Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Электронные вычислительные машины





Первая ЭВМ на основе электронных вакуумных ламп с нитью накаливания была создана по заказу артиллеристов в Пенсильванском университете в 1946 году – это машина ENIAC (Electronic Numeral Integrator and Computer).

Рисунок 2.6 ЭВМ ENIAC

На роль первой вычислительной машины также претендуют созданные в 1943 году вычислитель Collosus, разработанный под руководством Макса Ньюмена и при участии Алана Тьюринга, а также специализированный электронный калькулятор Джорджа Атанасова - ABC (Atanasoff Berry Computer). Это были вычислительные машины с программным управлением, но программа набиралась в них путем шнуровой коммутации, как в табуляторах (рис.2.5).

Рисунок 2. 7 Набор программы в машине ENIAC

В середине 40-х годов появились теоретические разработки, указывающие, что более эффективными могут быть машины с хранимой программой. По этому направлению следует отметить в первую очередь концепцию, выдвинутую в 1944 году американским инженером Дж. Эккертом, легшим в основу рекомендаций Норберта Винера и Джона фон Неймана[3].

Рекомендации по созданию эффективных электронных вычислительных машин были изложены Винером в его книге «Кибернетика». Винер написал: «В настоящее время существует два типа вычислительных машин:

· машины, подобные дифференциальному анализатору Буша, именуемые аналоговыми машинами. В них данные изображаются величинами, измеряемыми по какой либо непрерывной шкале, так что точность машины определяется точностью построения этой шкалы.

· машины, подобные обычному арифмометру, которые называются цифровыми машинами; в них данные изображаются серией выборов из нескольких возможностей, а точность определяется четкостью различения отдельных возможностей при каждом выборе и числом сделанных выборов».



Н.Винер писал: «Мы видим, что для точных вычислений цифровые машины, во всяком случае, лучше, а из них - лучше всего машины с двоичной системой, у которой при каждом выборе представляется лишь две возможности. Употребление нами машин с десятичной шкалой обусловлено просто той исторической случайностью, что десятичная система, основанная на числе пальцев, уже была в употреблении, когда индусы сделали свое великое открытие, выявив значение нуля и преимущество позиционной системы счисления» [с.148]. И чуть дальше: «В случае идеальной вычислительной машины все данные должны быть введены в машину в начале работы, и затем она должна по возможности быть свободна от человеческого вмешательства до конца работы. Это означает, что в машину должны быть введены вначале не толь все цифровые данные, но и все правила их сочетания в виде инструкций, учитывающих любую ситуацию, которая может возникнуть в ходе вычислений. Поэтому вычислительная машина должна быть не только арифметической, но также и логической машиной, и должна комбинировать возможности согласно систематическому алгоритму. Существует много алгоритмов, которые можно использовать для комбинирования возможностей; но простейший из них известен как алгебра логики, или булева алгебра» [с.149].

Широко известная концепция построения ЭВМ, предложенная профессором Принстонского института Дж. фон Нейманом (рис. 2.6) во многом перекликается с концепцией Винера. Основные принципы Дж. фон Неймана организации ЭВМ:

1. Принцип двоичного кодирования. Электронные машины должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления.

2. Принцип программного управления. Машина выполняет вычисления по программе. Программа состоит из набора команд, которые исполняются автоматически друг за другом в определенной последовательности.

3. Принцип хранимой программы. В процессе решения задачи, программа ее исполнения должна размещаться в запоминающем устройстве машины, обладающем высокой скоростью выборки и записи.

4. Принцип однотипности представления чисел и команд. Программа, так же как и числа, с которыми оперирует машина, записываются в двоичном коде. По форме представления команды и числа однотипны, а это дает возможность машине исполнять операции над командами программы.

5. Принцип иерархичности памяти. Трудности реализации единого емкого быстродействующего запоминающего устройства требует иерархического построения памяти. По меньшей мере должно быть два уровня иерархии: основная память и внешняя память.

6. Принцип адресности основной памяти. Основная память должна состоять из пронумерованных ячеек, каждая из которых доступна программе в любой момент времени по ее двоичному адресу или по присвоенному ей имени (имя ячейке присваивается в программе, и соответствующий этому имени адрес должен храниться в основной памяти на протяжении всего времени выполнения программы).

Структура ЭВМ, предложенная Дж. фон Нейманом, должна содержать следующие устройства: управляющее устройство, арифметическое устройство, основную (оперативную) память, внешнюю память, устройство ввода программ и данных, устройство вывода результатов расчетов, пульт ручного управления (рис. 2.7).

Рисунок 2.9 Структура фон-Неймановской ЭВМ

Рекомендации Винера и Неймана быстро нашли свое воплощение в новых ЭВМ, созданных уже в конце сороковых – начале пятидесятых годов. В первую очередь следует отметить американские ЭВМ: ЭДСАК, СЕАК, ЭДВАК и первые, поступившие в открытую продажу в 1949 г, серийные машины с хранимой программой UNIVAC - UNIVersal Automatic Computer (рис. 2.8) и IBM 701.

Рисунок 2.10 Машина UNIVAC

Основные характеристики компьютера UNIVAC:

· Ввод данных - с магнитной ленты, емкостью 1,4 Мб и с перфокарт.

· Машинное слово — 78 бит, емкость ОЗУ — 1000 слов, для хранения которых использовалось 100 ртутных линий задержки (ЛЗ) с обратной связью (импульсы с выхода ЛЗ подаются обратно на ее вход, и таким образом машинное слово непрерывно циркулирует по линии задержки).

· Производительность: сложение за 500 мкс, умножение за 2,5 мс. Имелся контроль достоверности преобразований информации, основанный на сравнении результатов работы наиболее важных задублированных схем и на контроле четности.

В начале 50-х к американским машинам присоединились и советские ЭВМ. Основоположник компьютерной техники в СССР академик Сергей Александрович Лебедев (рис.2.9), под руководством которого было создано около 10 типов ЭВМ. Первой по заказу атомщиков в 1951 голу в Киеве под его руководством была создана первая отечественная машина МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина); в 1952 году машина БЭСМ (Быстродействующая ЭСМ, имевшая позже продолжения: БЭСМ 2, БЭСМ 4, БЭСМ 6 – рис. 2.10).

Рисунок 2.12 Машина БЭСМ 6

Популярная машина БЭСМ 2 (рис. 2.11) имела следующие характеристики:

· Разрядность машины - 39 бит.

· Разрядность числа с плавающей запятой: мантисса — 32 бита, порядок — 5 бит, 1 бит знак мантиссы и 1 бит знак порядка.

· Диапазон чисел от 10-9 до 109.

· Формат с фиксированной запятой для дробных чисел, меньше 1.

· Двоично-кодированное представления десятичных чисел.

· Быстродействие – до 10000 операций в секунду.

· Одно-, двух- , трехадресные и безадресные команды. Разрядность адресов — 11 бит, кода операции — 6 бит.

· Количество команд - 32: 9 арифметических операций, 6 логических операций, 8 – передачи кодов, 9 операций управления.

· Запоминающие устройства:

· ОЗУ на ферритовых сердечниках емкостью 2048 39-разрядных чисел со временем обращения 10 мкс.

· ОЗУ на магнитных барабанах: 2 барабана по 5000 чисел со средним временем доступа 40 мс и скоростью считывания 800 чисел/с.

· ВЗУ на магнитных лентах: 4 шт. по 30000 чисел со скоростью считывания 400 чисел/с.

· Скорость ввода с перфоленты – 20 кодов/с, скорость печати – 20 чисел/с

Машина содержала 4000 электронных ламп, 5000 полупроводниковых диодов, 200000 ферритовых сердечников. Потребляемая мощность – 35 Квт (без мощности вентиляторов).

ПРИМЕЧАНИЕ

В составе большинства указанных ЭВМ можно назвать и различные их модификации. Так, машины «Минск» — одни из лучших отечественных ЭВМ того времени имели модели: «Минск 1», «Минск 2», «Минск 22», «Минск 23», «Минск 32». Следует также отметить одну из немногих машин, полностью основанных на отечественной разработке, интересную ЭВМ «Рута-110», не получившую широкого распространения из-за специфического программного обеспечения.

Рисунок 2.13 Блок-схема БЭСМ 2

 

В пятидесятые–шестидесятые годы 20 века были разработаны еще более десятка советских ЭВМ: «Стрела», «Урал», «Минск», М-20, М-220 и др. У истоков создания советской вычислительной техники стояли крупные отечественные ученые: Б.И. Рамеев, Ю.А. Базилевский, И.С. Брук, А.А. Ляпунов, Б.Н. Наумов, В.М. Глушков (директор Киевского института кибернетики - рис. 2.12). Глушков В.М. является автором семейств ЭВМ «Мир» и «Днепр», популярной в 1960-е годы программы «АСУпизации всей страны» - программы массовой разработки автоматизированных систем управления.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы предпосылки создания ЭВМ.

2. Назовите основные разновидности механических счетных машин.

3. Дайте общую характеристику электромеханических счетных машин.

4. Назовите первую в мире ЭВМ.

5. Каковы концепции построения ЭВМ, сформулированные Н. Винером и Дж фон Нейманом.

6. В чем сущность понятия «ЭВМ с хранимой программой»?

7. Нарисуйте функциональную блок-схему машины фон Неймана.

8. Назовите первую ЭВМ с хранимой программой.

9. Назовите основные характеристики ЭВМ UNIVAC.

10. Назовите модели первых отечественных ЭВМ.

11. Назовите советских ученых, создавших первые ЭВМ.


Глава 3. Эволюция ЭВМ

После изучения главы студент должен знать:

· Особенности архитектуры и программно-алгоритмических принципов построения: ЭВМ 1-го поколения (1950 -1960 г.г.); ЭВМ 2-го поколения (1960 -1970 г.г.); ЭВМ 3-го поколения (1970 -1980 г.г.); ЭВМ 4-го поколения (1980 -1990 г.г.); ЭВМ 5-го поколения (1990 -2000 г.г.); ЭВМ 6-го и последующих поколений.

· Основные характеристики отечественных ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ.

Поколения ЭВМ

Поколения ЭВМ, начиная с 1950 г., кардинально обновлялись каждые 7–10 лет, изменялись конструктивно-технологические и программно-алгоритмические принципы построения и использования ЭВМ. В связи с этим правомерно говорить о поколениях вычислительных машин, каждому поколению можно отвести 10 лет.

Е поколение ЭВМ: 1950 – 1960-е годы

Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах с нитью накала. В качестве оперативных запоминающих устройствах использовались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и электромагнитные линии задержки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), позже применялись магнитные ферритовые сердечники, а в качестве внешних запоминающих устройств – накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерных коммутаторах. Напряжения питания компьютерных схем составляли десятки–сотни вольт, в случае использования ЭЛТ - киловольты, ЭВМ потребляли несколько десятков киловатт. Архитектура ЭВМ включала центральное устройство управления (УУ), обеспечивающие строго последовательную работу всех основных устройств. Быстродействие ЭВМ определялось тактовой частотой работы устройства управления – десятки-сотни Кгц. Ввод–вывод информации осуществлялся с перфокарт, перфолент, магнитных лент или с клавиатуры.

Программирование работы ЭВМ 1-го поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, программы были жестко ориентированы на конкретную модель машины. По данным американской статистики для разработки и отладки программы размером 10 тыс. машинных команд затрачивалось примерно столько же человеко-часов работы программистов. В середине 50-х годов появились машинно-ориентированные языки типа языков символического кодирования (ЯСК), вместо двоичной записи команд и адресов стали применять символьную запись и десятичные числа. В 1956 году был создан первый язык программирования высокого уровня для математических задач – язык ФОРТРАН, а в 1958 году универсальный язык программирования АЛГОЛ.

Машины 1-го поколения, по образному выражению академика В.М.Глушкова, это «большие арифмометры», ибо и программы и данные вводились в память ЭВМ непосредственно перед решением каждой конкретной задачи, результаты решения сразу же выводились из машины для дальнейшего неавтоматизированного использования. Сфера применения ЭВМ - научно-технические задачи, для которых характерны малый объем входной и выходной информации и большое количество вычислительных операций ее обработки. Надежность этих машин была крайне низкой – несколько десятков часов наработки на отказ. Для поддержания надежности машины требовали регулярного ежесуточного, еженедельного и ежемесячного профилактического обслуживания, во время которого выявлялись и заменялись потенциально ненадежные элементы (еженедельное обслуживание было более тщательным, нежели ежесуточное, а ежемесячное еще более трудоемким). Работал на машине непосредственно программист, чуть позже – оператор, но и тот и другой общались с ЭВМ посредством громадного пульта, имевшего большое число переключателей (тумблеров) и световых индикаторов (лампочек), отображавших информацию в двоичной системе счисления (горит - не горит лампочка). Организационно ЭВМ эксплуатировались в составе вычислительных центров, причем для эффективного использования каждой ЭВМ необходим был штат 10 – 20 программистов (программы с одной машины на другую как правило не переносились). В те годы количество программистов существенно превышало количество имевшихся ЭВМ (в 1960 году во всем мире насчитывалось всего несколько тысяч машин). Названные ранее ЭВМ, начиная от UNIVAC и заканчивая БЭСМ 2, первыми моделями «Минск», «Урал», относятся к 1-му поколению вычислительных машин.

Е поколение ЭВМ: 1960 – 1970-е годы

Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых[4] и магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые микротрансформаторы). В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажем (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивает большую гибкость использования компьютеров.

Тактовые частоты работы электронных схем повысились до сотен Кгц. Напряжение питания схем снизилось до 10–15 вольт, потребляемая мощность до сотен ватт. Надежность работы ЭВМ существенно возросла – до нескольких сотен часов наработки на отказ. Регулярное профилактическое обслуживание по-прежнему требовалось. В оперативных запоминающих устройствах чаще всего использовались миниатюрные тороидальные ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса (для хранения одного бита информации требовались 1 или 2 сердечника с наружным диаметром 1–1,2 мм). Постоянные запоминающие устройства были трансформаторные (один тороидальный сердечник наружным диаметром 3 – 4 мм использовался для хранения битов одного разряда нескольких сотен чисел; для хранения кода «1» провод «прошивался» в отверстие сердечника, для хранения кода «0» провод проходил мимо сердечника). Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках[5] и на флоппи-дисках – промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.

В 1964 году появился первый монитор для компьютеров – IBM-2250. Это был монохромный дисплей с экраном 12х12 дюймов и разрешением 1024х1024 пикселов и частотой кадровой развертки 40 Гц. Устройство управления ЭВМ поддерживало систему прерываний программ, многопрограммную работу и параллельность использования устройств машины. Появились первые операционные системы и алгоритмические языки машинно-ориентированного низкоуровневого (ассемблеры) и высокоуровневого программирования (Фортран, Алгол, Кобол, Бейсик и др.). Программы стали переносимыми с одного типа компьютера на другой. Устройства машин и их программы стали больше ориентированы на обработку массивов информации. ЭВМ второго поколения стали применяться не только для решения научно-технических задач, но и для автоматизации процессов технологического и организационного (административного) управления. На базе полупроводниковых ЭВМ стали успешно создаваться автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП)[6] и системы автоматического управления технологическими процессами (САУ ТП). Создаваемые на базе компьютеров системы управления потребовали от ЭВМ более высокой производительности, а главное – надежности. В компьютерах стали широко использоваться коды с обнаружением и исправлением ошибок, встроенные схемы контроля. В машинах 2-го поколения были впервые реализованы режимы пакетной обработки и телеобработки информации.

Первой ЭВМ, в которой частично использовались полупроводниковые приборы вместо электронных ламп, была машина SEAC (Standarts Eastern Automatic Computer), созданная в 1951 году. Одними из первых полностью полупроводниковых машин были: TRADIC (TRAnsistor Digital Computer) – 1956 г. (малая машина), TX-0 (Transistor eXperimental computer – 0) – 1957 г. (малая машина)[7], IBM 7070 – 1957 г.[8] (большая машина), Philco – 1957 г., (большая машина), Recomp 2 – 1957 г. (малая машина), Univac Solid State – 1958 г. (большая машина), National Cash-304 -1958 г. (большая машина), Ramington Rand USS – 1958 г. (малая машина), IBM 7090 – 1959 г. (большая машина), IBM 1401 – 1959 г. (малая машина), Univac 3 – 1959 г. (большая машина). Стоимость больших машин составляла от $ 500 000 до $ 2 300 000, малых машин – до $ 300 000. Заслуживает внимания и первая (1961 год) супер-малая полупроводниковая машина IBM 1620, размещавшаяся (без накопителя на магнитной ленте) на конторском столе (стоимость этой машины была $75 000). В начале 60-х годов полупроводниковые машины стали производиться и в СССР. Основные характеристики некоторых полупроводниковых отечественных машин представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Характеристики отечественных ЭВМ 2-го поколения

Модель ЭВМ Производительность (операц./сек)[9] Разрядность (бит) Адресность7 Емкость ОЗУ Цикл ОЗУ   мкс
Минск 22 5.103 8 К чисел
Минск 32 4.104 64К чисел
БЭСМ 4 2.104 8 К чисел
БЭСМ 6 32 К чисел
М 220 7.104 32 К чисел
Урал 14 5.104 64 К чисел
Урал 16 5.104 512 К чисел

В 60-е годы мировое количество ЭВМ возросло по сравнению с 50-ми годами на порядок. Так в 1966 году количество установленных машин составляло: в США -27000, в Западной Европе – 6000, в Японии – 1900. В середине 60-х и у нас в стране и за рубежом внимание впервые акцентировали на надежности ЭВМ и их системном использовании. Поэтому в СССР было принято постановление ЦК КПСС о разработке семейств ЭВМ на базе крупных компьютерных предприятий о создании строгой системы унификации схем и узлов ЭВМ. Стали разрабатываться программно-совместимые и технически-совместимые системы вычислительных машин. До этого, ввиду дефицита выпускаемых ЭВМ и длительного (иногда несколько лет) срока с момента заказа и до получения машины, ЭВМ часто разрабатывались и создавались небольшими группами специалистов на непрофильных предприятиях, что естественно, не гарантировало их качества. Что касается системного применения ЭВМ, то в середине 60-х годов существенно изменилась технология их использования. Появились технологии создания больших баз данных в памяти ЭВМ, осуществлялась выдвинутая академиком Глушковым программа «АСУПизации» всей страны, массового создания АСУП (автоматизированных систем управления предприятиями). При использовании ЭВМ рекомендовалось и программы, и данные постоянно хранить в памяти машины и использовать ее по мере надобности.

Основные направления совершенствования ЭВМ 2-го поколения:

1. Переход на полупроводниковую элементную базу и печатный монтаж.

2. Блочный принцип конструирования и унификация ячеек и блоков ЭВМ.

3. Облегчение программирования для ЭВМ.

4. Ориентация ЭВМ не только на вычислительную работу, но и на работу с массивами информации.

5. Повышение надежности работы машин, использование кодов с обнаружением и исправлением ошибок и встроенных схем контроля.

6. Расширение областей применения ЭВМ.

Е поколение ЭВМ: 1970 – 1980 годы

В 1958 году Р. Нойс изобрел малую кремниевую интегральную схему, в которой на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Эти схемы позже стали называться схемами с малой степенью интеграции (Small Scale Integrated circuits — SSI). В конце 60-х годов интегральные схемы стали применяться в ЭВМ, логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до единиц Мгц и снизились напряжение питания (единицы вольт), потребляемая мощность, существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.

В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрные ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители. Появился еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства на тригерных регистрах, имеющие огромное быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и быстродействующая КЭШ-память. Операционная система поддерживает технологию использования виртуальной памяти. Ввиду существенного усложнения как аппаратной, так и логической структуры ЭВМ 3-го поколения часто стали называть системами. Первыми ЭВМ этого поколения стали модели систем IBM (ряд моделей IBM 360) и PDP (PDP 1). В Советском Союзе в содружестве со странами Совета Экономической Взаимопомощи (Польша, Венгрия, Болгария, ГДР и др.) стали выпускаться модели Единой Системы (ЕС) и Системы Малых (СМ) ЭВМ.

Основные характеристики некоторых моделей ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ показаны в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Характеристики некоторых моделей ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ

Модель Производительность (операция в секунду)   Разрядность (бит) Основная адресность Емкость ОЗУ (Кб) Цикл ОЗУ (мкс)
ЕС–1020 2 10
ЕС–1030 6 10 1,5
ЕС–1040 4 10
ЕС–1050 5 10
ЕС–1025 6 10 1,5
ЕС–1035 1,5 10
ЕС–1045 8 10
ЕС–1055 6 10
ЕС–1060 1,6 10 0,6
ЕС–1066 4,5 10 0,4
СМ–2 2,5 10
СМ–4 2,5 10
СМ–1300 5 10
СМ–1600 5 10
СМ–1800 5 10

В 1972 году был создан первый суперкомпьютер ILLIAC 4, который имел производительность 20 MFLOPS (миллионов операций сложения чисел с плавающей запятой в секунду). Начиная с 1975 года фирмой Cray Research стали выпускаться суперкомпьютеры, суперкомпьютер Cray 1 имела оперативную память 8 Мбайт и производительность 160 MFLOPS.

В вычислительных машинах 3-го поколения значительное внимание уделялось уменьшению трудоемкости программирования, эффективности исполнения программ в машинах и улучшению общения оператора с машиной. Это обеспечивалось мощными операционными системами, эффективным прерыванием программ, режимом работы с разделением машинного времени, режимом работы в реальном времени, мультипрограммным режимом работы, с развитой системой автоматизации программирования и интерактивным режимом общения пользователей с ЭВМ с помощью видеомонитора или дисплея. Большое внимание уделялось повышению надежности работы ЭВМ, облегчению технического обслуживания. Достоверность информации и надежность ЭВМ обеспечиваются повсеместным использованием кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок (корректирующие коды Хемминга и циклические коды). В машинах 3-го поколения существенно более развиты системы телеобработки информации, позволяющие, в частности, пользователям через удаленные терминалы (абонентские пункты) выполнять обработку своей информации на вычислительных центрах коллективного пользования (ВЦКП), передавать и получать информацию по каналам связи с ЭВМ.

На основе машин 3-го поколения были организованы многочисленные информационно-вычислительные сети различного типа и назначения. Акцент в использовании машин был смещен от чисто вычислительной к информационной работе. В систему команд были введены многие операции работы с кодированной буквенной информацией, активно стала использоваться специальная единица информации – байт. Большое развитие получили и разнообразные устройства ввода-вывода информации.

Модульная организация вычислительных машин и модульное построение их операционных систем создали широкие возможности для изменения конфигурации вычислительных систем. В связи с этим возникло новое понятие «архитектура вычислительной системы», определяющей логическую организацию этой системы с точки зрения пользователя и программиста.

Е поколение ЭВМ: 1980 -1990 годы

Революционным событием в развитии компьютерных технологий четвертого поколения машин было создание больших и сверхбольших интегральных схем, микропроцессора (1969 г.) и персонального компьютера. Начиная с 1980 года практически все ЭВМ стали создаваться на основе микропроцессоров. Самым востребованным компьютером стал персональный.

Логические интегральные схемы в компьютерах стали создаваться на основе униполярных полевых CMOS–транзисторов с непосредственными связями, работающими с меньшими амплитудами электрических напряжений (единицы вольт), меньшей мощности, нежели биполярные, позволяющие реализовать прогрессивные технологии масштаба единиц микрон. Оперативная память стала строиться на интегральных CMOS–транзисторных схемах, причем непосредственно запоминающим элементом в них служила паразитная емкость между электродами (затвором и истоком) этих транзисторов.

Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 года два друга: Стив Джобс (1955 -2011 г.г.) — сотрудник фирмы Atari, и Стефан Возняк (1950 г.р.), работавший на фирме Hewlett. На базе интегрального 8-ми битного контроллера жестко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер «Apple», который имел бешеный успех. В начале 1977 г. была зарегистрирована фирма Apple Comp., и началось производство первого в мире персонального компьютера «Apple»[10].

Иногда встречающаяся информация о том, что первый ПК был представлен в 1981 году фирмой IBM, не соответствует истине, ибо фирма IBM всего лишь создала компьютер IBM PC (IBM 5150), запущенный в массовое производство. К этому времени фирма Apple уже разработала ПК Apple 2.

ПРИМЕЧАНИЕ

В настоящее время фирма Apple выпускает персональные компьютеры «Макинтош» (Макинтош – один из лучших сортов яблок в США), которые по многим параметрам превосходят компьютеры IBM PC.

В нашей стране поначалу тоже выпускали отечественные микропроцессоры: К580, К588, К1801, К1810 и др. и персональные компьютеры ЕС: 1840, 1841, 1842,1842, 1845, 1850, 1860, Искра 1030, 1031, ДВК, Электроника 85 и др. Но поскольку эти ПК не были конкурентоспособны на мировом рынке, наши компьютерные фирмы сейчас занимаются лишь «отверточной» сборкой ПК из комплектующих, выпускаемых в других странах.

В нашей стране в основном используются ПК типа IBM PC. Это можно объяснить следующими причинами:

· до начала 90-х годов США запрещали поставки в СССР передовых информационных технологий, к которым были отнесены и мощные компьютеры «Макинтош»,

· ПК «Макинтош» были существенно дороже IBM PC (в настоящее время цены на них сблизились),

· для IBM PC разработано значительно большее количество прикладных программ, что облегчает их использование в самых разных прикладных областях.

Эволюция IBM PC:

1981 год, выпуск первой модели IBM PC 5150. Его основные характеристики: процессор i8088 c тактовой частотой 4,75 МГц, емкость оперативной и постоянной памяти по 64 Кб, емкость дискеты 5,25” флоппи дисковода 160 Кб.

1982 год. Удвоена емкость дискет, выпущена MS DOS 1.1.

1983 год. Выпущен IBM PC XT (eXtended Technology), RAM 640 Кб, винчестер — 10 Мб. Анонсирована операционная система DOS 2.0.

1984 год. Выпущен IBM PC AT (Advanced Technology), процессор — i80286, цветной монитор, винчестер — 20 Мб, операционная система DOS 3.1.

1986 год. Выпущен первый laptop (портативный ПК), вес — около 5 кг.

1987 год. Первый ПК с микропроцессором i386, дискеты — 3,5”.

1989 год. Первый ПК с микропроцессором i486.

1992 год. Анонсирована линейка ноутбуков Think Pad.

1994 год. Первый ПК с микропроцессором Pentium.

Новации в IBM PC последних лет указаны при рассмотрении архитектуры современных ПК. Из заслуживающих внимания прочих новых компьютерных разработок следует назвать:

1. 1980 год, фирма Seagate выпустила первый массовый винчестер, емкостью 5 Мб,

2. 1981 год, появился первый модем со скоростью передачи данных 2400 бод, в компьютерах стали применяться микропроцессоры с RISC–архитектурой. Концепция процессоров с набором усеченных команд была выдвинута еще в 1975 году.

3. 1982 год, фирма Intel разработала первые микросхемы столь популярной сейчас флэш-памяти.

4. 1990 год, фирма Apple для ПК Macintosh Portable предложила первый ЖК-монитор на основе активной матрицы.

Для компьютера PDP-11 разработаны операционные системы UNIX и LINUX, весьма удобные для работы в сети Интернет, получившие затем широкое распространение для всех типов ЭВМ. Появились эффективные системы объектно-ориентированного программирования (Visial C++, Visial Basic и др.), существенно облегчающие труд программистов.

Для использования ЭВМ уже не надо было несколько программистов, в середине 80-х годов 1 программист приходился в среднем на 10 машин. Динамика мирового парка универсальных ЭВМ (1) и общей численности профессиональных программистов (2) показана на рис. 3.1 [25, c.146].









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.