Архитектуры ЭВМ.

История создания персональных компьютеров.

Предшественники ПК были калькуляторы. Один из них с названием Альтаир был создан в 1974 году. Был разработан Эдвардом Робертсоном. Иногда его называют первым ПК. Зародилось в исследовательском центре фирмы xerox. Автором этой идеи является Алан Кей. Идея эта зародилась в 1972, а в 1977 году им было опубликовано описание портативного, интерактивного устройства с плоскопанельным сенсорным экраном, беспроводной системой коммуникаций, мультимедийными возможностоями. Кей назвал это устройство ноутбук, но этот проект не был завершён, в дальнейшем он работал в компании Apple, руководителем которой являлся Джоб. В этой кампании были созданы персональные компьютеры Макентош. Джобс был прекрасный менеджер, прекрасный управляющий, сам в разработках не занимался. Эта компания была создана в 1976 году Стивом Джобсом и Стивом Возняком. Они решили собрать ПК. Фирма этой разработкой не заинтересовалась и они в 2 в отцовском гараже собрали его и назвали Apple 1. Специалисты не оценили это создание, но не смотря на это, компьютер имел большой успех. В 1977 году вышел Apple 2, который имел цветной монитор. В 1985 году Джобс из-за разногласий с руководителем компании, покинул эту компанию, и основал новую компанию Next, однако ни старая, ни новая не смогли соперничать с IBM, Microsoft и компьютеры макентош отошли в тень. Позже Джобс вернулся в компанию Apple и несколько стабилизировал ситуацию. В 1981 году Возняк попал в авиакатастрофу, чудом остался жив, но серьёзно повредил лицо. Выйдя из больницы, он сразу уволился из компании, женился, закончил университет. Позже он пытался организовать собственные компании, но безуспешно. На звание первого компьютера претендуют несколько изделий, но только Apple 2 стал раньше остальных поставляться в пластиковом корпусе с цветным экраном и цифровой клавиатурой. Первый компьютер компании IBM появился только в 1981 году, а первым карманным компьютером стал компьютер Pilot, который создал Джеф Хоккинс.

*****************************************************************************

В 1966 году Михаил Флинн предложил классифицировать вычислительные системы по соотношению потоков команд и данных. Этот подход используется и до наших дней. Основоположником архитектуры ЭВМ, так называемый компьютер с полным набором команд, архитектура называется CISE, считают компанию IBM, с её базовой архитектурой IBM 360, ядро которой используется с 1964 года. Микропроцессоры фирмы Intel, архитектурные ряды которой достаточно близки к данной архитекруре. Для них характерно следующее (Признаки Cise-прцессоров):

1) Сравнительно небольшое число регистров общего назначения.

2) Большое количество машинных команд, некоторые из которых функционально аналогичны операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за несколько тактов.

3) Большое количество методов адресации.

4) Большое количество поддерживаемых форматов команд различно разрядности.

5) Преобладание двухадресного формата команд.

Далее появилась архитектура с сокращённым набором команд, так называемой RISC-системой. Они появились благодаря тому, что гдето в середине 70х годов некоторые разроботчики заметили, что даже у компьютеров сложной архитекртуры большая часть времени уходит на выполнение простых команд. Это наблюдение легло в основу работ по созданию IBM 801. Разработка её была завершена в 1979 году, это была первая машина Rics-архитектуры. Само это понятие RISC было введено Дэвидом Паттерсоном в 1980 году. Он был преподавателем университета Беркли. Основными чертами концепции RISC-архитектуры являются:

1) Одинаковая длина команд.

2) Единый формат команд или по крайней мере использование не более 2-3 форматов.

3) Оперантами всех арифметических и логических команд могут быть только регистры.

4) Команды выполняют только простые действия.

5) Выолнение любой команды производится не дольше чем за один такт.

6) Большой регистровый файл.

7) Только простая адресация.

В системах программирования для RISC- архитектуры всегда используют оптимизирующие компиляторы.

*****************************************************************************

Отечественные ЭВМ, созданные под руководством Сергея Александровича Лебедева в институте точной механики и вычислительной техники.

Основные универсальные ЭВМ 1 и 2 поколения разрабатывались в Советском Союзе по оригинальным проектам отечественных специалистов. Основные работы велись в институте точной механики и вычислительной техники, киевском институте кибернетики и в СКБ 245. ИТМиВТ был создан в 1948 году, его директорами назначались в 1948-Бругевич, в 1950 - Лаврентьев, в 1953 - Лебедев, в 1973 - Бурцев, в 1986 - Рябов. В 1950 году Лаврентьев пригласил Лебедева возглавить основную лабораторию института по разработке ВМ и именно в этой лаборатории были созданы проекты таких ЭВМ, как БЭСМ, М-20. В этой лаборатории начали свой путь такие видные учёные, как Бурцев, Рябов, Бабаян, и именно под руководсвом Лебедева начались работы по созданию машин серии Эльбрус, после его смерти работы продолжали его ученики. Принятые на правительственном уровне решения о главном направлении в Советсвком Союзе на база IBM сократило выпуск отечественных машин БЭСМ и Эльбрус. Лебедев считается основоположником отечественной ВТ. Он окончил МГТУ имени Баумана, после работал там же, затем был приглашён в киевский институт электроники и теплотехники, где под его руководством была создана МЭСМ (бытсродействие 100 операций в сек). Причём решения, которые были заложены в этой машине, во многом были похожи на Аниак, коллектив у Лебедева был 12 учёных и 15 техников. Затем параллельно с работой в Киева, Лебедев работал над БЭСМ. В 1953 году он возглавил институт точной механики и вычислительной техники(ИТМиВТ). В 1960 году был создан компьютер м-40, который считается принципом Эльбруса, быстродействие было 40тыс. операций в сек. Зенитная ракета успешно сбила межконтинентальную ракету, способную нести ядерное оружие. Вершиной научных достижений стала машина БЭСМ-6, созданная в 1967 году. В ней были реализованы новые принципы решения, такие как параллельная обработка нескольких команд, сверхбыстрая регистровая память (Кэш-память), расслоение и динамическое распределение оперативной памяти, многопрограммный режим работы, развитая система прерываний(система специальных сигналов, с помощью которых система даёт информацию о состоянии всех элементов вычислительной системы). В общем БЭСМ-6 считалась супер ЭВМ 2 поколения, быстродействие 1млн операций в сек. В ней было использовано 60 тыс. транзисторов, и 180 тыс. полупроводниковых диодов. Всего в базовом варинте было выпущено 350 экземпляров этой машины. В 1975 году управление программой Союз Аполлон осуществлялось этой машиной. Далее начался уклон противоракетной космической работы под руководством Лебедева и в 1967 году была создана первая операционная система для БЭСМ-6, которая была названа диспетчер-68, но к сожалению очень мало информации о дальнейших разработках, в основном известно только название, они были созданы для нужд противоракетной и противокосмической обороны.

*****************************************************************************