История появления ПЭВМ.

Четвертое поколение(1980- настоящее время) Элементной базой машин четвертого поколения стали больше интегральные схемы (БИС) и сверхбольшие схемы. В 70 – х годах было налажено промышленное производство таких СБИС, в которых на поверхности кристалла кремния располагалось несколько десятков тысяч электронных компонентов. В результате резко сократились размеры машин, быстродействие возросло до десятки и сотни млн. оп/с, объем оперативной памяти стал измеряться в мегабайтах.

Третье поколение (70 –79 –е годы).Характеризуется рождением промышленной технологии создания интегральных схем (ИС). Удалось на поверхности кремниевой пластинки размером около 1 см создать электронную схему. ИС составили основу элементной базы машин третьего поколения. Быстродействие повысилось до 1 млн. оп/с, а оперативная память в отдельных ЭВМ расширилась до нескольких мегабайт.

Машины Фон-Неймановского типа.

Чтобы упростить процесс задания программ, Моучли и Эккерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти. В 1945 году к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман (американец венгерского происхождения), который подготовил доклад об этой машине. В отчете фон Неймана и его коллег Г.Голдстайна и А.Беркса (июнь 1946 г) были четко сформулированы требования к структуре компьютеров. Отметим важнейшие из них:

- Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.

- Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

- Принцип однородности памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

- Принцип адресности. Структурно основная память состоит их пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

 

Создание ЭНИАК положило начало развитию ЭВМ первого поколения (50 - е годы), элементной базой которых были вакуумные лампы. Быстродействие машин первого поколения имело порядок 10-20 тыс. оп/с. Но даже эти ЭВМ работали в тыс. раз быстрее, чем настольные клавишные вычислительные машины. Но надежность работы ламповых устройств была низкой.

Оперативная память изготавливалась из блоков ферритовых сердечников. Программы писались на языке машинных кодов, программист сам распределял ячейки памяти под программу, входные данные и получаемые результаты. Для ввода программ были использованы бумажные перфоленты.

Второе поколение. Начало 60 –х годов характеризуется внедрением новой элементной базы ЭВМ, полупроводников, транзисторов, которые пришли на смену электронных ламп. Быстродействие машин второго поколения имело порядок 100-500 тыс. оп/с. Сложнее стала архитектура ЭВМ, появились НМД и дисплей. Появилась возможность общаться с машиной в мультипрограммном режиме и режиме разделения времени. Произошел переход от написания программ на машинном языке к написанию их на алгоритмических языках. Но в то же время продолжался конфликт между медленно работающими устройствами ввода – вывода и быстродействием ЦП.

Общение с машиной организуется сразу с нескольких терминалов, широко используются дисплейные терминальные устройства. С машинами третьего поколения – пользователь получил возможность при общении с ЭВМ пользоваться как цифрой, так и графической информацией.

Первые ЭВМ были слишком дорогими, громоздкими и поэтому не имели массового применения. Они использовались только в крупных научных центрах, в космосе, обороне, в метеорологии.

Одним из революционных достижений в области вычислительной техники явилось создание персональных ЭВМ, которые можно отнести к отдельному классу машин четвертого поколения.

В 1981 IBM представила свой первый персональный компьютер – IBM PC. В то же время компания Microsoft начинает выпуск программного обеспечения для IBM PC.

• 5-е поколение, настоящее время: компьютеры с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с парал­лельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последо­вательных инструкций программы.
• 6-е и последующие поколения: оптоэлектронные компьютеры с массовым па­раллелизмом и нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

 

Развитие ЭВМ в СССР тесно связано с именем академика С.А. Лебедева, под руководством которого были созданы первые отечественные ЭВМ: в 1951 г. в Киеве (Украинская академия наук 1949г-?) – МЭСМ (Малая электронная вычислительная машина) и 1952 г. в Москве БЭСМ (Быстродействующая электронная - вычислительная машина). Лебедев руководил и созданием БЭСМ – 6 – лучшей в мире ЭВМ второго поколения (1967г), уровень которой по мнению экспертов, на несколько лет опередил уровень зарубежных аналогов. Обладая высоким быстродействием (1 мил. оп/с) она по своей архитектуре была ближе к ЭВМ третьего поколения и выпускались серийно до 1981 года. БЭСМ – 6 являлась самой распространенной ЭВМ для научных расчетов.

В 1970-х годах одна машина БЭСМ-6 стоила один миллион рублей ( в то время на эти деньги можно было купить 200 автомобилей Жигулей).

 

В 1960 – 70 годы в мире уже была создана индустрия по производству ЭВМ. Ведущие позиции здесь заняли такие фирмы как IBM (International Business Machines), DEC, CDC и т.д. Персональные ЭВМ начали выпускаться в середине 70 – х годов. Термин «персональный» означает, что ЭВМ предназначается для индивидуального пользователя. ПК – это небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждому из которых поручена определенная функция.

Огромную роль в популяризации ПК сыграли компьютерные журналы. Такие издания как “Radio Electronics”, “Popular Electronics” разжигали интерес к потенциалу микрокомпьютеров. По всей территории США возникли клубы любителей. Самым примечательным был компьютерный клуб Homebrew, образованный в марте 1975 года в Менло-Парке (штат Калифорния). В состав его первых членов входили Стив Джобс и Стив Возняк, позднее основавшие компанию Apple Macintosh.

Поэтому, когда появился первый микрокомпьютер, на него сразу же возник огромный спрос среди тысячи любителей, интерес которых подпитывался ежемесячно появившимися статьями в журналах.

Этим первым микрокомпьютером был “Altair -8800”, созданный в 1974 году небольшой компанией в Альбукерке (штат Нью-Мексико). В конце 1975 года Пол Ален и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Microsoft) создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы. Это тоже способствовало популярности ПК.

В 1976 г. был выпучен первый компьютер фирмы Apple под названием Macintosh.

 

В настоящее время ПЭВМ наиболее широко применяются в следующих областях:

· научно – исследовательская и инженерно – конструкторская работа (научная сфера)

· управление хозяйственно – экономической деятельностью (деловая сфера)

· образование

· бытовая сфера.

В 1980 году IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров. При этом она сразу сориентировалась не на 8 разрядный микропроцессор Intel – 8080, а на новый 16 разрядный Intel – 8088. Это позволило увеличить потенциальные возможности компьютера, так как новый микропроцессор позволял работать с 1 Мбайтом памяти, а при работе с его предшественниками приходилось втискивать все программы в 64 Кбайта. В августе 1981 года новый компьютер под названием IBM PC с операционной системой и трансляторами фирмы Microsoft был официально представлен публике, и вскоре после этого он приобрел большую популярность у пользователей. За каких-то пол года IBM продала 50 тыс. машин, а через два года обогнала Apple по объему продаж.

Однако вы должны знать следующее:

- кроме фирмы IBM, компьютеры этого типа выпускают сотни производители во всем мире.

- создано множество разновидностей ПК этого типа, которые различаются между собой производительностью, емкостью внутренней и внешней памяти и рядом функциональных возможностей.

- существуют ПК других типов, например, всемирно известные компьютеры Macintosh фирмы Apple – родоначальника ПК.

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите об информационных революциях в истории развития цивилизации.

2. Какие основные этапы прошла в своем развитии вычислительная техника?

3. Назовите основной элемент машин первого поколения?

4. Кто является основоположником отечественной ВТ?

5. Какие принципы заложены в основу работы компьютера?

6. Какая идея фон Неймана используется для организации работы компьютера?

7. В чем заключается вклад Ч.Бэббиджа в разработку идеи компьютера?