Техническое направление информатики Поколения эвм

Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели электронно-вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах. Смена поколений обусловливалась появлением новых элементов, изготовленных с применением принципиально иных технологий.

Первое поколение электронно-вычислительных машин связано с появлением электровакуумных ламп в 1946г в США.

Представители:

ENIAC – 1946 г. Electronic Numerical Integrator and Calculator.

Автор – Эккерт и Маучли

Характеристики: вес – 30 тонн

Площадь – 150 км²

3. Реле и ламп около 20 000

Скорость выполнения операций – 300 операций умножения в сек или 5000 операций сложения в секунду.

Потребляемая энергия – 150 кВт

Программирование осуществлялось путем коммутации отдельных блоков машины с помощью специальных кабелей. Подготовка к работе занимала несколько дней, работа занимала несколько минут.

ЭДВАК – машина, производящая автоматизированные вычисления с помощью электронного автомата, работающего по заданной программе.

В этой машине произошло разделение на :

• Арифметическое устройство

• Запоминающее устройство

• Устройство управления

• Входное и выходное устройство.

К 1950 гг. работа над этим устройством прекращено

ЭДСАК – 1949г. разработанная Кембриджским университетом с участием Тьюринга. Это была первая действующая ЭВМ с хранимой программой.

Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951г. под руководством академика Лебедева. Называлась МЭСМ (малая электронная счетная машина). Затем в эксплуатацию ввели БЭСМ-2 (большую электронную счетную машину). Самой мощной ЭВМ 50-ых гг. в Европе была советская электронно-вычислительная машина М-20 с быстродействием 20 тыс. оп/с и объемом оперативной памяти 4 000 машинных слов.

Краткая характеристика ЭВМ первого поколения (1946–сер.50-ых):

• Элементарная база всех машин – вакуумная лампа

• Габариты – огромные залы

• Быстродействие – 10 – 20 тыс. операций в сек.

• Сложная эксплуатация с опасностью перегрева.

• Программирование машин производилось в машинных кодах и было достаточно трудоемко.

Второе поколение: конец 50-ых – конец 60-ых гг.

Знаменуется появлением транзисторов. Один транзистор заменял 40 электронных ламп. Срок службы превосходил лампу в 1000 раз.

• Элементарная база всех машин – транзистор, диод, появление печатных плат

• Габариты – соизмеримы с человеческим ростом, кабели проходили под полом зала

• Быстродействие – до 1 млн. операций в сек.

• Эксплуатация упрощена появлением вычислительного центра.

• Программирование машин производилось на английском языке в пакетном режиме. Появляются перфокарты.

Третье поколение: конец 60-ых – конец 70-ых гг.

Знаменуется появлением интегральных схем в 1958г. . Одна такая схема содержала десятки и даже тысячи транзисторов и других элементов, которые физически неразделимы.

• Элементарная база всех машин – интегральные схемы, вставленные в специальные гнезда на материнской плате.

• Габариты – соизмеримы с человеческим ростом, кабели проходили под полом зала

• Быстродействие – сотни тысяч млн. операций в сек.

• Эксплуатация облегчилась, облегчился и ремонт оборудования.

• Программирование машин производилось на английском языке в пакетном режиме. Наряду с микропроцессорным способом управления используется принцип модульности и магистральности.

Четвертое поколение: конец 70-ых – настоящее время.

Знаменуется появлением больших интегральных схем и использованием нескольких процессоров.

Первый микропроцессор был создан фирмой Intel в 1971г. на одном кристалле удалось сформировать минимальный по составу аппаратуры процессор, содержащий 2250 транзисторов. С появлением микропроцессора связано одно из самых важных событий в истории компьютерной техники – создание и применение персональных ЭВМ. Постепенно термин «ЭВМ» был вытеснен привычным словом «компьютер», а вычислительная техника начала называться компьютерной.

1977г. основатели фирмы “Apple Computer” Джопс и Возняк наладили выпуск персональных компьютеров «Apple». За основу создания компьютеров такого типа был принят принцип «дружественной обстановки» работы человека на ЭВМ.

С 1982 г. фирма IBM приступила к выпуску модели персонального компьютера, ставшего эталоном на долгие времена.IBM выпустила документацию по аппаратуре и программные спецификации, что позволило другим фирмам разрабатывать как программное так и аппаратное обеспечение.

С этого времени началась гонка в поиске все более и более совершенных технических характеристик всех устройств компьютера, которая продолжается и по сей день.

Пятое поколение.

В данный момент не существует компьютеров пятого поколения, но существуют проекты по их созданию. Так в 1981г. Япония предложила проект, по которому планировалось к 1991г. выпустить компьютер пятого поколения, который бы предполагал существенно новые возможности, а именно:

• Общение на естественном языке

• Наличие искусственного интеллекта

В России разработан брейнпьютер (брейн-мозг) в 2001г. – это компьютер, построенный на принципе работы человеческого мозга. Возглавлял группу создателей акад. Вольцев.

Модель была построена на принципе работы клеток головного мозга – нейтронов.

Таким образом в перспективе выделяют два направления развития компьютерной техники нейтронный и квантовый.