиболее развитой
линией в семействе СМ ЭВМ был ряд машин, совместимых по системе
команд и архитектуре с машинами PDP-11 фирмы DEC.
В семействе 16-разрядных СМ ЭВМ на базе общей шины были
младшие модели — СМ-3, СМ-1300 и старшие — СМ-4, СМ-1420,
СМ-1600, СМ-1425, которые обладали программной совместимостью
и различались по производительности вследствие увеличения
быстродействия процессора и внесения дополнительных
архитектурных возможностей. Приведем в пример некоторые модели
серии СМ:
СМ-3 — 16-разрядная, система команд DEC PDP-11, общая
шина (ОШ СМ), процессор СМ-3П, производительность — 200 тыс.
80
оп/с, ОЗУ — 56 Кб, в первых системах на ферритовых сердечниках.
Является развитием машины М-400 серии АСВТ. Выпускалась с 1978
года, в том числе на Кубе.
СМ-4 — 16-разрядная, система команд DEC PDP-11, общая
шина (ОШ СМ), процессор СМ-4П, производительность — до 800 тыс.
оп/с, полупроводниковое ОЗУ до 124 Кб слов, диспетчер памяти.
Выпускалась с 1979 года в СССР, Болгарии, Венгрии (рисунок 7.27).
Рисунок 7.27– СМ-4
ЕС ЭВМ («единая система» ЭВМ) — советская серия
компьютеров, аналоги серий System/360 и System/370 фирмы IBM,
выпускавшихся в США с 1964 года. Программно и аппаратно (только
на уровне интерфейса внешних устройств) совместимы со своими
американскими прообразами. Активно эксплуатировались в СССР и
странах СЭВ с 1971 по 1990 годы, после чего стали выходить из
эксплуатации и примерно к 2000-м годам практически исчезли.
В качестве аппаратной основы систем ЕС ЭВМ были платы
размером 14х15 см, официально они назывались радиоэлектронными
модулями первого уровня. Для того чтобы было легче обозначать
периферийные устройства систем, а также процессоры, оперативную
память, было решено использовать числовую кодовую
классификацию. ЕС ЭВМ все также являли собой огромные,
81
массивные шкафы высотой, примерно равной росту человека. Каждая
из стоек имела четкое предназначение. Так, например, первый блок
(«шкаф») мог содержать процессор, другой блок оперативную память
и т.д. Приведем в пример некоторые модели серии ЕС.
Минским филиалом «НИЦЭВТ» под руководством главного
инженера Виктора Владимировича Пржиялковского в 1971 году была
создана одна из самых первых моделей ЕС ЭВМ «ЕС–1020» (рисунок
7.28). Вычислительная мощность машины составляла 20 тыс. операций
в секунду, а возможный объем встроенной памяти составлял от 64 до
256 Кб.
Спустя год, в 1972 году был разработан и выпущен «ЕС–1033»
(рисунок 7.29), имевший вычислительную мощность 70 тысяч
операций в секунду. Объем возможной встроенной памяти в «ЕС–
1033» варьировался от 128 до 512 Кб. Работой над революционным
«ЕС–1033» руководил главный конструктор М. А. Сердженян. В то же
время вместе с «ЕС–1020» впервые стала поставляться операционная
система DOS.
Рисунок 7.28– «ЕС–1020»
82
Рисунок 7.29– «ЕС–1033»
В 1973 году появились новые ЭВМ «ЕС–1040» (рисунок 7.30) и
«ЕС–1050». Сороковая модель проектировалась и собиралась в
немецком городе Хемниц, в те времена он еще назывался Карл-МарксШтадт, а вот разработкой «ЕС–1050» уже занимались в СССР в
московском «НИЦЭВТ», под крылом главного инженера Антонова.
Рисунок 7.30– «ЕС–1040»
Существенное отличие серии СМ ЭВМ от ЕС состояло в том,
что первая представляла собой не один ряд машин, различающихся по
производительности, а по существу, несколько семейств управляющих
малых и микроЭВМ разной архитектуры. Это связано именно со
спецификой применения таких машин. Управляющие системы на
производстве имеют сложную многоуровневую структуру, и
83
необходимо было обеспечить каждый из уровней вычислительным
комплексом с соответствующими возможностями.
7.2.6. Многопроцессорные ЭВМ (1-е направление четвертого
поколения)
Быстродействие таких машин достигает нескольких миллиардов
операций в секунду. Они способны обрабатывать огромные массивы
информации. Сюда входят комплексы «ILLIAS-4», Cyber,
«Эльбрус-1», «Эльбрус-2» и др.
«ILLIAS-4» должна была обладать быстродействием около
одного миллиарда операций в секунду (рисунок 7.31). Однако этой
поражающей воображение скорости достигнуть не удалось, так как в
процессе реализации проекта выяснилось, что его стоимость (16
миллионов долларов) оказалась заниженной. Поэтому число
процессоров пришлось сократить с 256 до 64, также перейти к
интегральным схемам с малой степенью интеграции. Сокращенный
вариант проекта был завершен в 1972 году, номинальное
быстродействие «ILLIAS-4» составило 200 миллионов операций в
секунду. Почти год этот компьютер был рекордсменом в скорости
вычислений, пока в 1973 году не появилась сверхмощная система
САТРАН, выполнявшая до 500 миллионов операций в секунду.
Рисунок 7.31– Машина «ILLIAS-4»
84
7.2.7. ЭВМ на БИС и СБИС (2-е направление четвертого
поколения)
Первыми представителями этих машин являются Apple, IBM PC (XT, AT, PS/2), «Искра», «Электроника», «Мазовия», «Агат», «ЕС1840» (рисунок 7.32), «ЕС-1841» и др.
Рисунок 7.32– «ЕС-1840»
В 1969 году сотрудник компании Intel Тед Хофф предлагает
создать центральный процессор на одном кристалле. То есть вместо
множества интегральных микросхем создать одну главную
интегральную микросхему, которая должна будет выполнять все
арифметические, логические операции и операции управления,
записанные в машинном коде. Такое устройство получило название
микропроцессор. В 1971 году компания Intel выпускает на рынок
первый микропроцессор «Intel 4004» (рисунок 7.33).
Появление микропроцессоров позволило создать
микрокомпьютеры — небольшие недорогие компьютеры, которые
могли себе позволить купить маленькие компании или отдельные
люди. В 1980-х годах микрокомпьютеры стали повсеместным
явлением. Первый массовый домашний компьютер (рисунок 7.34) был
разработан Стивом Возняком — одним из основателей компании
Apple Computer.
85
Рисунок 7.33– Микропроцессор «Intel 4004»
Рисунок 7.34 – Apple computer
Компьютеры на основе микрокомпьютерной архитектуры, с
возможностями, добавленными от их больших собратьев, сейчас
доминируют в большинстве сегментов рынка.
Первый по-настоящему мобильный компьютер,
спроектированный Адамом Осборном специально для работы в
поездках, был представлен в 1981 году и носил название Osborne 1
(рисунок 7.35). Спрос на первые ноутбуки оказался настолько высок,
что компания Адама Осборна стала самой быстрорастущей в
Силиконовой Долине. Благодаря уникальным потребительским и
техническим характеристикам машины, Osborne Computer Corporation
86
продавала до десяти тысяч экземпляров Osborne 1 ежемесячно. Однако
успех не бывает вечным. Руководство компании решило анонсировать
новые модели на несколько месяцев раньше срока их реального
выхода. Продажи Osborne 1 упали, фирма не смогла выбраться из
финансового кризиса и прекратила свое существование.
Рисунок 7.35– Ноутбук Osborn 1
Необходимо отметить, что впоследствии Compaq, IBM и другие
производители компьютерной техники во многом повторяли удачную
конструкцию Адама Осборна.
Выводы
Стремительное развитие ЦВТ и становление науки о принципах
ее построения и проектирования начались в 40-х годах нашего века,
когда технической базой ВТ стала электроника, затем
микроэлектроника, а основой для развития архитектуры ЭВМ достижения в области искусственного интеллекта.
До этого времени в течение почти 500 лет цифровая
вычислительная техника сводилась к простейшим устройствам для
выполнения арифметических операций над числами. Основой
практически всех изобретенных за 5 столетий устройств было зубчатое
колесо, рассчитанное на фиксацию 10 цифр десятичной системы
счисления.
87
Заключение
В настоящем учебном пособии рассмотрены вопросы
классификации средств вычислительной техники, истории развития
вычислительной техники от наиболее ранних этапов до современного
состояния, современные IT-специальности и их отличительные
особенности. Значительное внимание уделено рассмотрению
специфики построения образовательного процесса с учетом
требований действующих федеральных государственных
образовательных стандартов и потенциальных работодателей
Рязанского региона для IT-специалистов.
Пособие будет полезно студентам вузов, обучающимся по
техническим и инженерно-экономическим специальностям, для более
глубокого понимания современного состояния и потребностей
индустрии информационных технологий.
88
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]