Ученики на Учителя.com


Реферат "История развития компьютерной техники" 8 класс

Муниципальное бюджетно-образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 30»
«История развития
компьютерной техники»
Реферат
Выполнила:
Ученица 8 А
класса
Дмитриева Дарья
Преподаватель:
Демченко Е.Е.
Г. Курск, 2014г.
История развития компьютерной техники
1
Оглавление
Введение ............................................................................................................... 2
Начало эпохи ЭВМ
.............................................................................................. 4
Первое поколение ЭВМ ....................................................................................... 7
Второе поколение ЭВМ ...................................................................................... 11
Третье поколение ЭВМ ...................................................................................... 16
Четвертое поколение ЭВМ ................................................................................. 22
Сравнительные характеристики поколений ЭВМ ............................................. 25
Заключение ......................................................................................................... 26
Список литературы и интернет ресурсов .......................................................... 28
История развития компьютерной техники
2
Введение
Человеческое общество по мере своего развития овладевало не только
веществом и энергией, но и информацией. С появлением и массовым
распространение компьютеров человек получил мощное средство для
эффективного использования информационных ресурсов, для усиления своей
интеллектуальной деятельности. С этого момента (середина XX века) начался
переход от индустриального общества к обществу информационному, в
котором главным ресурсом становится информация.
Возможность использования членами общества полной, своевременной и
достоверной информации в значительной мере зависит от степени развития и
освоения новых информационных технологий, основой которых являются
компьютеры. Рассмотрим основные вехи в истории их развития.
Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса
вычислений и обработки данных. Первыми приспособлениями для вычислений
были, вероятно, всем известные счётные палочки, которые и сегодня
используются в начальных классах многих школ для обучения счёту.
Развиваясь, эти приспособления становились более сложными, например,
такими как финикийские глиняные фигурки, также предназначаемые для
наглядного представления количества считаемых предметов. Такими
приспособлениями, похоже, пользовались торговцы и счетоводы того времени.
Постепенно из простейших приспособлений для счёта рождались всё более и
более сложные устройства: абак (счёты), логарифмическая
линейка, механический арифмометр, электронный компьютер. Несмотря на
простоту ранних вычислительных устройств, опытный счетовод может
получить результат при помощи простых счёт даже быстрее, чем
нерасторопный владелец современного калькулятора. Естественно,
производительность и скорость счёта современных вычислительных устройств
давно уже превосходят возможности самого выдающегося расчётчика-
человека.
История развития компьютерной техники
3
Человечество научилось пользоваться простейшими счётными
приспособлениями тысячи лет назад. Наиболее востребованной оказалась
необходимость определять количество предметов, используемых в меновой
торговле. Одним из самых простых решений было использование весового
эквивалента меняемого предмета, что не требовало точного пересчёта
количества его составляющих. Для этих целей использовались простейшие
балансирные весы, которые стали одним из первых устройств для
количественного определения массы. Принцип эквивалентности широко
использовался и в другом простейшем счётном устройстве - абак, или счёты.
Количество подсчитываемых предметов соответствовало числу передвинутых
костяшек этого инструмента. Сравнительно сложным приспособлением для
счёта могли быть чётки, применяемые в практике многих религий. Верующий
как на счётах отсчитывал на зёрнах чёток число произнесённых молитв, а при
проходе полного круга чёток передвигал на отдельном хвостике особые зёрна-
счётчики, означающие число отсчитанных кругов. С изобретением зубчатых
колёс появились и гораздо более сложные устройства выполнения расчётов.
Обо всех поколениях ЭВМ, об истории развития компьютерной техники, я
хочу рассказать в своем реферате.
История развития компьютерной техники
4
Начало эпохи ЭВМ
1
Первая ЭВМ ENIAC была создана в конце 1945 г. в США.
Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная
техника, были сформулированы в 1946 г. американским математиком Джоном
фон Нейманом. Они получили название архитектуры фон Неймана.
В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой фон Неймана –
английская машина EDSAC. Годом позже появилась американская ЭВМ
EDVAC.
В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ
— малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей
Алексеевич Лебедев.
Серийное производство ЭВМ началось в 50-х годах XX века.
Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения,
связанные со сменой элементной базы. Кроме того,
машины разных
поколений различаются логической архитектурой и программным
обеспечением, быстродействием, оперативной памятью, способом ввода и
вывода информации и т.д.
Первая ЭВМ — универсальная машина на электронных лампах — была
построена в США в 1945 году.
Эта машина называлась ENIАС (расшифровывается так: электронный
цифровой интегратор и вычислитель). Конструкторами ЕNIАС были Дж.
Моучли и Дж. Эккерт. Скорость счета этой машины превосходила скорость
релейных машин того времени в тысячу раз.
Первый электронный компьютер ЕNIАС программировался с помощью
штекерно - коммутационного способа, т. е. программа строилась путем
1
Электро
́
нная вычисли
́
тельная маши
́
на (сокр. ЭВМ) — вычислительная машина, построенная с
использованием в качестве функциональных элементов электронных устройств вместо
механических.
История развития компьютерной техники
5
соединения проводниками отдельных блоков машины на коммутационной
доске. Эта сложная и утомительная процедура подготовки машины к работе
делала ее неудобной в эксплуатации.
Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная
техника, были разработаны крупнейшим американским математиком Джоном
фон Нейманом.
В 1946 году в журнале «Nature» вышла статья Дж. фон Неймана, Г.
Голдстайна и А. Беркса «Предварительное рассмотрение логической
конструкции электронного вычислительного устройства». В этой статье были
изложены принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них — принцип
хранимой в памяти программы, согласно которому данные и программа
помещаются в общую память машины.
Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть
архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статье, получили
название «архитектура ЭВМ Дж. фон Неймана».
В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой Неймана —
английская машина ЕDSAС. Годом позже появилась американская ЭВМ
ЕDVAС. Названные машины существовали в единственных экземплярах.
Серийное производство ЭВМ началось в развитых странах мира в 50-х годах
XX века.
История развития компьютерной техники
6
В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ
— малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей
Алексеевич Лебедев
2
Велика роль академика С. А. Лебедева в создании отечественных
компьютеров. Под его руководством в 50-х годах были построены серийные
ламповые ЭВМ БЭСМ-1 (быстродействующая электронная счетная машина),
БЭСМ-2, М-20. В то время эти машины были одними из лучших в мире.
В 60-х годах XX века С. А. Лебедев руководил разработкой
полупроводниковых ЭВМ БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, М-220, М-222. Выдающимся
достижением того периода была машина БЭСМ-6. Это первая отечественная и
одна из первых в мире ЭВМ с быстродействием 1 миллион операций в секунду.
Последующие идеи и разработки С. А. Лебедева способствовали созданию
более совершенных машин следующих поколений.
2
Сергей Александрович Лебедев - специалист в области философии науки; доктор философских
наук, профессор.
История развития компьютерной техники
7
Первое поколение ЭВМ
Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов. Скорость счета
самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тысяч операций в
секунду. Для ввода программ и данных использовались перфоленты и
перфокарты. Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла
вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным
образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с
переработкой больших объемов данных. Это были довольно громоздкие
сооружения, содержавшие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни
квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт.
Программы для таких машин составлялись на языках машинных
команд, поэтому программирование в те времена было доступно немногим.
Принято считать, что первое поколение ЭВМ появилось в ходе Второй мировой
войны после 1943 года, хотя первым работающим представителем следовало
бы считать машину V-1 (Z1) Конрада Цузе, продемонстрированную друзьям и
Гг родственникам в 1938 году. Это была первая электронная (построенная на
самодельных аналогах реле) машина, капризная в обращении и ненадёжная в
вычислениях. В мае 1941 года в Берлине Цузе представил машину Z3,
вызвавшую восторг у специалистов. Несмотря на ряд недостатков, это был
первый компьютер, который, при других обстоятельствах, мог бы иметь
коммерческий успех.
Принято считать, что первое поколение ЭВМ появилось в ходе Второй
мировой войны после 1943 года, хотя первым работающим представителем
следовало бы считать машину V-1 (Z1) Конрада Цузе, продемонстрированную
друзьям и Гг родственникам в 1938 году. Это была первая электронная
(построенная на самодельных аналогах реле) машина, капризная в обращении и
ненадёжная в вычислениях. В мае 1941 года в Берлине, Цузе представил
машину Z3, вызвавшую восторг у специалистов. Несмотря на ряд недостатков,
История развития компьютерной техники
8
это был первый компьютер, который, при других обстоятельствах, мог бы
иметь коммерческий успех.
Однако первыми ЭВМ считаются английский Colossus (1943 г.) и
американский ENIAC (1945 г.). ENIAC был первым компьютером на
вакуумных лампах.
ЭВМ первого поколения в качестве элементной базы использовали
электронные лампы и реле; оперативная память выполнялась на триггерах,
позднее на ферритовых сердечниках. Элементная база первых вычислительных
машин – электронные лампы – определяла их большие габариты, значительное
энергопотребление, низкую надежность и, как следствие, небольшие объемы
производства и узкий круг пользователей, главным образом, из мира науки. В
таких машинах практически не было средств совмещения операций
выполняемой программы и распараллеливания работы различных устройств;
команды выполнялись одна за другой, АЛУ простаивало в процессе обмена
данными с внешними устройствами, набор которых был очень ограниченным.
Объем оперативной памяти БЭСМ-2, например, составлял 2048 39-разрядных
слов, в качестве внешней памяти использовались магнитные барабаны и
накопители на магнитной ленте. Очень трудоемким и малоэффективным был
процесс общения человека с машиной первого поколения. Как правило, сам
разработчик, написавший программу в машинных кодах, вводил ее в память
ЭВМ с помощью перфокарт и затем вручную управлял ее выполнением.
Электронный монстр на определенное время отдавался в безраздельное
пользование программисту, и от уровня его мастерства, способности быстро
находить и исправлять ошибки и умения ориентироваться за пультом ЭВМ во
многом зависела эффективность решения вычислительной задачи. Ориентация
на ручное управление определяла отсутствие каких бы то ни было
возможностей буферизации программ.
История развития компьютерной техники
9
ЭВМ первого поколения отличались невысокой надежностью, требовали
системы охлаждения и имели значительные габариты. Процесс
программирования требовал значительного искусства, хорошего знания
архитектуры ЭВМ и ее программных возможностей. Сначала использовалось
программирование в кодах ЭВМ (машинный код) , затем появились автокоды и
ассемблеры, в определенной мере автоматизирующие процесс
программирования задач. ЭВМ первого поколения использовались для научно-
технических расчетов. Процесс программирования больше напоминал
искусство, которым занимался весьма узкий круг математиков, электроников и
физиков.
Все ЭВМ I-го поколения функционировали на основе электронных ламп, что
делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять. Эти компьютеры
были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли
приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли
огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.
История развития компьютерной техники
10
Притом для каждой машины использовался свой язык программирования.
Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и
устройства управления достаточно проста, программное обеспечение
практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и
быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты,
перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства, оперативные
запоминающие устройства были реализованы на основе ртутных линий
задержки электроннолучевых трубок.
Эти неудобства начали преодолевать путем интенсивной разработки средств
автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ,
упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность её
использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в
структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к
требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.
История развития компьютерной техники
11
Второе поколение ЭВМ
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор,
заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. В 60-х
годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения.
Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем
параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими.
Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч
операций в секунду. Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по
сравнению с ЭВМ первого поколения. Большое развитие получили устройства
внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных
лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ
информационно-справочные, поисковые системы (это связано с
необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы
информации). Во времена второго поколения активно стали развиваться языки
программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН,
АЛГОЛ, КОБОЛ. Программирование как элемент грамотности стало широко
распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием.
Второе поколение ЭВМ – это переход к транзисторной элементной базе,
появление первых мини-ЭВМ.
Компьютеры второго поколения обычно состояли из большого количества
печатных плат, каждая из которых содержала от одного до четырёх логических
вентилей или триггеров. В частности, IBM Standard Modular System определяла
стандарт на такие платы и разъёмы подключения для них. В 1959 году на
основе транзисторов IBM выпустила мейнфрейм IBM 7090 и машину среднего
класса IBM 1401. Последняя использовала перфокарточный ввод и стала самым
популярным компьютером общего назначения того времени: в период 1960—
1964 гг. было выпущено более 100 тыс. экземпляров этой машины. В ней
использовалась память на 4000 символов (позже увеличенная до 16 000
символов). Многие аспекты этого проекта были основаны на желании заменить
История развития компьютерной техники
12
перфокарточные машины, которые широко использовались начиная с 1920-х до
самого начала 1970-х гг. В 1960 году IBM выпустила транзисторную IBM 1620,
изначально только перфоленточную, но вскоре обновлённую до перфокарт.
Модель стала популярна в качестве научного компьютера, было выпущено
около 2000 экземпляров. В машине использовалась память на магнитных
сердечниках объёмом до 60 000 десятичных цифр.
В том же 1960 году DEC выпустила свою первую модель — PDP-1,
предназначенную для использования техническим персоналом в лабораториях
и для исследований.
В 1961 году Burroughs Corporation выпустила B5000, первый
двухпроцессорный компьютер с виртуальной памятью. Другими уникальными
особенностями были стековая архитектура, адресация на основе дескрипторов,
и отсутствие программирования напрямую на языке ассемблера.
Компьютер второго поколения IBM 1401, выпускавшийся в начале 1960-х,
занял около трети мирового рынка компьютеров, было продано более 10 000
таких машин.
Применение полупроводников позволило улучшить не только центральный
процессор, но и периферийные устройства. Второе поколения устройств
хранения данных позволяло сохранять уже десятки миллионов символов и
цифр. Появилось разделение на жёстко закреплённые (fixed) устройства
хранения, связанные с процессором высокоскоростным каналом передачи
данных, и сменные (removable) устройства. Замена кассеты дисков в сменном
устройстве требовала лишь несколько секунд. Хотя ёмкость сменных носителей
была обычно ниже, но их заменяемость давала возможность сохранения
практически неограниченного объёма данных. Магнитная лента обычно
применялось для архивирования данных, поскольку предоставляла больший
объём при меньшей стоимости.
История развития компьютерной техники
13
Во многих машинах второго поколения функции общения с периферийными
устройствами делегировались специализированным сопроцессорам. Например,
в то время как периферийный процессор выполняет чтение или пробивку
перфокарт, основной процессор выполняет вычисления или ветвления по
программе. Одна шина данных переносит данные между памятью и
процессором в ходе цикла выборки и исполнения инструкций, и обычно другие
шины данных обслуживают периферийные устройства. На PDP-1 цикл
обращения к памяти занимал 5 микросекунд; большинство инструкций
требовали 10 микросекунд: 5 на выборку инструкции и ещё 5 на выборку
операнда.
«Сетунь» была первым компьютером на основе троичной логики, разработана
в 1958 году в Советском Союзе. Первыми советскими серийными
полупроводниковыми ЭВМ стали «Весна» и «Снег», выпускаемые
с 1964 по 1972 год. Пиковая производительность ЭВМ «Снег» составила 300
000 операций в секунду. Машины изготавливались на базе транзисторов с
тактовой частотой 5 МГц. Всего было выпущено 39 ЭВМ.
Лучшей отечественной ЭВМ 2-го поколения считается БЭСМ-6, созданная
в 1966 году.
Получает дальнейшее развитие принцип автономии – он реализуется уже на
уровне отдельных устройств, что выражается в их модульной структуре.
Устройства ввода-вывода снабжаются собственными УУ (называемыми
контроллерами), что позволило освободить центральное УУ от управления
операциями ввода-вывода.
Совершенствование и удешевление ЭВМ привели к снижению удельной
стоимости машинного времени и вычислительных ресурсов в общей стоимости
автоматизированного решения задачи обработки данных, в то же время
расходы на разработку программ (т.е. программирование) почти не снижались,
а в ряде случаев имели тенденции к росту. Таким образом, намечалась
тенденция к эффективному программированию, которая начала
История развития компьютерной техники
14
реализовываться во втором поколении ЭВМ и получает развитие до настоящего
времени.
Начинается разработка на базе библиотек стандартных программ
интегрированных систем, обладающих свойством переносимости, т.е.
функционирования на ЭВМ разных марок. Наиболее часто используемые
программные средства выделяются в ППП для решения задач определенного
класса.
Совершенствуется технология выполнения программ на ЭВМ: создаются
специальные программные средства - системное ПО.
Цель создания системного ПО – ускорение и упрощение перехода
процессором от одной задачи к другой. Появились первые системы пакетной
обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой
и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы
пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем,
они стали первыми системными программами, предназначенными для
История развития компьютерной техники
15
управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной
обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с
помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу
он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких
заданий, как правило, в виде колоды перфокарт, получила название пакета
заданий. Этот элемент жив до сих пор: так называемые пакетные (или
командные) файлы MS DOS есть не что иное, как пакеты заданий (расширение
в их имени bat является сокращением от английского слова batch, что означает
пакет).
К отечественным ЭВМ второго поколения относятся Проминь, Минск, Раздан,
Мир.
История развития компьютерной техники
16
Третье поколение ЭВМ
Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе —
интегральных схемах: на маленькой пластине из полупроводникового
материала, площадью менее 1 см
2
монтировались сложные электронные схемы.
Их назвали интегральными схемами (ИС). Первые ИС содержали в себе
десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). Когда
степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали
называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились
сверхбольшие интегральные схемы — СБИС. ЭВМ третьего поколения начали
производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM
приступила к выпуску системы машин IBM-360. В Советском Союзе в 70-х
годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ). Переход к
третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ.
Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на
одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным
(многопрограммным) режимом. Скорость работы наиболее мощных моделей
ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах
третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств —
магнитные диски. Широко используются новые типы устройств ввода-вывода:
дисплеи, графопостроители. В этот период существенно расширились области
применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы
искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования
(САПР) и управления (АСУ). В 70-е годы получила мощное развитие линия
малых (мини) ЭВМ.
Элементная база ЭВМ – малые интегральные схемы (МИС), содержавшие на
одной пластинке сотни или тысячи транзисторов. Управление работой этих
машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления
использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы
вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент. Машины
История развития компьютерной техники
17
предназначались для широкого использования в различных областях науки и
техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными
объектами и др.). Благодаря интегральным схемам удалось существенно
улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ и резко снизить
цены на аппаратное обеспечение. Например, машины третьего поколения по
сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем
оперативной памяти, увеличенное быстродействие, повышенную надежность,
а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились.
Интегральная схема, чип - "микроэлектронное изделие, имеющее высокую
плотность упаковки электрически соединенных элементов и рассматриваемое
как единое конструктивное целое". (Горохов П.К. Толковый словарь по
радиоэлектронике. Основные термины. М.: Русский язык, 1993). До
изобретения интегральной микросхемы (в 1958 г.) каждый компонент
электронной схемы изготавливался отдельно, а затем компоненты соединялись
посредством пайки. Появление интегральных микросхем изменило всю
технологию. При этом электронная аппаратура стала более дешевой.
Микросхема представляет собой многослойное хитросплетение сотен схем,
настолько крошечных, что их невозможно разглядеть невооруженным глазом.
В этих схемах есть и пассивные компоненты — резисторы, создающие
сопротивление электрическому току, и конденсаторы, способные накапливать
заряд. Однако самыми важными компонентами интегральных микросхем
являются транзисторы — приборы, способные как усиливать напряжение, так и
включать и выключать его, "разговаривая" на двоичном языке. Третье
поколение связывается с появлением ЭВМ с элементной базой на интегральных
схемах (ИС). В январе 1959 г. Д. Килби была создана первая интегральная
схема, представляющая собой тонкую германиевую пластинку длиной в 1 см.
Для демонстрации возможностей интегральной технологии фирма Texas
Instruments создала для ВВС США бортовой компьютер, содержащий 587
интегральных схем и объемом в 150 раз меньшим, чем у аналогичной ЭВМ
История развития компьютерной техники
18
старого образца. Но у интегральной схемы Килби был ряд существенных
недостатков, которые были устранены с появлением в том же году планарных
интегральных схем Р. Нойса. С этого момента ИС-технология начала свое
триумфальное шествие, захватывая все новые разделы современной
электроники и, в первую очередь, вычислительную технику.
Первые специальные бортовые ЭВМ по ИС-технологии проектируются и
строятся по заказам военного ведомства США. Новая технология обеспечивала
большие надежность, технологичность и быстродействие вычислительной
техники при существенном уменьшении ее габаритов. На одном квадратном
миллиметре интегральной схемы оказалось возможным размещать тысячи
логических элементов. Однако не только ИС-технология определила появление
нового поколения ЭВМ - ЭВМ третьего поколения, как правило, образуют
серии моделей, программно совместимых снизу вверх и обладающих
возрастающими от модели к модели возможностями. Вместе с тем, данная
технология позволяла реализовывать намного более сложные логические
архитектуры ЭВМ и их периферийного оборудования, что существенно
расширяло функциональные и вычислительные возможности ЭВМ.
История развития компьютерной техники
19
Наиболее важным критерием различия ЭВМ второго и третьего поколений
является существенное развитие архитектуры ЭВМ, удовлетворяющей
требованиям как решаемых задач, так и работающих на них программистов. С
разработкой экспериментальных ЭВМ Stretch фирмы IBM и Atlas
Манчестерского университета подобная концепция архитектуры ЭВМ стала
реальностью; воплотила ее уже на коммерческой основе фирма IBM созданием
широко известной серии IBM/360. Частью ЭВМ становятся операционные
системы, появились возможности мультипрограммирования; многие задачи
управления памятью, устройствами ввода/вывода и другими ресурсами стали
брать на себя операционные системы или же непосредственно аппаратная часть
ЭВМ.
Первой такой серией, с которой принято вести отсчет третьего поколения,
является широко известная серия моделей IBM Series/360 (или кратко
IBM/360), серийный выпуск которой был начат в США в 1964 г; а уже к 1970 г.
серия включала 11 моделей. Данная серия оказала большое влияние на
дальнейшее развитие ЭВМ общего назначения во всех странах в качестве
эталона и стандарта для многих проектных решений в области вычислительной
техники. Среди других ЭВМ третьего поколения можно отметить такие модели
как PDP-8, PDP-11, B3500 и целый ряд других. В СССР и других странах СЭВ с
1972 г. было начато производство Единой серии ЭВМ (ЕС ЭВМ), копирующей
(насколько это было технологически возможно) серию IBM/360. Наряду с
серией ЕС ЭВМ в странах СЭВ и СССР с 1970 г. было начато производство
серии малых ЭВМ (СМ ЭВМ), совместимой с известной PDP-серией.
Если модели серии IBM/360 не полностью использовали ИС-технологию
(применялись и методы миниатюризации дискретных транзисторных
элементов), то новая серия IBM/370 была реализована уже по 100%-й ИС-
технологии, сохраняла преемственность с 360-й серией, но ее модели имели
значительно более лучшие технические характеристики, более развитую
систему команд и ряд важных архитектурных новшеств.
История развития компьютерной техники
20
Значительно более мощным становится программное обеспечение,
обеспечивающее функционирование ЭВМ в различных режимах эксплуатации.
Появляются развитые системы управления базами данных (СУБД), системы
автоматизирования проектных работ (САПР) различного назначения,
совершенствуются АСУ, АСУТП и др. Большое внимание уделяется созданию
пакетов прикладных программ (ППП) различного назначения. По-прежнему
появляются новые и развиваются существующие языки и системы
программирования, количество которых достигает уже порядка 3000. Наиболее
широкое применение ЭВМ третьего поколения нашли в качестве технической
основы создания больших и сверхбольших информационных систем. Важную
роль в решении данной проблемы сыграло создание программного обеспечения
(СУБД), обеспечивающего создание и ведение баз и банков данных различного
назначения. Разнообразие вычислительных и программных средств, а также
периферийного оборудования поставило на повестку дня вопросы
эффективного выбора комплексов программно-вычислительных средств для
тех или иных приложений.
О развитии ВТ третьего поколения в СССР следует сказать особо. Для
выработки единой технической политики в области вычислительной техники в
1969 г. по инициативе Союза была создана Межправительственная комиссия с
Координационным центром, а затем и Советом главных конструкторов. Было
принято решение о создании аналога серии IBM/360 в качестве основы
вычислительной техники стран СЭВ. Для этого были сконцентрированы усилия
больших научно-исследовательских и проектно-конструкторских коллективов,
привлечено более 20 тыс. ученых и высококвалифицированных специалистов,
создан крупный научно-исследовательский центр вычислительной техники
(НИЦЭВТ), что позволило в начале 70-х годов наладить серийное производство
первых моделей ЕС ЭВМ. Сразу же следует отметить, что модели ЕС ЭВМ
(особенно первые) являлись далеко не лучшими копиями соответствующих
оригиналов серии IBM/360.
История развития компьютерной техники
21
Конец 60-х годов в СССР характеризуется большим разнообразием
несовместимых средств вычислительной техники, серьезно уступающим по
основным показателям лучшим зарубежным моделям, что потребовало
выработки более разумной технической политики в данном стратегически
важном вопросе. Принимая во внимание весьма серьезное отставание в этом
вопросе от развитых в компьютерном отношении стран (и в первую очередь, от
извечного конкурента - США) и было принято вышеуказанное решение,
выглядевшее весьма заманчиво - использовать отработанную и
апробированную в течение 5 лет и уже хорошо зарекомендовавшую себя IBM-
серию с целью быстрого и дешевого внедрения ее в народное хозяйство,
открывая широкий доступ к весьма богатому программному обеспечению,
созданному к тому времени за рубежом. Но все это являлось лишь тактическим
выигрышем, стратегии же развития отечественной вычислительной техники
был нанесен мощный нокаутирующий удар.
История развития компьютерной техники
22
Четвертое поколение ЭВМ
Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году,
когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора.
Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная
выполнять функции основного блока компьютера — процессора.
Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические
устройства: станки, автомобили, самолеты. Соединив микропроцессор с
устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип
компьютера: микроЭВМ. МикроЭВМ относятся к машинам четвертого
поколения. Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников
являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная
дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной
продаже. Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются
персональные компьютеры (ПК). Первый ПК появился на свет в 1976 году в
США. С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская
фирма IBM. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая
стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК.
Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer).
Появление и распространение ПК по своему значению для общественного
развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали
компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа
машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже
становится невозможным обойтись в большинстве областей человеческой
деятельности. Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения, это —
суперкомпьютер. Машины этого класса имеют быстродействие сотни
миллионов и миллиарды операций в секунду. Суперкомпьютер – это
многопроцессорный вычислительный комплекс.
Элементная база ЭВМ – большие интегральные схемы (БИС). Наиболее яркие
представители четвертого поколения ЭВМ – персональные компьютеры (ПК).
История развития компьютерной техники
23
Связь с пользователем осуществлялась посредством цветного графического
дисплея с применением языков высокого уровня.
Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники,
разработанное после 1970 года.
Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по
мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению
стоимости производства компьютеров.
В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ оказалось возможным
разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см
2
.). БИСы применялись
уже в таких компьютерах, как “Иллиак”, ”Эльбрус”, ”Макинтош ”.
Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в
секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов. В таких
машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими
наборами операндов.
C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой
многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую
память и общее поле внешних устройств. Ёмкость оперативной памяти порядка
1 - 64 Мбайт.
Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к
некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало
предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business
Machines Corporation) — ведущей компании по производству больших ЭВМ, и
в 1979 г. фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных
компьютеров, создав первые персональные компьютеры- IBM PC.
Машины предназначались для резкого повышения производительности труда
в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту.
Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности
компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что привело
к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости. Все это
История развития компьютерной техники
24
оказывает существенное воздействие на логическую структуру (архитектуру)
ЭВМ и на ее ПО. Более тесной становится связь структуры машины и ее
программного обеспечения, особенно операционной системы (ОС) (или
монитора) – набора программ, которые организуют непрерывную работу
машины без вмешательства человека.
История развития компьютерной техники
25
Сравнительные характеристики поколений ЭВМ
Поколения ЭВМ
I
II
III
IV
1948 - 1958 гг.
1959 - 1967 гг.
1968 - 1973 гг.
1974 - наст. время.
Электронные
лампы – диоды и
триоды.
Полупроводнико
вые приборы.
Малые
интегральные схемы
(МИС), содержавшие
на одной пластинке
сотни или тысячи
транзисторов.
Большие
интегральные
схемы (БИС).
ЭВМ
размещались в
нескольких
больших
металлических
шкафах,
занимавших
целые залы.
ЭВМ выполнена
в виде
однотипных
стоек. Также ЭВМ
размещались в
нескольких
больших
металлических
шкафах, но во II
поколении
уменьшились
размеры и масса.
ЭВМ выполнена в
виде однотипных
стоек.
Высокая степень
интеграции
способствовала
увеличению
плотности
компоновки
электронной
аппаратуры,
повышению ее
надежности, что
привело к
увеличению
быстродействия
ЭВМ и снижению
ее стоимости.
Компактные ЭВМ -
персональные
компьютеры.
Десятки.
Тысячи.
Десятки тысяч.
Миллионы.
10 - 20 тыс.
операций в
секунду.
100 - 1000 тыс.
операций в
секунду.
1 - 10 млн. операций
в секунду.
10 - 100 млн.
операций в
секунду.
1:2 кбайта.
2 - 32 кбайта.
64 кбайта.
2 - 5 мбайт.
МЭСМ, БЭСМ-
2.
БЭСМ-6, Минск-
2.
IBM-360, IBM-370,
ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ.
IBM-PC, Apple.
Перфокарта,
перфолента.
Магнитная
лента.
Диск.
Гибкий и
лазерный диски.
История развития компьютерной техники
26
Заключение
Разработки в области вычислительной техники продолжаются. ЭВМ
пятого поколения — это машины недалекого будущего. Основным их
качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень. В них будет
возможным ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение», машинное
«осязание».
Машины пятого поколения — это реализованный искусственный интеллект.
В соответствии с общепринятой методикой оценки развития вычислительной
техники первым поколением считались ламповые компьютеры, вторым —
транзисторные, третьим — компьютеры на интегральных схемах, а четвёртым
— с использованием микропроцессоров. В то время как предыдущие поколения
совершенствовались за счёт увеличения количества элементов на единицу
площади (миниатюризации), компьютеры пятого поколения должны были стать
следующим шагом, и для достижения сверхпроизводительности,- осуществлять
взаимодействие неограниченного набора микропроцессоров.
ПК - настольный или портативный компьютер, который использует
микропроцессор в качестве единственного центрального процессора,
выполняющего все логические и арифметические операции. Эти компьютеры
относят к вычислительным машинам четвертого и пятого поколения. Помимо
ноутбуков, к переносным микрокомпьютерам относят и карманные
компьютеры — палмтопы. Основными признаками ПК являются шинная
организация системы, высокая стандартизация аппаратных и программных
средств, ориентация на широкий круг потребителей.
С развитием полупроводниковой техники персональный компьютер, получив
компактные электронные компоненты, увеличил свои способности вычислять и
запоминать. А усовершенствование программного обеспечения облегчило
работу с ЭВМ для лиц с весьма слабым представлением о компьютерной
технике. Основные компоненты: плата памяти и дополнительное
История развития компьютерной техники
27
запоминающее устройство с произвольной выборкой (РАМ); главная панель с
микропроцессором (центральным процессором) и местом для РАМ; интерфейс
печатной платы; интерфейс платы дисковода; устройство дисковода (со
шнуром), позволяющее считывать и записывать данные на магнитных дисках;
съемные магнитные или гибкие диски для хранения информации вне
компьютера; панель для ввода текста и данных.
Сейчас ведутся интенсивные разработки ЭВМ V поколения. Разработка
последующих поколений компьютеров производится на основе больших
интегральных схем повышенной степени интеграции, использования
оптоэлектронных принципов (лазеры, голография). Ставятся совершенно
другие задачи, нежели при разработки всех прежних ЭВМ. Если перед
разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи, как увеличение
производительности в области числовых расчётов, достижение большой
ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения
является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать
логические выводы из представленных фактов), развитие "интеллектуализации"
компьютеров - устранения барьера между человеком и компьютером.
Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или
печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по
голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой. Это позволит общаться
с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальных знаний в
этой области. ЭВМ будет помощником человеку во всех областях.
В своем реферате, я рассказала об истории развития компьютерной техники. Я
думаю, что информация, содержащаяся в этом реферате, будет полезна.
История развития компьютерной техники
28
Список литературы и интернет ресурсов
http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/IZISK/INFORMAT/METOD/3/frame/2.htm
http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%F1%F2%EE%F0%E8%FF_%E2%FB%F7%E8
%F1%EB%E8%F2%E5%EB%FC%ED%EE%E9_%F2%E5%F5%ED%E8%EA
%E8
http://www.gym075.edusite.ru/istoriyavt.html
http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/IZISK/INFORMAT/METOD/3/frame/2.htm
Скачать материал

Информатика - еще материалы к урокам: