Вопрос 1. Поколения архитектуры эвм. Основные характеристики.

Поколение ЭВМ - все типы и модели вычислительных машин, разработанные разными конструкторами и выпускаемые в разных странах многими фирмами и организациями, но построенные на одних и тех же принципах.

Первое поколение (40-50).

Характерные черты – использование электровакуумных ламп в основных и вспомогательных схемах. Наличие параллельного вычислительного устройства. Разделение памяти на быстродействующую оперативную память ограниченного объема и медленную внешнюю память большего объема (накопители на магнитных барабанах и дисках). Применение перфолент и перфокарт как носителей информации. Характерные недостатки: большая занимаемая площадь, большое количество тепла, выделяемое используемыми лампами. Отсюда проблемы теплоотвода и низкие эксплуатационные характеристики с надежности. Примеры: США – ЕНИАК 1946, ЕДВАК 1950, UNIVAC; СССР – СТРЕЛА, УРАЛ 1, УРАЛ 2, БЭСМ-1.

Второе поколение (50-60).

В 1947 году в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор. Один транзистор = 1 лампа. Элементная база – транзисторы. Быстродействие увеличилось в десятки раз, память в сотни раз. Магнитная лента теперь для ввода и вывода, магнитные диски. Характерной чертой ЭВМ второго поколения – параллелизм в работе отдельных блоков. Одновременная работа нескольких программ и так далее. Появились языки программирования высокого уровня. В СССР ко второму поколению относится «МИР ОДИН», «МИНСК 22», «МИНСК 32», «МИР ДВА», «МАШИНА М-222», «БЭСМ-6». Самая быстродействующая из ЭВМ «БЭСМ-6» - 1М операций в секунду, был организован серийный выпуск. Использовали для решения задач с большим объемом вычислений. Достоинства. Меньше электропотребление. Значительная надежность. Широко используются языки высоко уровня. Резко возросло быстродействие. Машинное время стало дешевле, а использование машин более рентабельным. Недостатки: невозможность сопряжения машин различных классов по локальной и глобальной сети.

Третье поколение.

Основа – микросхемы. В 1969 году было образовано межправительственная комиссия по сотрудничеству стран Болгария, Венгрия, ГДР, Куба, Болгария, Польша, Румыния, СССР, Чехословакия в области вычислительной техники. Сотрудничество охватывало весь цикл. Результат – создание производство и распространение двух унифицированных ЭВМ – ЕС ЭВМ, и систем малых ЭВМ – ЭС ЭВМ. С большим набором периферийных устройств и программных средств. В США была создана система АЙБИЭМ 360.

Четвертое поколение.

В основе этих ЭВМ по настоящая время лежит большая интегральный микросхема. В августе 1981 года АЙБИЭМ объявила о создании первого персонального компьютера. Для использования в бизнесе, школе и дома. Ориентировочная цена 1965 долларов. Рынок оказался весьма выгодным. Устремились тысячи фирм. Тот кто будет продавать компьютеры по более низкой цене, тот победит. Превосходство над соперниками. Что фирма Интел и сделала. Рассказывать не буду.

Пятое поколение

Предполагается 2 существенных отличия. Произойдет переход от обработки данных к обработке знаний. Общение пользователя с ЭВМ будет производиться через интеллектуальный интерфейс. Можно предположить, что особенностями будет применение параллельных структур оптоэлектроники, способность производить не только числовые расчеты, но и обработка смысловой информации. Одним из направлений является создание квантовых компьютеров. Основой создания является теория гильбертово пространства, где один кубит равен 10 в 30 степени.

Основные характеристики:

Быстродействие - характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Имеет смысл характеризовать средним быстродействием ЭВМ, или предельным (для самых «коротких» операций типа «регистр-регистр»). Современные вычислительные машины имеют очень высокие характеристики по быстро­действию, измеряемые сотнями миллионов операций в секунду.

Емкость запо­минающих устройств. Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно размещен в памяти

Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выпол­нять требуемые функции в течение заданного периода времени. У каждого прибора свой срок работы. У транзисторов Филлипс – 5 лет, поэтому космические аппараты не могут летать долго.

Точность - возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов обработки в основном оп­ределяется разрядностью ЭВМ.

Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных ре­зультатов.