Информатика_2012_ГеоФак_часть_1

Из истории развития ЭВМ

Механические Вычислительные Устройства

1623. Вильгельм Шикард.

МВУ для сложения чисел — суммирующие часы.

1642. Блез Паскаль.

Компактное суммирующее МВУ — 1-й серийный калькулятор.

1673. Вильгельм Лейбниц.

Проект МВУ для сложения, вычитания, умножения и деления чисел.

Двоичная система счисления (1666): ноль и единица.

Джорж Буль (1815-1864)

Логическая (булева) алгебра. Логические операции. Истина / ложь.

Принципы фон Неймана

А. Принципы устройства будущих ЭВМ:

АЛУ ─ Арифметическо – Логическое Устройство: выполнение арифметических и логических операций.

УУ ─ Устройство Управления:

организация последовательности выполнения отдельных команд программы.

ОЗУ ─ Оперативное Запоминающее Устройство (память):

множество пронумерованных ячеек для хранения программ и данных.

ВУ ─ Внешние устройства:

ввод программ и данных, вывод результатов.

Б. Принципы функционирования ЭВМ:

С помощью устройства ввода в ОЗУ помещается текст программы.

УУ читает содержимое ячеек памяти, в которых хранится 1-я команда программы.

После выполнения этой команды читается и выполняется команда

из следующего блока ячеек памяти и т.д.

Команды перехода позволяют изменять порядок выполнения команд,

в т.ч. организовывать цикл.

Программа выполняется автоматически, без участия человека.

В современных ПК АЛУ и УУ объединены в единый Центральный Процессор (ЦП)

Джон фон Нейман

(1903-1957)

Американский математик и физик, участник работ по созданию атомного и водородного оружия. Родился в Будапеште, с 1930 года проживал в США. В своем докладе, опубликованном в 1945 году и ставшем первой работой по цифровым электронным компьютерам, выделил и описал "архитектуру" современного компьютера.

Поколения ЭВМ

1. Электронные лампы. ENIAC (1946): 18000 эл. ламп, про-

изводительность 5000 оп/сек, смена программы ─ переключателями, вес 30 тонн, энергопотребление 150 квт/час. Расчеты траекторий полета снарядов и ракет, шифровка сообщений.

СССР: МЭСМ (1947). Лебедев С.А.

Академик Лебедев Сергей Алексеевич

2. Транзисторы (1950). Размеры и быстродействие. IВМ–701 (1953), перфокарты.

Алгоритмические языки, трансляторы: Фортран (1954), Алгол

(1960).

СССР: БЭСМ–6 (1967), быстродействие ≈ 1 млн. оп/сек, эксплуатация до 1990 г.

3.Интегральные схемы (1961); десятки транзисторов в схеме. ЭВМ Аполлон ─ NASA (1968); полет на Луну. Внедрение ЭВМ в науку, образование, экономику, управление. Многоязычность и многопрограммность.

4.Большие интегральные схемы (1970).

Кристалл в 1 см2 = десятки тысяч транзисторов. Производительность ─ десятки млн. оп/сек.

БИС ≈ микропроцессор.