История развития компьютерных технологий в ХХ веке

1. Арифметическое устройство.

2. Устройство ввода/вывода.

3. Память для хранения данных и программ.

Устройства ЭВМ первого поколения были представлены в виде шкафов, которые занимали целые машинные залы и были сложны в эксплуатации. Их элементной базой являлись электронно-вакуумные лампы. Программирование являлось очень трудоемким процессом, а структура строилась по жесткому принципу.

Развитие ЭВМ в СССР связано с именем академика Сергея Алексеевича Лебедева (02.11.1902 – 03.07.1974). В 1950 году в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ АН СССР) был организован отдел цифровых ЭВМ для разработки и создания большой ЭВМ. Академик Лебедев возглавил эту работу, и под его руководством были созданы «МЭСМ» (малая электронно-счетная машина) в 1953 году и «БЭСМ» (большая электронно-счетная машина).

Под руководством Б.И. Рамеева были разработаны первые в СССР универсальные ламповые ЭВМ общего назначения: «Урал 1», «Урал 2», «Урал 3» и «Урал 4». В 60-е годы было создано первое в СССР семейство программно- и конструктивно-совместимых полупроводниковых универсальных ЭВМ общего назначения: «Урал 11», «Урал 14» и «Урал 16». В этих проектах принимали участие такие ученые, как Б.И. Рамеев, В.И. Бурков и А.С. Горшков.

1959-1967 годы ХХ века. Возникают ЭВМ второго поколения, элементарной базой которых являлись активные и пассивные элементы. Габаритами их являлись однотипные стойки, требующие машинного зала. Быстродействие исчислялось сотнями тысяч – миллионами оп. /с. Кроме того, упростилась их эксплуатация и появились алгоритмические языки. Структурой ЭВМ являлся микропрограммный способ управления. В эти годы в СССР шла разработка машин для инженерных расчетов «Промiнь» и «Мир» (предшественников будущих персональных ЭВМ) под руководством В.М. Глушкова и С.Б. Погребинского. В 1960 году в Советском Союзе была создана полупроводниковая управляющая машина широкого назначения «Днепр» (под руководством В.М. Глушкова и Б.Н. Малиновского). Данная ЭВМ включала аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и выпускалась на протяжении 10 лет.

1968-1973 годы ХХ века. В этот временной период создаются ЭВМ третьего поколения, элементарной базой являются большие интегральные схемы (ИС и БИС). Габаритами данных систем являются однотипные стойки, требующие машинного зала, а быстродействие исчислялось сотнями тысяч – миллионами оп./с. Данное поколение требовало оперативного ремонта. Программирование данных компьютеров было похоже на второе поколение ЭВМ, а структурой являлся принцип модульности и магистральности. Появляются дисплеи и магнитные диски.

1974-1990 годы ХХ века. Элементарная база компьютеров этого поколения – четвертое поколение ЭВМ – это сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). В этот же период создается многопроцессорная вычислительная система, дешевые компактные микроЭВМ и персональные ЭВМ, на базе которых развивались вычислительные сети. В 1971 году фирмой США «Intel» создает первый микропроцессор (программируемое логическое устройство на базе СБИС-технологий). В 1981 году американская корпорация «International Business Machines Corporation» представила первую модель персонального компьютера «IBM 5150», положившую начало эпохе современных компьютеров. В 1983 году корпорация «Apple Computers» построила персональный компьютер «Lisa» (первый офисный компьютер, управляемый манипулятором – мышью). А уже через год эта же корпорация выпустила компьютер «Macintosh» на 32-разрядном процессоре «Motorolla68000».

1990 год – настоящее время. Данный этап знаменуется переходом к пятому поколению ЭВМ. Данный переход предполагает создание новых архитектур, ориентированных на создание искусственного интеллекта. Считается, что архитектура компьютеров пятого поколения будет содержать два основных блока, один из которых (собственно компьютер), должен располагаться блок – интеллектуальный интерфейс – осуществляющий связь с пользователем. Задача данного интерфейса – понять текст, написанный на естественном языке, или речь, и изложенное таким образом условие задачи п еревести в работающую программу.

Основные требования к компьютерам пятого поколения:

ü Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи и образов).

ü Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта.

ü Создание новых технологий в производстве вычислительной техники.

ü Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.

Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление и работу с базами данных, были созданы специальные объектно-ориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта (ИИ). Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление, в основе которого лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.

Программа для ЭВМ – упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке (стандарт ISO 2382/1-84 г.).

Принцип программного управления, описанный Дж. фон Нейманом, гласит, что все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов (команд), каждая из которых содержит указания на конкретную выполняемую операцию, местонахождение (адреса) операндов (переменных значений, которые участвуют в операциях преобразования данных) или ряд служебных признаков.

Фон-неймановская архитектура компьютеров (подавляющее большинство современных ПК):

1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ).

2. Устройство управления.

3. Память.

4. Устройство ввода информации.

5. Устройство вывода информации.

Список (массив) всех переменных (входных данных, промежуточных значений и результатов вычислений) – неотъемлемый элемент любой программы. Для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса, в качестве которых выступают номера ячеек памяти ЭВМ, предназначенных для хранения объектов. Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, представлена полем. Последовательность, состоящая из определенного, принятого для данной ЭВМ числа байтов, называется словом.

Структурные единицы информации ЭВМ:

1. Бит (самая малая структурная единица).

2. Поле (последовательность битов).

3. Байт (поле, длиной в 8 бит).

4. Слово (последовательность байтов, особенность которой заключается в записи в операционном запоминающем устройстве [ОЗУ] и считывании из него за один цикл).

5. Массив (последовательность слов одинакового смысла).

6. Файл (имеющий имя информационный массив, размещаемый во внешней памяти и рассматриваемый как неделимый объект при пересылках и обработке).

Поиск по сайту: