Смекни!
smekni.com

Этапы и тенденции развития вычислительной техники и информационных технологий (стр. 3 из 6)

В СССР созданием компьютеров занимался академик С. А. Лебедева. Его машины БЭСМ – 1, БЭСМ-3М, БЭСМ-4, М- 220 были признаны лучшими в мире.

ЭВМ постоянно совершенствовались, благодаря чему к середине 50 -х годов их быстродействие удалось повысить от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч операций в секунду. Но при этом электронная лампа оставалась самым надежным элементом ЭВМ. Внедрение ламп стало тормозить дальнейший прогресс вычислительной техники.

Потом на смену лампам пришли полупроводниковые приборы, тем самым завершился первый этап развития ЭВМ. Вычислительные машины этого этапа принято именовать ЭВМ первого поколения

Таким образом, машины первого поколения имели внушительные размеры, потребляли огромную мощность, имели сравнимо маленькое быстродействие, малую емкость оперативной памяти, невысокую надежность работы и недостаточно развитое программное обеспечение. В ЭВМ этого поколения были заложены базы логического построения машин и продемонстрированы способности цифровой вычислительной техники. Но использование в качестве элементной базы электронно-вакуумных ламп тормозило развитие и совершенствование ЭВМ, ограничивало область их применения. Они использовались в основном для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов информации.

В ниже приведенной таблице собрана краткая характеристика ЭВМ I-го поколения:

Характеристики I поколение
Годы 1945- 1958 гг.
Элементная база Электронно-вакуумные лампы
Размер (габариты) Громоздкие сооружения, занимавшие сотни квадратных метров, потреблявшие сотни киловатт электроэнергии и содержащие в себе тысячи ламп.
Максимальное быстродействие процессора От нескольких сотен до нескольких десятков тысяч операций в секунду.
Максимальный объем ОЗУ Несколько тысяч команд программы
Периферийные Перфоленты и перфокарты
Программное обеспечение Программы составлялись на языке машинных команд, поэтому программирование было доступно не всеем. Существовали библиотеки стандартных программ.
Области применения Инженерные и научные расчеты, не связанные с переработкой больших объемов информации
Примеры Mark I, ENIAC, БЭСМ.

компьютер вычислительный информационный технология

2.3.2 Второе поколение

Создатели ЭВМ постоянно следовали за прогрессом в электронной технике. В 1949 году в США был создан транзистор – первый полупроводниковый прибор, заменивший электронную лампу. Они были компактнее, имели большой срок службы, значительно меньше потребляли электроэнергию, выделяли меньше тепла при работе. С внедрением цифровых частей на полупроводниковых устройствах началось создание ЭВМ второго поколения. Благодаря применению более совершенной элементной базы начали создаваться относительно небольшие ЭВМ, вышло естественное разделение вычислительных машин на большие, средние и малые.

В СССР были разработаны и обширно использовались серии малых. Рекордной посреди российских машин этого поколения и одной из наилучших в мире была БЭСМ - 6 («большая электронно-счетная машина»), которая была создана коллективом академика С.А. Лебедева. Производительность БЭСМ - 6 была на два - три порядка выше, чем у малых и средних ЭВМ, и составляла более 1 млн. Операций в секунду. За рубежом более распространенными машинами второго поколения были «Элиот» (Англия), «Сименс» (ФРГ), «Стретч» (США).

Одновременно с развитием ЭВМ развивались и периферийные устройства – внешняя память на магнитных барабанах и лентах. Совершенствовались языки программирования, появились языки высокого уровня ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Программы и программирование стало проще, понятнее и доступнее. Расширилась область применения, стали создаваться электронно-справочные и информационные системы.

В ниже приведенной таблице собрана краткая характеристика ЭВМ II-го поколения:

Характеристики II поколение
Годы 1959 – 1963 гг.
Элементная база Транзисторы
Размер (габариты) Стали компактнее, надежнее, менее энергоемкие
Максимальное быстродействие процессора Десятки и сотни тысяч операций в секунду
Максимальный объем ОЗУ Увеличился в сотни раз
Периферийные Внешняя память на магнитных барабанах и лентах
Программное обеспечение Программы и программирование стало проще, понятнее и доступнее. Стали развиваться языки высокого уровня программирования.
Области применения Создание информационно-справочных и информационных систем
Примеры М-220, Мир, БЭСМ-4, IBM-7094

2.3.3 ЭВМ третьего поколения

Революцию технологии производства ЭВМ вызвало создание интегральных схем, на которых транзисторы, конденсаторы и резисторы собрались в едином куске полупроводника. Это произошло в конце 30-х годов XX века. Операция изготовления интегральных схем все время совершенствовалась и в результате на одной кремневой пластинке стало возможным разместить сотни кристаллов интегральных схем. Произошел переход к третьему поколению ЭВМ.

Применение интегральных схем позволило увеличить количество электронных частей в ЭВМ без роста их настоящих размеров. Быстродействие ЭВМ возросло до 10 миллионов операций в секунду. Не считая того, составлять программы для ЭВМ стало по силам обычным пользователям, а не лишь специалистам – электронщикам. При проектировании процессора стали использовать технику микропрограммирования – конструирование сложных команд процессора из простых.

В машинах третьего поколения в качестве средства общения стали использоваться видеотерминальные устройства – дисплей.

В третьем поколении возникли крупные серии ЭВМ, различающиеся собственной производительностью и назначением. Это семейство огромных и средних машин IBM360/370, разработанных в США.

В ниже приведенной таблице собрана краткая характеристика ЭВМ III-го поколения:

Характеристики III поколение
Годы 1964 – 1976 гг.
Элементная база Интегральные схемы
Размер (габариты) ЭВМ делятся на большие, средние, мини и микро
Максимальное быстродействие процессора До10 миллионов операций в секунду.
Максимальный объем ОЗУ До 16 Мбайт. Появляются ПЗУ
Периферийные Внешняя память на магнитных дискетах, дисплей.
Программное обеспечение Появились операционные системы и множество прикладных программ. Многопрограммный режим – возможность выполнять несколько программ одновременно.
Области применения Базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного управления и проектирования
Примеры БЭСМ-6, IBM/360

2.3.4 ЭВМ четвертого поколения

Новые технологии создания интегральных схем в конце 70-х – начале 80-х годов ХХ века позволили разработать большие интегральные схемы – БИС

Технология производства БИС постоянно совершенствовалась, это привело к созданию сверхбольших интегральных схем (СБИС) с памятью 1 Мбайт. СБИС позволили создать микропроцессор, который произвел очередную революцию в мире вычислительной техники и привел к появлению ЭВМ четвертого поколения. Микропроцессор способен выполнять функции основного блока компьютера – процессора. Он работает по заложенной в него программе и может встраиваться в различные технические устройства.

Одним из революционных достижений в области вычислительной техники явилось создание персональных ЭВМ, которые можно отнести к отдельному классу машин четвертого поколения. Именно с этого момента в нашем языке вместо «ЭВМ» утвердился термин «персональный компьютер» - ПК.

Сегодня ПК пользуются такой популярностью, что становятся такой же привычной бытовой техникой, как и телевизор или магнитофон.

В ниже приведенной таблице собрана краткая характеристика ЭВМ IV-го поколения:

Характеристики IV поколение
Годы 1977 – 1990 гг.
Элементная база БИС и СБИС
Размер (габариты) Микро ЭВМ – малые габариты, сравнимые с размерами бытового телевизора; суперкомпьютеры – состоят из отдельных блоков и центрального процессора.
Максимальное быстродействие процессора От 2,5 МГц и больше.
Максимальный объем ОЗУ От 16 Мбайт и больше.
Периферийные Цветной графический дисплей, манипуляторы типа «мышь», «джойстик», клавиатура, магнитные и оптические диски, принтеры и пр.
Программное обеспечение Пакеты прикладного, сетевого, мультимедиа программного обеспечения
Области применения Все сферы научной, производственной и учебной деятельности, отдых и развлечение, Интернет
Примеры IBM PC, Macintosh, Cray, Эльбрус

2.3.5 ЭВМ пятого поколения

Конец 90-х превратился в настоящую гонку конкурирующих титанов – производителей компьютерной техники. Стремительно повышается тактовая частота процессоров и их модификации. Возрастающая скорость работы процессоров стимулировала совершенствование других узлов и периферийных устройств компьютерного «железа. Некоторые специалисты считают, что в 90-х годах ХХ века появился компьютер V поколения, представляющий собой: ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы, что позволяет строить эффективные системы обработки знаний.