8 Вопрос. Понятие и история развития вычислительной техники. Архитектура фон Неймана

ВТ- совокупность устройств предназначенных для автоматизации обработки данных

Вычислительные системы – набор взаимодействующих между собой устройств и программ предназначенных для одного рабочего места

1641 год — Блез Паскаль представляет «Паскалину» — первое реально осуществлённое и получившее известность механическое цифровое вычислительное устройство

1673 год —  Лейбниц построил механический калькулятор

1821 год – конструктор Томас наладил производство счетных машин

   1 поколение ( 1946-1955 ) Ламповые машины с быстродействием порядка 10-20 тыс. операций в секунду, программы писались на машинном языке.

      2 поколение (1956 - 1964 ) Полупроводниковые машины на транзисторах(США, Шорджи и Барден). Быстродействие 100 тыс. операций в секунду. Имеются программы перевода с алгоритмических языков на машинный язык. Есть набор стандартных программ.

   3 поколение (1964-1970) Миникомпьютеры на интегральных схемах. Отличаются большей надежностью и малыми размерами. Быстродействие 10 млн. оп/с. Образуют системы программно-совместимых устройств.

   4 поколение (1971 - до сегодняшнего дня) Вычислительные системы на больших интегральных схемах (БИС). Имеют большой объем памяти, позволяют подключать большое количество устройств ввода и вывода информации. Для ввода данных и команд используется клавиатура. Микропроцессор, разработанный, в 1971 году позволил создать центральный процессор на одном чипе.

1971-Первый компьютер Интел 4004

1975 первый в мире персональный компьютер (Алтаир 8800)

     5 поколение (настоящее и будущее) Еще создается, предполагается развитие искусственного интеллекта на основе оптико-лазерных технологий и применения СБИС. Планируется создать компьютер с большим быстродействием, огромным по мощности процессором и неограниченной виртуальной памятью.

    В качестве основного элемента для электрических цепей будет использован арсенид галия. Работа этих компьютеров будет основана на параллельных вычислениях.

  Информатика как учебная дисциплина появилась  первой  в библиотечных ВУЗах. В 1983 году создано отделение информатики и вычислительной техники,  Академии Наук СССР.

Архитектура фон Неймана (von Neumann) — система принципов построения и функционирования компьютера, предложенная американским математиком Джоном фон Нейманом в 1945 году в статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства». В соответствии с принципами фон Неймана компьютер состоит из арифметического логического устройства — АЛУ (англ. ALU, Arithmetic and Logic Unit), выполняющего арифметические и логические операции; устройства управления, предназначенного для организации выполнения программ; запоминающих устройств (ЗУ), в т.ч. оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и внешнего запоминающего устройства (ВЗУ); внешних устройств для ввода-вывода данных. Фон-неймановская архитектура компьютера считается классической, на ней построено большинство компьютеров. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Первые компьютерные системы отличались жестко заданным набором исполняемых команд и программ. Примером такого рода вычислительных устройств являются калькуляторы. Идея хранения компьютерных программ в общей памяти позволяла превратить вычислительные машины в универсальные устройства, которые способны выполнять широкий круг задач.