5. Поколения эвм

Первые цифровые электронные вычислительные машины (ЭВМ), изготовленные с использованием электронных ламп (1-е поколение ЭВМ), были созданы исключительно для выполнения объемных научно-технических расчетов. Эти установки имели гигантские по сегодняшним масштабам размеры, отличались большим энергопотреблением, требовали высоких капитальных и эксплуатационных расходов. Например, первая в мире ЭВМ «ЭНИАК» созданная в 1945 г. учеными Пенсильванского университета (США), весила 30 т, содержала 18000 электронных ламп и стоила почти 2,8 млн долларов по ценам того времени. При этом она выполняла около 5000 операций сложения или примерно 360 операций умножения в секунду.

Первые отечественные ламповые вычислительные машины МЭСМ и БЭСМ были созданы под руководством академика С. А. Лебедева. МЭСМ (малая электронная счетная машина), созданная в 1951 г., сыграла важную роль в подготовке первых в стране программистов, инженеров и конструкторов ЭВМ, интенсифицировала разработку электронных элементов специально для применения в ЭВМ. БЭСМ(большая электронная счетная машина), являясь в то время самой быстродействующей ЭВМ в мире (8000 опер/с), открыла серию машин, получивших широкое распространение в СССР. В первой половине 50-х гг. у нас в стране появились ЭВМ серий «Стрела» и «Урал», а в 60-х гг.— «Проминь», «Мир», «Минск», «Раздан».

Освоение и промышленный выпуск полупроводниковых приборов обеспечили замену «громоздких и горячих» электронных ламп «миниатюрными и теплыми» транзисторами. Это привело к созданию вычислительных устройств, характеризующихся более высокими быстродействием, надежностью и функциональными возможностями при меньших габаритах, стоимости и эксплуатационных расходах (2-е поколение).

Однако представить смену поколений ЭВМ лишь как замену элементной базы, приведшей к повышению технических характеристик, было бы неверно. К этому времени она научилась «понимать» соответствующий язык, и любой человек, владеющий этим языком, мог «общаться» с машиной. Однако общение это осуществлялось, как правило, посредством операторов, обслуживающих устройства подготовки данных (перфораторы) и ЭВМ. В непосредственный контакт с машиной вступал лишь «привилегированный класс» операторов-программистов и инженеров по эксплуатации ЭВМ.

Серийные машины 2-го поколения «Минск-32» и «Урал-16» имели быстродействие порядка 250000 и 100000 опер/с. Их оперативная память удерживаласоответственно 65 000 и 500 000 чисел. ЭВМ «Минск-32», например, могла работать со 136 внешними устройствами, а управлял ею один оператор с помощью пишущей машинки.

Еще более совершенной была БЭСМ-6 (выпуск 1967 г.). Ее быстродействие — 1 млн. опер/с. Оперативная память машины позволяла хранить 128000 чисел, а промежуточная на магнитном барабане — 512000 чисел. Каждый из 32 подключаемых к ЭВМ магнитофонов обеспечивал хранение на магнитной ленте до миллиона машинных слов (5000 страниц текста). БЭСМ-6 отличает не только то, что она была одной из самых лучших в мире машин второго поколения, но и удивительная «живучесть», обеспечившая ее эксплуатацию до настоящего времени.

Появление быстродействующих устройств ввода (способных пропускать до 1000 перфокарт в минуту), алфавитно-цифровых печатающих устройств (АЦПУ), графопостроителей дало возможность гибко менять форму выдачи результатов, например печатать их в виде таблиц со словесным описанием приведенных величин либо оформлять в виде готовых графиков. Все это существенно облегчило обработку результатов, повысило производительность человеческого труда. При этом возникло понятие «машина для обработки данных». В отличие от ЭВМ для научно-технических расчетов эта машина должна обладать такими свойствами, как хранение (накопление, запоминание), ввод и вывод больших массивов чисел, тогда как процессы обработки (вычислительные операции) отступают на задний план.

На втором этапе развития ЭВМ были

Машины 3-го поколения обрабатывают не только числа, но и слова, тексты, т. е. оперируют буквенно-цифровой информацией. Изменилась и форма общения человека с машиной. Пользователи получили доступ к ЭВМ. Машина через выносной терминал «сама пришла» к человеку в его служебное помещение. Спираль развития вычислительной техники и ее использования человеком завершила очередной виток.

Начало создания универсальных машин третьего поколения положила фирма IBM (США), приступившая в 1966 г. к выпуску машин серии IBM-360. Выпуск машин данного класса, совместимых с IBM, в рамках единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) в странах — членах СЭВ начался в 1972 г.

В ЕС ЭВМ приняты единые стандарты на технические характеристики всех устройств и узлов, на системы кодов, операций, средств программирования. Все модели ЕС ЭВМ имеют общий состав периферийных устройств, обеспечивающих ввод-вывод информации. В них предусмотрена возможность связи с абонентами по телефонно-телеграфным линиям с использованием терминальных пультов, включающих устройства алфавитно-цифрового и графического отображения данных на экранах электронно-лучевых трубок. Каждая модель ЕС ЭВМ имеет свой собственный процессор, являющийся как бы ядром этой модели. Весь ряд таких моделей строится в порядке возрастания их быстродействия от нескольких тысяч (ЕС 1010, Венгрия) до миллионов (ЕС 1065, СССР) операций в секунду.

6. Перспективы развития ЭВМ.

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

1. Оптические компьютеры - в которых вместо электрических сигналов обработке подвергаются потоки света (фотоны, а не электроны).

2. Квантовые компьютеры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.

3. Молекулярные компьютеры - вычислительные системы, использующие вычислительные возможности молекул (преимущественно, органических). Молекулярными компьютерами используется идея вычислительных возможностей расположения атомов в пространстве.

7. Виды компьютерной памяти.

- Оперативная память – хранит программу и данные. Память состоит из отдельных ячеек; обычно одна ячейка памяти может хранить один байт. Каждая ячейка имеет номер (адрес), по которому можно «обратиться» к ней для записи и чтения данных.

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство (оперативная память); хранит программу и данные, обрабатываемые в текущий момент времени. При выключении питания содержимое ОЗУ теряется.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство; хранит программы, которые выполняются при начальной загрузке (включении) компьютера, а так же некоторых других важные программы. Информация в ПЗУ сохраняется при выключении питания. Первые ПЗУ действительно были «постоянными», т.е. записать в них информацию можно было только один раз. Современные ПЗУ являются перепрограммируемыми, поэтому хранящуюся в них информацию можно обновлять.