История развития ЭВМ

История развития ЭВМ условно делится на отрезки, называемые поколениями ЭВМ. ЭВМ, принадлежащие к различным поколениям, отличаются элементной базой, функционально-логической организацией, конструктивно-технологическим исполнением, программным обеспечением, техническими и эксплуатационными характеристиками, степенью доступа к ЭВМ со стороны пользователя.

Смене поколений ЭВМ сопутствуют изменения технических характеристик:

¨ быстродействия;

¨ емкости памяти;

¨ надежности;

¨ стоимости.

Основная тенденция развития – стремление уменьшить трудоемкость подготовки программ, облегчить связь операторов и машин, повысить эффективность использования ЭВМ.

Первое поколение (1949-1958)

Основным активным элементом ЭВМ первого поколения является электронная лампа. (Остальные элементы: резисторы, конденсаторы, трансформаторы).

Для построения оперативной памяти применялись ферритовые сердечники. В качестве устройств ввода/вывода (УВВ) сначала использовалось стандартная телеграфная аппаратура, а затем специально для ЭВМ были разработаны электромеханические УВВ на перфокартах и перфолентах.

Машины этого поколения характеризуются:

¨ огромными размерами;

¨ малым быстродействием;

¨ малой емкостью оперативной памяти (ОП);

¨ невысокой надежностью;

¨ недостаточно развитым программным обеспечением (ПО).

Второе поколение (1959-1963)

Основной активный элемент ЭВМ второго поколения – транзистор.

Все показатели улучшены по сравнению с I поколением: уменьшены размеры, стоимость, масса и потребляемая мощность, повышена надежность и быстродействие, увеличен объём памяти.

Отличительные черты поколения:

¨ применение печатного монтажа;

¨ дифференциация по применению (специализация);

¨ в программном обеспечении (ПО) – появление алгоритмических языков;

¨ появление многопрограммных ЭВМ (совместная реализация программ за счет организации параллельной работы основных устройств ЭВМ);

¨ применение УВВ на магнитных носителях (магнитные ленты, барабаны, диски).

Третье поколение (1964-1976)

Характеризуется широким применением интегральных схем (ИС) с многослойным печатным монтажом. ИС (кристалл) - это законченный функциональный блок, соответствующий сложной транзисторной схеме, вытравленной на поверхности кремниевого кристалла. Позднее стали применяться ИС малой (10-100 компонентов на кристалл) и средней (100-1000 компонентов на кристалл) степени интеграции

Отличительные черты поколения (при улучшении основных показателей по сравнению со вторым поколением) :

¨ увеличение количества используемых УВВ;

¨ ПО получило дальнейшее развитие, особенно операционные системы (используются различные режимы работы: пакетный, разделения времени, запрос-ответ и т.п.);

¨ возможность удаленного доступа пользователей к ЭВМ, находящихся на значительных расстояниях;

¨ виртуальное использование ЭВМ в режиме разделения времени (вследствие различия инерционности человека и машины у пользователя создается впечатление, что ему одному предоставлено машинное время).

¨ применение методов автоматического проектирования;

¨ тенденция к унификации ЭВМ;

¨ основной носитель информации – магнитный диск.

Четвёртое поколение (1977-до настоящего времени)

Характеризуется применением больших интегральных схем (БИС) и сверхбольших интегральных схем (СБИС). Высокая степень интеграции способствует высокой плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению быстродействия, снижению стоимости.

Отличительные черты поколения (при дальнейшем улучшении основных показателей):

¨ тенденция к унификации ЭВМ и развитию мини- и микро-ЭВМ;

¨ использование быстродействующих систем памяти и МОП-технологий;

¨ создание машин, представляющих единую систему (ЕС ЭВМ);

¨ появление первых персональных компьютеров и рабочих станций;

¨ основной носитель информации – гибкий магнитный диск.

Пятое поколение (настоящее время)

Зарождается в недрах четвёртого поколения ЭВМ и в значительной мере определяется результатами работы Японского комитета по научным исследованиям в области ЭВМ. Согласно этому проекту ЭВМ пятого поколения (кроме высокой производительности и надежности при более низкой стоимости, вполне обеспечиваемые СБИС и другими новейшими технологиями) должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям:

¨ обеспечить простоту применения ЭВМ путем реализации систем ввода/вывода информации голосом; диалоговой обработки информации с использованием естественных языков; возможности обучаемости, ассоциативных построений и логических выводов;

¨ упростить процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ по спецификациям исходных требований на естественных языках;

¨ улучшить основные характеристики и эксплуатационные качества ВТ для удовлетворения различных социальных задач, улучшить соотношения затрат и результатов, быстродействия, легкости, компактности ЭВМ; обеспечить их разнообразие, высокую адаптируемость к приложениям и надежность в эксплуатации.

Учитывая сложность реализации поставленных перед пятым поколением задач, вполне возможно разбиение его на более обозримые и лучше ощущаемые этапы, первый из которых во многом реализован в рамках настоящего четвертого поколения.

Сравнительная характеристика ЭВМ различных поколений по некоторым наиболее важным показателям приводится в таблице 1.1.