Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Поколения ЭВМ — урок. Информатика, 10 класс.

Можно выделить \(5\) основных поколений ЭВМ. Но деление компьютерной техники на поколения — весьма условная.

  

I поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в \(1946\)-\(1955\) гг.

1. Элементная база: электронно-вакуумные лампы.
2. Соединение элементов: навесной монтаж проводами.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов.

Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства.

Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
4. Быстродействие: \(10-20\) тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.
6. Программирование: машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики-программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
7. Оперативная память: до \(2\) Кбайт.
8. Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.

 

 

 

II поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в \(1955\)-\(1965\) гг.

  

В \(1948\) году Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в \(1956\) г.

\(1\) транзистор заменял \(40\) электронных ламп, был намного дешевле и надёжнее.

 

В \(1958\) году создана машина М-20, выполнявшая \(20\) тыс. операций в секунду — самая мощная ЭВМ \(50-х\) годов в Европе.

 

1. Элементная база: полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды).
2. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж. 

3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.
4. Быстродействие: \(100-500\) тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность — оператор ЭВМ.
6. Программирование: на алгоритмических языках, появление первых операционных систем.

7. Оперативная память: \(2-32\) Кбайт.
8. Введён принцип разделения времени — совмещение во времени работы разных устройств.

9. Недостаток: несовместимость программного обеспечения.

Уже начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей.

 

Так, небольшие отечественные машины второго поколения («Наири», «Раздан», «Мир» и др.) были в конце \(60\)-х годов вполне доступны каждому вузу, в то время как упомянутая выше БЭСМ-6 имела профессиональные показатели (и стоимость) на \(2-3\) порядка выше.

 

 

III поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в \(1965\)-\(1970\) гг.

  

В \(1958\) году Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).

 

В \(1961\) году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.

 

В \(1965\) году начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объёмом оперативной памяти и производительностью.

 

Рис. \(1\) IBM-\(360\)

 

В \(1967\) году начат выпуск БЭСМ - 6 (\(1\) млн. операций в \(1\) с) и «Эльбрус» (\(10\) млн. операций в \(1\) с).

 

В \(1968\) году сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.

 

Рис. \(2\) Первая компьютерная мышь

 

В \(1969\) году фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.

 

\(29\) октября \(1969\) года проходит проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США.

Обрати внимание!

29 октября — день рождения Интернета.

 

IV поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные начиная с \(1970\) г. по начало \(90\)-х годов.

 

В \(1971\) году создан первый микропроцессор фирмой Intel. На \(1\) кристалле сформировали \(2250\) транзисторов.

 

1. Элементная база: интегральные схемы.
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
4. Быстродействие: \(1-10\) млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность — системный программист.
6. Программирование: алгоритмические языки, операционные системы.
7. Оперативная память: \(64\) Кбайт.

 

При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Написание программ в машинном коде для машин первого поколения (и чуть более простое на Ассемблере) для большей части машин второго поколения является занятием, с которым подавляющее большинство современных программистов знакомятся при обучении в вузе.

 

Появление процедурных языков высокого уровня и трансляторов с них было первым шагом на пути радикального расширения круга программистов. Научные работники и инженеры сами стали писать программы для решения своих задач.

 

Уже в третьем поколении появились крупные унифицированные серии ЭВМ. Для больших и средних машин в США это прежде всего семейство IBM 360/370. В СССР \(70\)-е и \(80\)-е годы были временем создания унифицированных серии: ЕС (единая система) ЭВМ (крупные и средние машины), СМ (система малых) ЭВМ и «Электроника» (серия микро-ЭВМ).

В их основу были положены американские прототипы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation). Были созданы и выпущены десятки моделей ЭВМ, различающиеся назначением и производительностью. Их выпуск был практически прекращен в начале \(90\)-х годов.

В \(1975\) году IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.

 

В \(1976\) году фирма IBM создает первый струйный принтер.

 

В \(1976\) году создана первая ПЭВМ.

 

Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров «Apple», предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался \(Apple 1\) по весьма интересной цене — \(666,66\) доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.

 

Рис. \(3\) Apple-\(1\)

 

В \(1976\) году появилась первая дискета диаметром \(5,25\) дюйма.

 

В \(1982\) году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учётом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.

 

В \(1988\) году был создан первый вирус-«червь», поражающий электронную почту.

 

В \(1993\) году начался выпуск компьютеров IBM РС с процессором Pentium.

 

1. Элементная база: большие интегральные схемы (БИС).
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: компактные ЭВМ, ноутбуки.
4. Быстродействие: \(10-100\) млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
6. Программирование: базы и банки данных.

7. Оперативная память: \(2-5\) Мбайт.
8. Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.

V поколение ЭВМ: разработки с \(90\)-х годов ХХ века

  

Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).

Источники:

Рис. 1 Автор: Ben Franske - DM IBM S360.jpg on en.wiki, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1189162

Рис. 2 Автор: Federico Durán Soto - http://www.cerncourier.com/main/article/40/10/24/1/cernbooks2_12-00, Добросовестное использование, https://ru.wikipedia. org/w/index.php?curid=19892

Рис. 3 Автор: Photo taken by rebelpilot - rebelpilot's Flickr Site, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=183820

ЭВМ четвертого поколения - УМК по информатике

Четвертое поколение ЭВМ исчисляется с 1970 года по настоящее время.
       

Конструктивно-технологической основой вычислительной техники четвертого поколения становятся большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы, созданные в 70-80-х годах. С помощью БИС на одном кристалле можно создать устройства, содержащие тысячи и десятки тысяч транзисторов. Компактность узлов при использовании БИС позволяет строить ЭВМ с большим числом вычислительных устройств - процессоров (так называемые многопроцессорные вычислительные системы). При этом, БИС - технология частично использовалась уже и в проектах предыдущего поколения (IBM/360, ЕС ЭВМ ряд-2 и др.).

Наиболее важный в концептуальном плане критерий, по которому ЭВМ четвертого поколения можно отделить от ЭВМ третьего поколения, состоит в том, что первые проектировались уже в расчете на эффективное использование современных языков программирования и упрощения процесса программирования для проблемного программиста. В аппаратном отношении для них характерно широкое использование ИС- технологии и быстродействующих запоминающих устройств. Наиболее известной серией ЭВМ четвертого поколения можно считать IBM/370, которая в отличие от не менее известной серии IBM/360 третьего поколения, располагает более развитой системой команд и более широким использованием микропрограммирования. В старших моделях 370-й серии был реализован аппарат виртуальной памяти, позволяющий создавать для пользователя видимость неограниченных ресурсов оперативной памяти.

       ЭВМ "IBM-370-168" (США, 1972 г.)

Парк всех машин четвертого поколения можно условно разделить на пять основных классов:

  • микро-ЭВМ,

  • персональные компьютеры (ПК),

  • мини-ЭВМ, специальные ЭВМ,

  • ЭВМ общего назначения,

  • супер-ЭВМ.

В отличие от вычислительной техники первых трех поколений ЭВМ четвертого поколения правильнее было бы характеризовать тремя основными показателями:

  1. элементной базой (СБИС),

  2. персональным характером использования (ПК),

  3. нетрадиционной архитектурой (супер-ЭВМ).

 

 

Сверхбольшая

интегральная схема

(СБИС)

 

 

 

Элементная база на основе СБИС позволила достичь больших успехов в деле миниатюризации, повышения надежности и производительности, позволив создавать микро- и мини-ЭВМ, превосходящие по возможностям средние и большие ЭВМ предыдущего поколения при значительно меньшей стоимости. Существенные изменения претерпела и архитектура вычислительной техники, рост сложности которой удалось добиться также благодаря элементной базе. Технология производства процессоров на базе БИС и СБИС позволила избавиться от контроля производства средств ВТ со стороны государства и крупных фирм-разработчиков, дав возможность любому, обладающему определенными знаниями и навыками, человеку довольно легко создавать в домашних условиях, что существенно приблизило ее к массовому пользователю и ускорило темпы компьютерной революции и массовой информатизации общества.

Феномен персонального компьютера (ПК) восходит к созданию в 1965 г. первой мини-ЭВМ PDP-8, которая появилась в результате универсализации специализированного микропроцессора для управления ядерным реактором. Машина быстро завоевала популярность и стала первым массовым компьютером этого класса; в начале 70-х годов число машин превысило 100 тыс. шт. Дальнейшим важным шагом был переход от мини- к микро- ЭВМ; этот новый структурный уровень вычислительной техники начал формироваться на рубеже 70-х годов, когда появление БИС дало возможность создать универсальный процессор на одном кристалле. Первый микропроцессор Intel-4004 был создан в 1971 г. и содержал 2250 элементов, а первый универсальный микропроцессор Intel-8080, явившийся стандартом микрокомпьютерной технологии и созданный в 1974 г., содержал уже 4500 элементов и послужил основой для создания первых ПК. В 1979 г. выпускается один из самых мощных и универсальных 16-битный микропроцессор Motorolla-68000 c 70.000 элементами, а в 1981 г.

- первый 32-битный микропроцессор Hewlett Packard с 450 тыс. элементами. Выпускались и другие микропроцессоры, но отмеченные были лидерами своего времени; на сегодня ВТ располагает большим набором превосходных универсальных микропроцессоров.

Первый персональный компьютер "Альтаир-8800"

                (США, 1974 г.)

Первым ПК можно считать Altair-8800, созданный на базе микропроцессора Intel-8080 в 1974 г. Э. Робертсом. Компьютер рассылался по почте, стоил всего 397 $ и имел возможности для расширения периферийными устройствами. Для Altair-8800 П. Аллен и У. Гейтс создали транслятор с популярного языка Basic, существенно увеличив интеллектуальность первого ПК (впоследствии они основали теперь знаменитую компанию MicroSoft Inc). Доработка ПК цветным монитором привела к созданию конкурирующей модели ПК Z-2. Через год после появления первого Altair-8800 в производство ПК включилось более 20 различных компаний и фирм. Начала формироваться ПК-индустрия (собственно производство ПК, их сбыт, периодические и непериодические издания, выставки, конференции и т. д.). А уже в 1977 г. были запущены в серийное производство три модели ПК Apple-2 (фирма Apple Computers), TRS-80 (фирма Tandy Radio Shark) и PET (фирма Commodore), из которых в конкурентной борьбе сначала отстающая фирма Apple становится вскоре лидером производства ПК (ее модель Apple-2 имела огромный успех). К 1980 г. корпорация Apple выходит на Уолл-стрит с самым большим акционерным капиталом и годовым доходом в 117 млн. $. Такой успех позволил сформироваться мнению, что именно модель Apple-2 является первым ПК.

 

 

 

 

ПК "Apple II"

(США, 1977 г.)

 

 

 

 

Но уже в 1981 г. фирма IBM, во избежание потери массового рынка, начинает выпуск своих ныне широко известных серий ПК IBM PC/XT/AT и PS/2,открывших новую эпоху персональной ВТ. Выход на арену ПК-индустрии гиганта IBM ставит производство ПК на промышленную основу, что позволяет решить целый ряд важных для пользователя вопросов (стандартизация, унификация, развитое программное обеспечение и др. ), которым фирма уделяла большое внимание уже в рамках производства серий IBM/360 и IBM/370. 

Персональный компьютер

"IBM PC" (США, 1981 г.)

Супер-ЭВМ характеризуются как высокой производительностью ( 2х107 оп/с.), так и нетрадиционной архитектурой. Развитие супер-ЭВМ обусловлено необходимостью решения сложных задач, требующих большого времени и не поддающихся обработке вычислительными средствами других классов. К таким задачам относятся многие задачи математической физики, космологии и астрономии, моделирования сложных систем и др. Наряду с этим вполне естественным желанием является получить ЭВМ с максимальным быстродействием - именно ускорение счета лежало в основе создания вычислительной техники вообще.

    

 

 

 

Супер-ЭВМ "Скиф-4"

 

(Россия, 2009 г.)

 

 

 

 

 

Четвертое поколение

после 1975 года

Особенность:

Конструктивно-технологической основой вычислительной техники четвертого поколения становятся большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы, созданные в 70-80-х годах. С помощью БИС на одном кристалле можно создать устройства, содержащие тысячи и десятки тысяч транзисторов. Компактность узлов при использовании БИС позволяет строить ЭВМ с большим числом вычислительных устройств - процессоров (так называемые многопроцессорные вычислительные системы). При этом, БИС - технология частично использовалась уже и в проектах предыдущего поколения (IBM/360, ЕС ЭВМ ряд-2 и др.).

Наиболее важный в концептуальном плане критерий, по которому ЭВМ четвертого поколения можно отделить от ЭВМ третьего поколения, состоит в том, что первые проектировались уже в расчете на эффективное использование современных языков программирования и упрощения процесса программирования для проблемного программиста. В аппаратном отношении для них характерно широкое использование ИС- технологии и быстродействующих запоминающих устройств. Наиболее известной серией ЭВМ четвертого поколения можно считать IBM/370, которая в отличие от не менее известной серии IBM/360 третьего поколения, располагает более развитой системой команд и более широким использованием микропрограммирования. В старших моделях 370-й серии был реализован аппарат виртуальной памяти, позволяющий создавать для пользователя видимость неограниченных ресурсов оперативной памяти.

Парк всех машин четвертого поколения можно условно разделить на пять основных классов:

  • микро-ЭВМ,

  • персональные компьютеры (ПК),

  • мини-ЭВМ, специальные ЭВМ,

  • ЭВМ общего назначения,

  • супер-ЭВМ.

В отличие от вычислительной техники первых трех поколений ЭВМ четвертого поколения правильнее было бы характеризовать тремя основными показателями:

  1. элементной базой (СБИС),

  2. персональным характером использования (ПК),

  3. нетрадиционной архитектурой (супер-ЭВМ).

Элементная база на основе СБИС позволила достичь больших успехов в деле миниатюризации, повышения надежности и производительности, позволив создавать микро- и мини-ЭВМ, превосходящие по возможностям средние и большие ЭВМ предыдущего поколения при значительно меньшей стоимости. Существенные изменения претерпела и архитектура вычислительной техники, рост сложности которой удалось добиться также благодаря элементной базе. Технология производства процессоров на базе БИС и СБИС позволила избавиться от контроля производства средств ВТ со стороны государства и крупных фирм-разработчиков, дав возможность любому, обладающему определенными знаниями и навыками, человеку довольно легко создавать в домашних условиях, что существенно приблизило ее к массовому пользователю и ускорило темпы компьютерной революции и массовой информатизации общества.

Феномен персонального компьютера (ПК) восходит к созданию в 1965 г. первой мини-ЭВМ PDP-8, которая появилась в результате универсализации специализированного микропроцессора для управления ядерным реактором. Машина быстро завоевала популярность и стала первым массовым компьютером этого класса; в начале 70-х годов число машин превысило 100 тыс. шт. Дальнейшим важным шагом был переход от мини- к микро- ЭВМ; этот новый структурный уровень вычислительной техники начал формироваться на рубеже 70-х годов, когда появление БИС дало возможность создать универсальный процессор на одном кристалле. Первый микропроцессор Intel-4004 был создан в 1971 г. и содержал 2250 элементов, а первый универсальный микропроцессор Intel-8080, явившийся стандартом микрокомпьютерной технологии и созданный в 1974 г., содержал уже 4500 элементов и послужил основой для создания первых ПК. В 1979 г. выпускается один из самых мощных и универсальных 16-битный микропроцессор Motorolla-68000 c 70.000 элементами, а в 1981 г. - первый 32-битный микропроцессор Hewlett Packard с 450 тыс. элементами. Выпускались и другие микропроцессоры, но отмеченные были лидерами своего времени; на сегодня ВТ располагает большим набором превосходных универсальных микропроцессоров.

Первым ПК можно считать Altair-8800, созданный на базе микропроцессора Intel-8080 в 1974 г. Э. Робертсом. Компьютер рассылался по почте, стоил всего 397 $ и имел возможности для расширения периферийными устройствами. Для Altair-8800 П. Аллен и У. Гейтс создали транслятор с популярного языка Basic, существенно увеличив интеллектуальность первого ПК (впоследствии они основали теперь знаменитую компанию MicroSoft Inc). Доработка ПК цветным монитором привела к созданию конкурирующей модели ПК Z-2. Через год после появления первого Altair-8800 в производство ПК включилось более 20 различных компаний и фирм. Начала формироваться ПК-индустрия (собственно производство ПК, их сбыт, периодические и непериодические издания, выставки, конференции и т.д.). А уже в 1977 г. были запущены в серийное производство три модели ПК Apple-2 (фирма Apple Computers), TRS-80 (фирма Tandy Radio Shark) и PET (фирма Commodore), из которых в конкурентной борьбе сначала отстающая фирма Apple становится вскоре лидером производства ПК (ее модель Apple-2 имела огромный успех). К 1980 г. корпорация Apple выходит на Уолл-стрит с самым большим акционерным капиталом и годовым доходом в 117 млн. $. Такой успех позволил сформироваться мнению, что именно модель Apple-2 является первым ПК.

Но уже в 1981 г. фирма IBM, во избежание потери массового рынка, начинает выпуск своих ныне широко известных серий ПК IBM PC/XT/AT и PS/2,открывших новую эпоху персональной ВТ. Выход на арену ПК-индустрии гиганта IBM ставит производство ПК на промышленную основу, что позволяет решить целый ряд важных для пользователя вопросов (стандартизация, унификация, развитое программное обеспечение и др.), которым фирма уделяла большое внимание уже в рамках производства серий IBM/360 и IBM/370.

Супер-ЭВМ характеризуются как высокой производительностью ( 2х107 оп/с.), так и нетрадиционной архитектурой. Развитие супер-ЭВМ обусловлено необходимостью решения сложных задач, требующих большого времени и не поддающихся обработке вычислительными средствами других классов. К таким задачам относятся многие задачи математической физики, космологии и астрономии, моделирования сложных систем и др. Наряду с этим вполне естественным желанием является получить ЭВМ с максимальным быстродействием - именно ускорение счета лежало в основе создания вычислительной техники вообще.

3.1. Поколения ЭВМ. Основы информатики: Учебник для вузов

3.1. Поколения ЭВМ

В соответствии с элементной базой и уровнем развития программных средств выделяют четыре реальных поколения ЭВМ, краткая характеристика которых приведена в таблице 1.

Таблица 1

ЭВМ первого поколения обладали небольшим быстродействием в несколько десятков тыс. оп./сек. В качестве внутренней памяти применялись ферритовые сердечники.

Основной недостаток этих ЭВМ – рассогласование быстродействия внутренней памяти и АЛУ и УУ за счет различной элементной базы. Общее быстродействие определялось более медленным компонентом – внутренней памятью – и снижало общий эффект. Уже в ЭВМ первого поколения делались попытки ликвидировать этот недостаток путем асинхронизации работы устройств и введения буферизации вывода, когда передаваемая информация «сбрасывается» в буфер, освобождая устройство для дальнейшей работы (принцип автономии). Таким образом, для работы устройств ввода-вывода использовалась собственная память.

Существенным функциональным ограничением ЭВМ первого поколения являлась ориентация на выполнение арифметических операций. При попытках приспособления для задач анализа они оказывались неэффективными.

Языков программирования как таковых еще не было, и для кодирования своих алгоритмов программисты использовали машинные команды или ассемблеры. Это усложняло и затягивало процесс программирования. К концу 50-х годов средства программирования претерпевают принципиальные изменения: осуществляется переход к автоматизации программирования с помощью универсальных языков и библиотек стандартных программ. Использование универсальных языков повлекло возникновение трансляторов.

Программы выполнялись позадачно, т. е. оператору надо было следить за ходом решения задачи и при достижении конца самому инициировать выполнение следующей задачи.

Начало современной эры использования ЭВМ в нашей стране относят к 1950 году, когда в институте электротехники АН УССР под руководством С.А. Лебедева была создана первая отечественная ЭВМ под названием МЭСМ – Малая Электронная Счетная Машина. В течение первого этапа развития средств вычислительной техники в нашей стране создан ряд ЭВМ: БЭСМ, Стрела, Урал, М-2.

Второе поколение ЭВМ – это переход к транзисторной элементной базе, появление первых мини-ЭВМ.

Получает дальнейшее развитие принцип автономии – он реализуется уже на уровне отдельных устройств, что выражается в их модульной структуре. Устройства ввода-вывода снабжаются собственными УУ (называемыми контроллерами), что позволило освободить центральное УУ от управления операциями ввода-вывода.

Совершенствование и удешевление ЭВМ привели к снижению удельной стоимости машинного времени и вычислительных ресурсов в общей стоимости автоматизированного решения задачи обработки данных, в то же время расходы на разработку программ (т. е. программирование) почти не снижались, а в ряде случаев имели тенденции к росту. Таким образом, намечалась тенденция к эффективному программированию, которая начала реализовываться во втором поколении ЭВМ и получает развитие до настоящего времени.

Начинается разработка на базе библиотек стандартных программ интегрированных систем, обладающих свойством переносимости, т. е. функционирования на ЭВМ разных марок. Наиболее часто используемые программные средства выделяются в ППП для решения задач определенного класса.

Совершенствуется технология выполнения программ на ЭВМ: создаются специальные программные средства – системное ПО.

Цель создания системного ПО – ускорение и упрощение перехода процессором от одной задачи к другой. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программы за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило, в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий. Этот элемент жив до сих пор: так называемые пакетные (или командные) файлы MS DOS есть не что иное, как пакеты заданий (расширение в их имени bat является сокращением от английского слова batch, что означает пакет).

К отечественным ЭВМ второго поколения относятся «Проминь», «Минск», «Раздан», «Мир».

В 70-х годах возникают и развиваются ЭВМ третьего поколения. В нашей стране это ЕС ЭВМ, АСВТ, СМ ЭВМ. Данный этап – переход к интегральной элементной базе и создание многомашинных систем, поскольку значительного увеличения быстродействия на базе одной ЭВМ достичь уже не удавалось. Поэтому ЭВМ этого поколения создавались на основе принципа унификации, что позволило комплексировать произвольные вычислительные комплексы в различных сферах деятельности.

Расширение функциональных возможностей ЭВМ увеличило сферу их применения, что вызвало рост объема обрабатываемой информации и поставило задачу хранения данных в специальных базах данных и их ведения. Так появились первые системы управления базами данных – СУБД.

Изменились формы использования ЭВМ: введение удаленных терминалов (дисплеев) позволило широко и эффективно внедрить режим разделения времени и за счет этого приблизить ЭВМ к пользователю и расширить круг решаемых задач.

Обеспечить режим разделения времени позволил новый вид операционных систем, поддерживающих мультипрограммирование. Мультипрограммирование – это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок внутренней памяти, называемый разделом. Мультипрограммирование нацелено на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного использования вычислительной машины, поэтому такие операционные системы носили интерактивный характер, когда в процессе диалога с ЭВМ пользователь решал свои задачи.

С 1980 года начался современный, четвертый этап, для которого характерны переход к большим интегральным схемам, создание серий недорогих микро ЭВМ, разработка суперЭВМ для высокопроизводительных вычислений.

Наиболее значительным стало появление персональных ЭВМ, что позволило приблизить ЭВМ к своему конечному пользователю. Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки «дружественного» программного обеспечения. Возникают операционные системы, поддерживающие графический интерфейс, интеллектуальные пакеты прикладных программ, операционные оболочки. В связи с возросшим спросом на программное обеспечение совершенствуются технологии его разработки – появляются развитые системы программирования, инструментальные среды пользователя.

В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных операционных систем. В сетевых операционных системах хорошо развиты средства защиты информации от несанкционированного доступа. Распределенные операционные системы обладают схожими с сетевыми системами функциями работы с файлами и другими ресурсами удаленных компьютеров, но там слабее выражены средства защиты.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Информатика. Тема 2. История развития информатики и вычислительной техники. Тест для самопроверки

1. Причины отставания отечественной вычислительной техники в прошлом веке
Ошибочная техническая политика
Слабое финансирование компьютерной отрасли
Отставание отечественной науки
Недооценка роли и значения информационных технологий на правительственном уровне

2. Для машин … поколения потребовалась специальность «оператор ЭВМ»
первого
второго
третьего
четвертого

3. Первая ЭВМ в нашей стране называлась …
Стрела
МЭСМ
IBM PC
БЭСМ

4. Творец первой в мире ЭВМ
С.А.Лебедев
Ч.Бэббидж
Дж. фон Нейман
Дж. Атанасов
В.М.Глушков
Дж.Моучли

5. Основные принципы цифровых вычислительных машин были разработаны …
Блезом Паскалем
Готфридом Вильгельмом Лейбницем
Чарльзом Беббиджем
Джоном фон Нейманом

6. Языки программирования названы в честь …
Н. Вирта
Б. Паскаля
А. Лавлейса
Д. Неймана

7. Автор эскиза механического тринадцатиразрядного суммирующего счётного устройства
Ленардо да Винчи
Вильгельм Шиккард
Готфрид Лейбниц
Чарльз Беббидж

8. Вычислительные машины второго поколения ЭВМ
Стрела
Урал-1
Минск-32
БЭСМ-6

9. Элементная база компьютеров третьего поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

10. Блез Паскаль изобрёл первую … машину – «Паскалину»
механическую
электромеханическую
электронно-вычислительную

11. Француз Жозеф Жаккар применил в своей ткацкой машине … для ввода информации
перфоленты
магнитные накопители
магнитные ленты
перфокарты

12. ЭВМ четвёртого поколения
Эльбрус-2
ENIAC
IBM PC AT
IBM-701

13. Первые программы появились … поколении ЭВМ
в первом
во втором
в третьем
в четвертом

14. Вычислительная машина третьего поколению ЭВМ
М-50
ЕС-1033
IBM-370
Электроника — 100/25

15. Основа элементной базы ЭВМ третьего поколения
БИС
СБИС
интегральные микросхемы
транзисторы

16. Языки высокого уровня появились …
в первой половине XX века
во второй половине XX века
в 1946 году
в 1951 году

17. ЭВМ первого поколения построены на …
шестерёнках
МИС
электронных лампах
магнитных элементах

18. … предложил концепцию хранимой программы
Д. Буль
К. Шеннон
А. Тьюринг
Д. Нейман

19. Элементная база компьютеров первого поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

20. Двоичную систему счисления впервые в мире предложил …
Блез Паскаль
Готфрид Вильгельм Лейбниц
Чарльз Беббидж
Джордж Буль

21. Большая интегральная схема (БИС)
транзисторы, расположенные на одной плате
кристалл кремния, на котором размещаются от десятков до сотен логических элементов
набор программ для работы на ЭВМ
набор ламп, выполняющих различные функции

22. Cчетное устройство, состоящее из доски, линий, нанесенных на неё и нескольких камней
Паскалина
Эниак
Абак

23. Элементная база компьютеров второго поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

24. … создал счётную машину – прототип арифмометра
Б. Паскаль
В. Шиккард
С. Патридж
Г. Лейбниц

25. Массовое производство персональных компьютеров началось в … годы
40-е
90-е
50-е
80-е

26. Электронная база ЭВМ второго поколения
электронные лампы
полупроводники
интегральные микросхемы
БИС, СБИС

27. Под термином «поколение ЭВМ» понимают …
все счетные машины
все типы и модели ЭВМ, построенные на одних и тех же научных и технических принципах
совокупность машин, предназначенных для обработки, хранения и передачи информации
все типы и модели ЭВМ, созданные в одной и той же стране

28. Отечественная ЭВМ, лучшая в мире ЭВМ второго поколения
МЭСМ
Минск-22
БЭСМ
БЭСМ-6

29. Особенность устройства Германа Холлерита
Была употреблена идея перфокарт
Впервые использовались микрочипы
Быстродействие машины составляло 330 тыс.оп/с
Впервые появилась возможность хранения результатов вычислений

30. Первая ЭВМ называлась …
МИНСК
БЭСМ
ЭНИАК
IВМ

31. Малая счётная электронная машина, созданная в СССР в 1952 году
МЭСМ
Минск-22
БЭСМ
БЭСМ-6

32. Основоположник отечественной вычислительной техники
Сергей Алексеевич Лебедев
Николай Иванович Лобачевский
Михаил Васильевич Ломоносов
Пафнутий Львович Чебышев

33. … разработал язык программирования «С»
Н. Вирт
А. Ляпунов
Д. Ритчи
Б. Гейтс

34. Предмет, оставленный древним человеком 30 тыс. до нашей эры, свидетельствующий о том, что уже тогда существовали зачатки счета
Счётный камень
Вестоницкая кость
Византийская кость
Камень с углублением

35. Первая ЭВМ в нашей стране появилась в …
ХIХ веке
60-х годах XX века
первой половине XX века
1951 году

36. … первым выдвинул идею создания программируемой счётной машины
А. Лавлейс
Ч. Бэббидж
Р. Биссакар
Э. Шугу

37. Первые ЭВМ были созданы в … годы 20 века
40-е
60-е
70-е
80-е

38. В настоящее время в мире ежегодно производится около … компьютеров
1 млн.
500 млн.
10 млн.
100 млн.

39. Первая машина, автоматически выполнявшая все 10 команд
машина Сергея Алексеевича Лебедева
Pentium
машина Чарльза Беббиджа
абак

40. … руководил разработкой машины БЭСМ-6
Г. Эйкен
Д. Бардин
С. Лебедев
Л. Канторович

41. Основа элементной базы ЭВМ четвёртого поколения
полупроводники
электромеханические схемы
электровакуумные лампы
СБИС

42. Основы современной организации ЭВМ описал …
Джон фон Нейман
Джордж Буль
Ада Лавлейс
Норберт Винер

43. Первую вычислительную машину изобрёл …
Джон фон Нейман
Джордж Буль
Норберт Винер
Чарльз Беббидж

44. … считается изобретателем компьютера
Чарльз Бэббидж
Герман Холлерит
Ада Августа Лавлейс
Блез Паскаль

45. Первая ЭВМ появилась в … году
1823
1946
1949
1951

46. Первая в мире программа была написана …
Чарльзом Бэббиджем
Адой Лавлейс
Говардом Айкеном
Полом Алленом

47. ЭВМ первого поколения были созданы на основе …
транзисторов
электронно-вакуумных ламп
зубчатых колес
реле

48. Общим свойством машины Бэббиджа, современного компьютера и человеческого мозга является способность обрабатывать… информацию
числовую
текстовую
звуковую
графическую

49. Элементная база компьютеров четвёртого поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

50. Основы теории алгоритмов были впервые изложены в работе …
Чарльза Беббиджа
Блеза Паскаля
С.А. Лебедева
Алана Тьюринга

51. Первые операционные системы появились … поколении машин
в первом
во втором
в третьем
в четвертом

52. Машины … поколения позволяют нескольким пользователям работать с одной ЭВМ
первого
четвертого
второго
третьего

Что такое элементная база и где она применяется

Поколения ЭВМ элементная база. Характеристика поколений ЭВМ. 1 поколение ЭВМ. 2 поколение ЭВМ. 3 поколение ЭВМ. 4 поколение ЭВМ. 5 поколение ЭВМ.

Четвертое поколение ЭВМ: история создания

Датой начала IV поколения электронных вычислительных машин считается 1971 год. Элементной базой компьютеров этого периода стали микропроцессоры.

Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная система. Устройство работает по программе, заложенной в памяти. По своим возможностям микропроцессор может заменить функционал процессора.

Микрокомпьютеры появилась благодаря соединению микропроцессора, устройства ввода-вывода и внешнего запоминающего устройства. Быстродействие ЭВМ данного периода достигало 100 млн. операций в секунду.

Особенностью машин IV поколения стали небольшие размеры и относительно низкая стоимость. Это стало предпосылкой создания первых персональных компьютеров.

Персональный компьютер — это устройство для работы в однопользовательском режиме с универсальными функциями.

В 1976 году на рынке ЭВМ появился первый ПК молодой американской фирмы Apple. Компьютер, разработанный Стивом Джобсом и Стивом Возняком назывался Apple-1.

МикроЭВМ компании Apple имели следующие характеристики:

  • цветной дисплей;
  • мышь в качестве манипулятора;
  • удобная клавиатура;
  • магнитные и оптические компактные диски.

С появлением ПК спрос на большие компьютеры снизился. Лидер индустрии производства больших ЭВМ — компания IBM — перешел к разработке микрокомпьютеров. В 1981 году фирма выпустила микроЭВМ IBM PC с собственной операционной системой от Microsoft. Основой устройства стал 16-разрядный процессор Intel 8088. Компьютер имел монохромный текстовый дисплей, два дисковода для дискет на 160 килобайт. Объем оперативной памяти IBM PC — 64 Кбайта. Открытая архитектура данной модели стала эталоном на международном рынке профессиональных персональных компьютеров.

В 1984 году корпорация Apple выпустила первую модель серии Macintosh. ПК данного семейства имели широкое применение в сфере образования США.

К четвертому поколению электронных вычислительных машин также относятся так называемые суперЭВМ. Компьютеры данного вида характеризуются производительностью до миллиардов операций в секунду. Первые суперкомпьютеры: ILLIAC-4, CRAY, CYBER. К ЭВМ этого класса относится отечественный многопроцессорный комплекс «Эльбрус».

ЭВМ первого поколения

Они были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.

Например, одна из первых ЭВМ – ENIAC представляла собой огромный по объему агрегат длиной более 30 метров, содержала 18 тысяч электровакуумных ламп и потребляла около 150 киловатт электроэнергии.

Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор.

Как работали первые компьютеры

Элементная база компьютера, трубки, были изготовлены из герметичных стеклянных емкостей размером с лампочку. В системе не было движущихся частей. Элементной базой первого поколения были лампы, которые назывались диодами и триодами. Вход и выход осуществлялись при помощи перфокарт, магнитных барабанов, пишущих машинок и считывателей перфокарт. Интерфейс систем был выполнен с использованием плагинов и машинного языка.

Элементную базу ЭВМ первого поколения было сложно использовать. Техники соединяли электрические цепи, подключив многочисленные кабели к разъемам. Затем они использовали специальные перфокарты и ждали несколько часов, чтобы получить результат для какой-либо формы вычислений. Первые ЭВМ были настолько большими, что занимали целые комнаты. Язык ассемблера и программное обеспечение операционной системы еще отсутствовали. Системы могли решать только одну проблему за раз. Эти машины были предназначены для операций низкого уровня, и программирование выполнялось с использованием только двоичных цифр 0 и 1.

ENIAC — самый мощный из первых компьютеров

Одним из самых выдающихся компьютеров в эту эпоху был ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), спроектированный и построенный инженером Джоном Мокли и Джоном Преспером Эккертом из Университета Пенсильвании. Его сборка была выполнена командой из пятидесяти человек. ENIAC был в 1000 раз быстрее, чем предыдущие электромеханические компьютеры , но гораздо более медленным при перепрограммировании.

Среди прочего, ENIAC использовался для изучения возможностей термоядерного оружия, стрельбы баллистической артиллерией и термическим зажиганием двигателя, а иногда для прогнозов погоды. Эти системы были огромны по размеру и занимали целые комнаты, используя много электроэнергии, что сделало их источником невыносимого тепла.

ЭВМ второго поколения

Транзисторы

В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

В этот период стали развиваться языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от конкретной модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.

В 1959 г. был изобретен метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Изобретение интегральных схем послужило основой для дальнейшей миниатюризации компьютеров.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.

Достоинства и недостатки

IV поколение ЭВМ имеет две линии развития — ПК и суперкомпьютеры. У каждого вида есть свои плюсы и минусы.

Достоинства суперкомпьютеров:

  • быстродействие в миллиарды операций в секунду;
  • возможность обработки большого количества информации.

Недостаток суперЭВМ: стоимость в десятки миллионов долларов.

Достоинства персональных компьютеров:

  • небольшая цена;
  • компактность;
  • удобный интерфейс;
  • универсальный набор функция для бытового применения ПК;
  • простое для пользователя программное обеспечение;
  • надежность и простота ремонта.

Недостатки ПК:

  • ограниченные возможности работе с большим объемом данных;
  • вычислительная мощность микроЭВМ не всегда подходит для решения задач с большим количеством элементов.

Универсальный автоматический компьютер

UNIVAC (универсальный автоматический компьютер) был создан все теми же инженерами — Джоном Мокли и Джоном Преспером Эккертом. Компьютер был первым в той же эпохе, который был разработан для коммерческих целей, помимо военного использования. Используя свою элементную базу, он довольно хорошо манипулировал алфавитом и цифрами и использовался Бюро переписи населения США для перечисления общего населения.

Позднее он применялся для составления отчетов по продажам компаний и даже для предсказаний результатов президентских выборов в 1952 году. В отличие от более 17 000 вакуумных труб в ENIAC, UNIVAC I использовал чуть более 5000 вакуумных ламп. Он был также вдвое меньше своего предшественника. Было продано более 46 этих ЭВМ.

ЭВМ второго поколения – существенные отличия

В 1948 году физиками-теоретиками Джоном Бардиным и Уильямом Шокли, вместе с ведущим экспериментатором фирмы «Белл телефон лабораториз» Уолтером Браттейном, был создан первый действующий транзистор. Это был прибор точечно-контактного типа, в котором три металлических «усика» имели контакт с бруском из поликристаллического материала. Таким образом, поколения ЭВМ начали совершенствоваться уже в то далекое время.

Первые виды компьютеров, которые работали на основе транзисторов, отмечают свое появление в конце 1950 годов, а к середине 1960 годов были создано внешние типы устройств с более компактными функциями.

Элементная база бытовой электроники

Как уже было сказано выше, локомотивом развития элементной базы электроники стал быстро растущий, развивающийся рынок ПК. Благодаря этому современная бытовая техника напоминает специализированный компьютер. Телевизоры, домашние кинотеатры, проигрыватели DVD дисков имеют такие эксплуатационные параметры, которые лет двадцать назад просто невозможно было представить.

Даже стиральные машины, холодильники, простые новогодние гирлянды управляются микроконтроллерами. Современные поющие и говорящие детские игрушки, сделанные в Китае, также с микроконтроллерным управлением. Кстати, поразительный факт: еще в шестидесятые годы двадцатого столетия китайцы не могли наладить даже выпуск детекторных приемников, а теперь почти вся электроника делается в Китае.

В промышленности также любое современное устройство управления техпроцессом, даже не очень сложное построено на основе микроконтроллеров и, как правило, имеет интерфейс для подключения к ПК. Такой интерфейс имеют, например, электронные счетчики электроэнергии, что позволяет использовать их в системах автоматического учета.

Современный ПК

Надежность современных электронных компонентов достаточно высока. Тем не менее, нередки случаи, когда любая электронная техника приходит в негодность, нуждается в ремонте. В случае поломки бытовой электронной техники не всегда возможно отнести неисправное устройство в специализированную мастерскую, просто не везде они есть. Тогда на помощь приходят радиолюбители, ремонтирующие технику в своих домашних мастерских.

Квалификация таких домашних мастеров, как правило, очень высокая, ведь ремонтируется весьма широкий спектр электронной техники: от простых дверных звонков до спутниковых систем телевидения. Об устройстве и организации таких мастерских на дому будет рассказано в следующей статье.

Изобретение транзисторных полупроводников

Транзисторные полупроводники были изобретены в Bell Laboratories в 1947 году учеными Уильямом Шокли, Джоном Бардином и Уолтером Браттентом, но не выпускались до середины 1950-х годов. Инженеры и создатели новой элементной базы видели будущее компьютеров второго поколения в совершенствовании процедур ввода и вывода данных.

Первоначально эти процессы были похожи на последние модели компьютеров первого поколения. Работа являлась довольно трудоемкой и утомительной, потому что включала в себя труд несколько сотрудников, которые носили перфокарты из комнаты в комнату.

Чем обусловлено появление

Четвертое поколение ЭВМ наступило после изобретения микропроцессора в 1971 году американской компанией Intel. Изначально микропроцессоры применялись в промышленности, автомобилях и авиации. Большие интегральные системы автоматизировали управление самолетами, станками и автомашинами.

На каких элементах построены, устройство, структурная схема

Компьютеры на больших интегральных системах состояли из следующих компонентов:

  • плата памяти и дополнительное запоминающее устройство;
  • основная панель со сверхбольшой интегральной системой и местом для доппамяти;
  • интерфейсы печатной платы и платы дисковода;
  • дисковод с функцией считывания и записи информации на магнитные носители;
  • внешние магнитные или гибкие носители данных;
  • панель для ввода информации.

Все устройства компьютера объединяла единая шина. Она состояла из линии передачи информации, сигналов питания и управления. Это облегчило структуру ЭВМ. Передачу данных производилась с помощью сервисных программ.

Процессор и основное запоминающее устройство были основой ядра персонального компьютера. Основная память состояла из постоянной и оперативной. Постоянное запоминающее устройство записывало и хранило постоянно используемые программы.

Внешние устройства ПК подключались через адаптеры. Ввод-вывод данных осуществлялся через контролеры. Автономный доступ к основной памяти обеспечивал контролер прямого доступа. 

ЭВМ пятого поколения

Они будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

Таким образом, для компьютерной грамотности необходимо понимать, что на данный момент создано четыре поколения ЭВМ:

  • 1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.
  • 2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.
  • 3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).
  • 4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральных схем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом. Соответственно, предполагается применение принципиально новых технологий. Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились.

Фирма IBM тоже не намерена сдавать свои позиции мирового лидера, например, Японии. Мировая гонка за создание компьютера пятого поколения началась еще в 1981 году. С тех пор еще никто не достиг финиша. Поживем – увидим.

P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать:

1. Аналитическая машина Бэббиджа

2. Леди Ада Лавлейс и первая компьютерная программа

3. Может ли компьютер быть умнее человека?

4. Пять возможностей сотовых телефонов, которых не хватает в наши дни

5. Виртуальная интерактивность: что такое VR, MR, AR и их отличия

Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик.
Уже более 3.000 подписчиков

.

Важно: необходимо подтвердить свою подписку! В своей почте откройте письмо для активации и кликните по указанной там ссылке. Если письма нет, проверьте папку Спам.

Характерные свойства ЭВМ четвертого поколения

  1. Мультипроцессорный режим.
  2. Обработки параллельно-последовательного типа.
  3. Высокоуровневые типы языков.
  4. Появление первых сетей ЭВМ.

Появление Linux

В то время как программное обеспечение стало обычным делом и корпорации начали брать за него деньги, новое движение программистов запустило Linux в 1991 году. Во главе с Linux Torvalds они стали инициаторами бесплатного проекта операционной системы с открытым исходным кодом под названием Linux. Помимо Linux, другие операционные системы с открытым исходным кодом и бесплатное программное обеспечение были распространены для обслуживания офисных, сетевых и домашних компьютеров.

Классификация компьютеров

1.2. Технические средства обработки информации

1.2.1. Классификация компьютеров

Компьютер – это устройство или средство, предназначенное для обработки информации. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Информацию в иной форме представления для ввода в компьютер необходимо преобразовать в числовую форму.

Современным компьютерам предшествовали ЭВМ нескольких поколений. В развитии ЭВМ выделяют пять поколений.

В основу классификации заложена элементная база, на которой строятся ЭВМ:

  1. В 1943 году была создана вычислительных машин ЭВМ первого поколения на базе электронных ламп.
  2. Второе поколение (50 – 60 г.г.) компьютеров построено на базе полупроводниковых элементов (транзисторах).
  3. Основная элементная база компьютеров третьего поколения (60 – 70 г.г.) - интегральные схемы малой и средней интеграции.
  4. В компьютерах четвертого поколения (70 – по н/в) применены больших интегральных схемах БИС (микропроцессоры). Применение микропроцессоров в ЭВМ позволило создать персональный компьютер (ПК), отличительной особенностью которого является небольшие размеры и низкая стоимость.
  5. В настоящее время ведутся работы по созданию ЭВМ пятого поколения, которые разрабатываются на сверхбольших интегральных схемах.

Существует и другие различные системы классификации ЭВМ:

  1. По производительности и быстродействию.
  2. По назначению.
  3. По уровню специализации.
  4. По типу используемого процессора.
  5. По особенностям архитектуры.
  6. По размерам.

Рассмотрим схему классификации ЭВМ (Рис. 1.), исходя из их вычислительной мощности и габаритов.


Рис. 1.

Суперкомпьютеры – это самые мощные по быстродействию и производительности вычислительные машины. К суперЭВМ относятся “Cray” и “IBM SP2” (США). Используются для  решения  крупномасштабных  вычислительных  задач и моделирования, для сложных вычислений в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, также находят применение и в финансовой сфере.

Большие машины или мейнфреймы (Mainframe). Мейнфреймы используются в финансовой сфере, оборонном комплексе, применяются для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров.

Средние ЭВМ широкого назначения используются для управления сложными технологическими производственными процессами.

Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов, в качестве сетевых серверов.

Микро - ЭВМ — это компьютеры, в которых в качестве центрального процессора используется микропроцессор. К ним относятся встроенные микро – ЭВМ (встроенные в различное оборудование, аппаратуру или приборы) и персональные компьютеры PC.

Современные персональные компьютеры имеют практически те же характеристики, что и мини-ЭВМ восьмидесятых годов. На базе этого класса ЭВМ строятся автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного уровня, используются как средство обработки информации в информационных системах.

К персональным компьютерам относятся настольные и переносные ПК. К переносным ЭВМ относятся Notebook (блокнот или записная книжка) и карманные персональные компьютеры (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants – PDA и Palmtop).

Далее...>>>Тема: 1.2.2. Архитектура ЭВМ

Поколений компьютеров (с 1-го по 5-е)

Фото: Writix.co.uk

Отзыв от Web Webster

Узнайте о каждом из 5 поколений компьютеров и основных технологических разработках, которые привели к появлению вычислительных устройств, которые мы используем сегодня.

История развития компьютеров - это тема информатики, которая часто используется для обозначения различных поколений вычислительных устройств . . Каждое из пяти поколений компьютеров характеризуется крупными технологическими разработками , которые коренным образом изменили способ работы компьютеров.

Большинство крупных разработок с 1940-х годов до наших дней привели к появлению все более компактных, дешевых, мощных и эффективных вычислительных устройств.

Что такое пять поколений компьютеров?

В этом руководстве Webopedia вы узнаете больше о каждом из пяти поколений компьютеров и достижениях в технологиях, которые привели к разработке многих вычислительных устройств, которые мы используем сегодня. Наш путь к пяти поколениям компьютеров начинается в 1940 году с электронных схем и продолжается до наших дней и далее с системами и устройствами искусственного интеллекта (ИИ).

Давайте посмотрим…

Контрольный список компьютеров пяти поколений


Начало работы: основные термины, которые необходимо знать

Следующие определения технологий помогут вам лучше понять пять поколений компьютеров:

Первое поколение: вакуумные трубки

(1940-1956)

Первые компьютерные системы использовали вакуумные лампы для схем и магнитные барабаны для памяти, и часто были огромными, занимая целые комнаты.Эти компьютеры были очень дороги в эксплуатации, и, помимо использования большого количества электроэнергии, первые компьютеры генерировали много тепла, что часто было причиной неисправностей.

Компьютеры первого поколения полагались на машинный язык, язык программирования нижнего уровня, понятный компьютерам, для выполнения операций, и они могли решать только одну проблему за раз. Операторам потребовались бы дни или даже недели, чтобы установить новую проблему. Ввод был основан на перфокартах и ​​бумажной ленте, а вывод отображался на распечатках.

Компьютеры UNIVAC и ENIAC являются примерами вычислительных устройств первого поколения. UNIVAC был первым коммерческим компьютером, предоставленным бизнес-клиенту, Бюро переписи населения США, в 1951 году.

Компьютер UNIVAC в Бюро переписи населения. Источник изображения: Бюро переписи населения США

.

Рекомендуемая литература: Определение ENIAC Webopedia

Второе поколение: транзисторы (1956-1963)

Мир увидит, как транзисторы заменят электронные лампы во втором поколении компьютеров.Транзистор был изобретен в Bell Labs в 1947 году, но не получил широкого распространения в компьютерах до конца 1950-х годов.

Транзистор намного превосходил вакуумную лампу, позволяя компьютерам становиться меньше, быстрее, дешевле, энергоэффективнее и надежнее, чем их предшественники первого поколения. Хотя транзистор по-прежнему выделял много тепла, что привело к повреждению компьютера, это было значительным улучшением по сравнению с электронной лампой. Компьютеры второго поколения по-прежнему полагались на перфокарты для ввода и распечатки для вывода.

Ранний транзистор Филко (1950-е годы). Источник изображения: Vintage Computer Chip Collectibles

От двоичного файла к сборке

Компьютеры второго поколения перешли с загадочного двоичного машинного языка на символьные, или ассемблерные, языки, что позволило программистам определять инструкции словами. В то время также разрабатывались языки программирования высокого уровня, такие как ранние версии COBOL и FORTRAN. Это также были первые компьютеры, которые хранили свои инструкции в своей памяти, которая перешла от магнитного барабана к технологии магнитного сердечника.

Первые компьютеры этого поколения были разработаны для атомной энергетики.

Третье поколение: интегральные схемы

(1964-1971)

Разработка интегральной схемы была визитной карточкой третьего поколения компьютеров. Транзисторы были уменьшены в размерах и размещены на кремниевых микросхемах, называемых полупроводниками, что резко увеличило скорость и эффективность компьютеров.

Вместо перфокарт и распечаток пользователи взаимодействовали с компьютерами третьего поколения через клавиатуры и мониторы и взаимодействовали с операционной системой, что позволяло устройству запускать множество различных приложений одновременно с центральной программой, которая отслеживала память.Компьютеры впервые стали доступны массовой аудитории, потому что они были меньше и дешевле своих предшественников.

Знаете ли вы…? Интегральная схема (ИС) - это небольшое электронное устройство, изготовленное из полупроводникового материала. Первая интегральная схема была разработана в 1950-х годах Джеком Килби из Texas Instruments и Робертом Нойсом из Fairchild Semiconductor.

Четвертое поколение: микропроцессоры

(1971-настоящее время)

Микропроцессор открыл четвертое поколение компьютеров, поскольку тысячи интегральных схем были построены на одном кремниевом кристалле.То, что в первом поколении занимало всю комнату, теперь могло уместиться на ладони. Микросхема Intel 4004, разработанная в 1971 году, размещала все компоненты компьютера от центрального процессора и памяти до элементов управления вводом / выводом на одном кристалле.

В 1981 году IBM представила свой первый компьютер для домашнего пользователя, а в 1984 году Apple представила Macintosh. Микропроцессоры также вышли из сферы настольных компьютеров во многие области жизни, поскольку все больше и больше повседневных продуктов начали использовать микропроцессоры.

По мере того, как эти маленькие компьютеры становились все более мощными, их можно было соединять друг с другом в сети, что в конечном итоге привело к развитию Интернета. В компьютерах четвертого поколения также были разработаны графические интерфейсы пользователя, мышь и карманные устройства.

Первый микропроцессор Intel, 4004, был разработан Тедом Хоффом и Стэнли Мазором. Источник изображения: Intel Timeline (PDF)

Пятое поколение: искусственный интеллект (настоящее и будущее)

Вычислительные устройства пятого поколения, основанные на искусственном интеллекте, все еще находятся в разработке, хотя есть некоторые приложения, такие как распознавание голоса, которые используются сегодня.Использование параллельной обработки и сверхпроводников помогает сделать искусственный интеллект реальностью.

Квантовые вычисления, молекулярные и нанотехнологии радикально изменят облик компьютеров в ближайшие годы. Целью вычислений пятого поколения является разработка устройств, которые реагируют на ввод на естественном языке и способны к обучению и самоорганизации.

Пять поколений компьютеров

Компьютеры - неотъемлемая часть нашей повседневной жизни, теперь большинство людей воспринимает их и то, что они добавили в жизнь, как должное.

Тем более поколение, выросшее с младенчества в рамках глобальной революции настольных компьютеров и ноутбуков с 1980-х годов.

История компьютера насчитывает несколько десятилетий, и существует пять поколений компьютеров.

Каждое поколение определяется значительным технологическим развитием, которое коренным образом меняет способ работы компьютеров, что приводит к созданию более компактных, менее дорогих, но более мощных, эффективных и надежных машин.

1940 - 1956: Первое поколение - вакуумные трубки

Эти ранние компьютеры использовали электронные лампы в качестве схем и магнитные барабаны для памяти.В результате они были огромными, буквально занимали целые комнаты и стоили целое состояние. Это были неэффективные материалы, которые выделяли много тепла, потребляли огромное количество электроэнергии и впоследствии выделяли много тепла, что приводило к постоянным поломкам.

Эти компьютеры первого поколения основывались на «машинном языке» (который является самым основным языком программирования, понятным компьютерам). Эти компьютеры были ограничены решением одной проблемы за раз. Ввод был основан на перфокартах и ​​бумажной ленте.Выходные данные вышли на распечатках. Двумя известными машинами этой эпохи были машины UNIVAC и ENIAC. UNIVAC - это первый коммерческий компьютер, который был приобретен в 1951 году компанией - Бюро переписи населения США.

1956-1963: второе поколение - транзисторы

Замена электронных ламп на транзисторы ознаменовала появление второго поколения вычислений. Хотя транзисторы были впервые изобретены в 1947 году, они практически не использовались в компьютерах до конца 1950-х годов.Они были большим улучшением по сравнению с вакуумной трубкой, несмотря на то, что компьютеры все еще подвергались разрушительному воздействию тепла. Однако они значительно превосходили электронные лампы, делая компьютеры меньше, быстрее, дешевле и меньше потребляли электричество. Они по-прежнему полагались на перфокарты для ввода / вывода.

Язык эволюционировал от загадочного двоичного языка до символьных («ассемблерных») языков. Это означало, что программисты могли создавать инструкции на словах. Примерно в то же время разрабатывались языки программирования высокого уровня (ранние версии COBOL и FORTRAN).Машины с транзисторным управлением были первыми компьютерами, которые сохраняли инструкции в своей памяти - переходя от магнитного барабана к «технологии» магнитного сердечника. Первые версии этих машин были разработаны для атомной энергетики.

1964 - 1971: Третье поколение - интегральные схемы

К этому моменту транзисторы были миниатюризированы и помещены на кремниевые микросхемы (называемые полупроводниками). Это привело к значительному увеличению скорости и эффективности этих машин.Это были первые компьютеры, на которых пользователи взаимодействовали с помощью клавиатур и мониторов, взаимодействующих с операционной системой, что является значительным шагом вперед по сравнению с перфокартами и распечатками. Это позволяло этим машинам запускать несколько приложений одновременно с использованием центральной программы, которая отслеживала память.

В результате этих достижений, которые снова сделали машины дешевле и меньше, в 60-е годы появился новый массовый рынок пользователей.

1972 - 2010: четвертое поколение - микропроцессоры

Эту революцию можно описать одним словом: Intel.Производитель микросхем разработал микросхему Intel 4004 в 1971 году, в которой все компоненты компьютера (ЦП, память, элементы управления вводом / выводом) размещены на одном кристалле. То, что заполняло комнату в 1940-х годах, теперь умещается на ладони. Чип Intel содержит тысячи интегральных схем. В 1981 году был выпущен первый компьютер (IBM), специально разработанный для домашнего использования, а в 1984 году Apple представила MacIntosh. Микропроцессоры даже вышли за рамки компьютеров и стали использоваться во все большем количестве повседневных товаров.

Возросшая мощность этих маленьких компьютеров означала, что их можно было связывать, создавая сети. Что в конечном итоге привело к развитию, рождению и быстрой эволюции Интернета. Другими значительными достижениями этого периода стали графический пользовательский интерфейс (GUI), мышь и, в последнее время, поразительные достижения в области портативных компьютеров и портативных устройств.

2010-: Пятое поколение - искусственный интеллект

Компьютерные устройства с искусственным интеллектом все еще находятся в разработке, но некоторые из этих технологий начинают появляться и использоваться, например, распознавание голоса.

AI - это реальность, ставшая возможной благодаря использованию параллельной обработки и сверхпроводников. Обращаясь к будущему, компьютеры снова будут радикально преобразованы квантовыми вычислениями, молекулярными и нанотехнологиями.

Суть пятого поколения будет заключаться в использовании этих технологий для создания машин, которые могут обрабатывать естественный язык и реагировать на него, а также иметь возможность учиться и организовываться.

• Дэвид Бернс - менеджер по маркетингу и коммуникациям в Origin IT | davidb @ originit.co.nz | www.originit.co.nz

Компьютер поколения

- обзор

1.1 Предварительная разработка ПК

Одно из первых проявлений компьютерных технологий произошло в США в 1880-х годах. Это произошло из-за того, что Конституция США требует, чтобы обследование проводилось каждые 10 лет. Поскольку население США увеличивалось, на сбор статистики уходило все больше времени. К 1880-м годам казалось вероятным, что обзор 1880 года не будет завершен до 1890 года.Чтобы преодолеть это, Герман Холлерит (который работал на правительство) изобрел машину, которая принимала перфокарты с информацией на них. Эти карты позволяли току проходить через отверстие, когда оно было.

Электромеханическая машина Холлерита была чрезвычайно успешной и использовалась во время переписей 1890 и 1900 годов. Он даже основал компанию, которая позже стала называться International Business Machines (IBM): CTR (Computer Tabulating Recording). К сожалению, бизнес Холлерита столкнулся с финансовыми трудностями, и его спас молодой продавец из CTR по имени Том Уотсон, который осознал потенциал продажи вычислительных машин на основе перфокарт американскому бизнесу.В конце концов он возглавил компанию Watson и в 1920-х годах переименовал ее в International Business Machines Corporation (IBM). После этого электромеханические машины были форсированы и усовершенствованы. Электромеханические компьютеры вскоре превратятся в электронные компьютеры, использующие клапаны.

Первые электронно-вычислительные машины были разработаны независимо в 1943 году; это были «Гарвард Мк I» и Колосс. Colossus был разработан в Великобритании и использовался для взлома немецкой системы кодирования (шифр Лоренца), тогда как «Harvard Mk I» был разработан в Гарвардском университете и представлял собой электромеханический программируемый компьютер общего назначения.Это привело к появлению первого поколения компьютеров, в которых использовались электронные клапаны и перфокарты в качестве основного энергонезависимого хранилища.

Первый в мире большой электронный компьютер (1946 г.), содержащий 19 000 значений, был построен в Пенсильванском университете Джоном Эккертом во время Второй мировой войны. Он назывался ENIAC (Электронный числовой интегратор и компьютер) и прекратил работу в 1957 году. По сегодняшним меркам это был неуклюжий динозавр, и к моменту его демонтажа он весил более 30 тонн и занимал площадь более 1500 квадратных футов.Удивительно, но он также потреблял более 25 кВт электроэнергии (эквивалент мощности более 400 лампочек мощностью 60 Вт), но мог выполнять более 100 000 вычислений в секунду (что разумно даже по сегодняшним стандартам). К сожалению, он был ненадежным и проработал в среднем всего несколько часов, прежде чем необходимо было заменить клапан. Однако в те дни искать неисправности было проще, поскольку работающий клапан не светился и был холодным на ощупь.

Клапаны были в порядке и использовались во многих приложениях, например в телевизорах и радиоприемниках, но они были ненадежными и потребляли большое количество электроэнергии, в основном на нагревательный элемент на катоде.К 1940-м годам несколько ученых из Bell Laboratories исследовали материалы, называемые полупроводниками, такие как кремний и германий. Эти вещества лишь умеренно хорошо проводят электричество, но когда они легированы примесями, их сопротивление меняется. Из этой работы они сделали кристалл, называемый диодом, который работал как вентиль, но имел много преимуществ, в том числе то, что он не требовал вакуума и был намного меньше. Он также хорошо работал при комнатной температуре, требовал небольшого электрического тока и не имел времени на прогрев.Это было началом микроэлектроники.

Одна из величайших революций всех времен произошла в декабре 1948 года, когда Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин в Bell Labs создали транзистор, который мог действовать как триод. Он был сделан из кристалла германия с тонкой секцией p-типа, зажатой между двумя материалами n-типа. Вместо того, чтобы сообщать миру подробности о нем, Bell Laboratories более семи месяцев хранила свое изобретение в секрете, чтобы полностью понять его действие.Вскоре они подали заявку на патент на транзистор и 30 июня 1948 года наконец открыли миру транзистор. К сожалению, как и многие другие великие изобретения, он получил мало внимания общественности и еще меньше освещения в прессе ( New York Times дал ему 4½ дюйма на странице 46). Надо сказать, что мало кто произвел такие глубокие изменения в мире, и Шокли, Браттейн и Бардин были заслуженно награждены Нобелевской премией в 1956 году. Чтобы извлечь выгоду из своего успеха, Шокли в 1955 году основал Shockley Semiconductor.Затем в 1957 году восемь инженеров решили, что они не могут работать в Shockley Semiconductor, и основали Fairchild Semiconductors, которая стала одной из самых изобретательных компаний в Кремниевой долине. К сожалению, большую часть времени Fairchild Semiconductors не в полной мере использовала свои разработки и была скорее инкубатором для многих новаторов в электронной промышленности. Примерно в то же время Кеннет Олсен основал Digital Equipment Corporation (DEC), которая вместе с IBM стала одной из ключевых компаний в компьютерной индустрии.

Ранее, в 1952 году, Дж. У. Даммер, специалист по радиолокации из британского Королевского радиолокационного предприятия, представил документ, в котором предлагалось использовать твердый блок материалов для соединения электронных компонентов без соединительных проводов. Это заложило бы основу интегральной схемы.

Транзисторы изначально были сделаны из германия, который не является прочным материалом и не выдерживает высоких температур. Первой компанией, предложившей использование кремниевых транзисторов, была геологическая исследовательская компания Texas Instruments (которая перешла на производство транзисторов).Затем, в мае 1954 года, Texas Instruments начала коммерческое производство кремниевых транзисторов. Вскоре многие компании начали производить кремниевые транзисторы, и к 1955 году рынок электронных клапанов достиг своего пика, в то время как рынок транзисторов стремительно рос. Крупные производители электронных клапанов, такие как Western Electric, CBS, Raytheon и Westinghouse, не смогли адаптироваться к меняющимся условиям рынка и быстро потеряли свою долю рынка в пользу новых компаний-производителей транзисторов, таких как Texas Instruments, Motorola, Hughes и RCA.

В июле 1958 года в Texas Instruments Джек Сент-Клер Килби предложил создать монолитное устройство (интегральную схему) на едином куске кремния. Затем, в сентябре, он изготовил первую интегральную схему, содержащую пять компонентов на куске германия длиной полдюйма и тоньше зубочистки.

В следующем году Fairchild Semiconductor подала заявку на патент на планарный процесс производства транзисторов. Этот процесс сделал возможным промышленное производство транзисторов и привел к тому, что через два года компания Fairchild представила первую коммерческую интегральную схему.Через несколько лет транзисторы стали достаточно маленькими, чтобы изготавливать слуховые аппараты, которые можно было вставлять в ухо, а вскоре и в кардиостимуляторы. Такие компании, как Sony, начали заставлять транзисторы работать на более высоких частотах и ​​в более широких диапазонах температур. В конце концов они стали настолько маленькими, что многие из них можно было разместить на одном куске кремния. Их называли микрочипами, и они положили начало индустрии микроэлектроники. Первыми двумя компаниями, разработавшими интегральную схему, были Texas Instruments и Fairchild Semiconductor.В Fairchild Semiconductor Роберт Нойс сконструировал интегральную схему с компонентами, соединенными алюминиевыми линиями на поверхностном слое оксида кремния на плоскости кремния. Затем он возглавил одну из самых инновационных компаний в мире - Intel Corporation.

После ENIAC компьютерная индустрия развивалась быстрыми темпами, и к 1948 году небольшие электронные компьютеры производились в количестве в течение пяти лет (использовалось 2000), в 1961 году - 10 000, 1970 - 100 000. IBM, в time, имела значительную долю компьютерного рынка, настолько большую, что против них была подана жалоба о монополистической практике в ее компьютерном бизнесе в нарушение Закона Шермана.К январю 1954 года Окружной суд США вынес окончательное решение по жалобе на IBM. Для этого IBM затем подписала «указ о согласии», который наложил ограничения на то, как IBM ведет бизнес в отношении «машин электронной обработки данных».

В 1954 году был построен IBM 650, который в то время считался рабочей лошадкой отрасли (было продано около 1000 машин и использовались клапаны). В ноябре 1956 года IBM продемонстрировала свои новаторские способности, разработав первый жесткий диск RAMAC 305.По сегодняшним меркам он был огромным, с 50 пластинами диаметром два фута, что давало общую емкость 5 МБ. Примерно в то же время Массачусетский технологический институт выпустил первый транзисторный компьютер: TX-O (транзисторный экспериментальный компьютер). Увидев потенциал транзистора, IBM быстро перешла с ламп на транзисторы и в 1959 году выпустила первый коммерческий транзисторный компьютер. Это была серия IBM 7090/7094, которая долгие годы доминировала на компьютерном рынке.

Программы, написанные на этих мэйнфреймах, обычно представляли собой либо машинный код (с использованием фактического двоичного языка, который понимал компьютер), либо с использованием одного из новых компилируемых языков, таких как COBOL и FORTRAN. FORTRAN хорошо подходит для инженерии и науки, поскольку основан на математических формулах. COBOL больше подходил для бизнес-приложений. FORTRAN был разработан в 1957 году (обычно известный как FORTRAN 57) и значительно расширил разработку компьютерных программ, поскольку программа могла писать в почти английской форме, а не использовать двоичный язык.С FORTRAN компилятор преобразует операторы FORTRAN в форму, понятную компьютеру. В то время программы FORTRAN хранились на перфокартах и ​​загружались в устройство чтения перфокарт для считывания в компьютер. На каждой перфокарте были проделаны отверстия для представления символов ASCII. Любые изменения в программе потребуют нового набора перфокарт.

В 1959 году IBM построила первый коммерческий транзисторный компьютер под названием IBM 7090/7094 series, который много лет доминировал на компьютерном рынке.В 1960 году в Нью-Йорке IBM разработала первое автоматическое средство массового производства транзисторов. В 1963 году компания Digital Equipment Company (DEC) продала свой первый мини-компьютер компании Atomic Energy of Canada. DEC должна была стать основным конкурентом IBM, но в конечном итоге потерпела неудачу, поскольку отказалась от роста рынка персональных компьютеров.

Второе поколение компьютеров началось в 1961 году, когда великий новатор Fairchild Semiconductor выпустил первую коммерческую интегральную схему.В следующие два года были достигнуты значительные успехи в интерфейсах к компьютерным системам. Первой была компания Teletype, которая произвела клавиатуру Model 33 и терминал с перфолентой. Это был классический дизайн, который использовался во многих доступных системах. Другим достижением стал Дуглас Энгельбарт, получивший патент на компьютерное указывающее устройство.

Производство транзисторов увеличивалось, и с каждым годом их размер значительно уменьшался. Гордон Мур в 1964 году изобразил рост числа транзисторов, которые можно было разместить на одном микрочипе, и обнаружил, что количество транзисторов, которые можно установить на интегральную схему, увеличивается примерно вдвое каждые 18 месяцев.Теперь это известно как закон Мура, и с тех пор он остается на удивление точным. В 1964 году компания Texas Instruments также получила патент на интегральную схему.

В то время существовало только три основных способа написания компьютерных программ: машинный код, FORTRAN или COBOL. Эти языки часто было трудно использовать неопытным пользователям. Итак, в 1964 году Джон Кемени и Томас Курц из Дартмутского колледжа разработали язык программирования BASIC (универсальный символьный код для начинающих).Он имел большой успех, хотя никогда особо не использовался в «серьезных» приложениях, пока Microsoft не разработала Visual BASIC, который использовал BASIC в качестве основного языка, но улучшил его с помощью превосходной системы разработки. Многие из первых персональных компьютеров использовали BASIC в качестве стандартного языка программирования.

Третье поколение компьютеров началось в 1965 году с использованием интегральных схем, а не дискретных транзисторов. IBM снова была новатором и создала мэйнфрейм System / 360.Исторически это был настоящий классический компьютер. Затем, в 1970 году, IBM представила System / 370 с полупроводниковой памятью. Все компьютеры были очень дорогими (около 1 000 000 долларов) и были лучшими вычислительными лошадками того времени. К сожалению, их покупка и обслуживание были очень дорогими. Большинству компаний приходилось сдавать свои компьютерные системы в аренду, поскольку они не могли позволить себе их покупать. Пока IBM с радостью держалась за свой рынок мэйнфреймов, несколько новых компаний работали над сокращением своей доли.DEC будет первой со своими мини-компьютерами, но в конечном итоге их догонят производители ПК будущего. Начало потери ими рыночной доли можно отнести к разработке микропроцессоров и к одной компании: Intel. Однако в 1967 году IBM снова продемонстрировала свое лидерство в компьютерной индустрии, разработав первую дискету. Растущая электронная промышленность начала привлекать новые компании к специализации в ключевых областях, например, International Research, которая подала заявку на патент на способ создания двусторонней магнитной ленты с использованием промежуточного слоя из фольги Mumetal.

Начало спада для IBM произошло в 1968 году, когда Роберт Нойс и Гордон Мур покинули Fairchild Semiconductors и встретились с Энди Гроувом, чтобы основать корпорацию Intel. Чтобы привлечь необходимое финансирование, они обратились к венчурному капиталисту по имени Артур Рок. Он быстро нашел необходимое стартовое финансирование, так как Роберт Нойс был хорошо известен как человек, который первым установил более одного транзистора на кремниевой пластине.

В то же время ученый IBM Джон Кок и другие разработали прототип научного компьютера под названием ACS, в котором использовались некоторые концепции RISC (компьютер с сокращенным набором команд).К сожалению, проект был отменен, поскольку он несовместим с компьютерами IBM System / 360.

Несколько человек предлагали идею компьютера на кристалле, и International Research Corp. была первой, кто разработал требуемую архитектуру по образцу усовершенствованной концепции DEC PDP-8 / S. В то время Уэйн Пикетт предложил Fairchild Semiconductor разработать компьютер на кристалле, но получил отказ. Итак, он пошел работать с IBM и продолжил разработку контроллера для Project Winchester, который имел закрытый дисковод с подвижной головкой.

В том же году Дуглас К. Энгельбарт из Стэнфордского исследовательского института продемонстрировал концепцию компьютерных систем, использующих клавиатуру, клавиатуру, мышь и окна на Объединенной компьютерной конференции в Общественном центре Сан-Франциско. Он также продемонстрировал использование текстового процессора, гипертекстовой системы и удаленного сотрудничества. Его концепция клавиатуры, мыши и окон с тех пор стала стандартным пользовательским интерфейсом для компьютерных систем.

В 1969 году Hewlett-Packard открыла мир цифровой электроники, выпустив первый в мире настольный научный калькулятор: HP 9100A.В то время электронная промышленность производила дешевые карманные калькуляторы, что привело к разработке доступных компьютеров, когда японская компания Busicom поручила Intel изготовить набор от восьми до 12 микросхем для калькулятора. Затем, вместо того, чтобы разрабатывать полный набор микросхем, Тед Хофф из Intel разработал микросхему интегральной схемы, которая могла бы получать инструкции и выполнять простые интегрированные функции с данными. Конструкцией стал микропроцессор 4004. Intel произвела набор микросхем, которые можно было запрограммировать для выполнения различных задач.Это были первые микропроцессоры, и вскоре Intel (сокращенно от Int egrated El ectronics) выпустила 4-битный микропроцессор общего назначения, названный 4004.

В апреле 1970 года Уэйн Пикетт предложил Intel использовать микропроцессор. компьютер на кристалле для проекта Busicom. Затем, в декабре, Gilbert Hyatt подала заявку на патент, озаглавленную «Архитектура однокристальной интегральной схемы», первый базовый патент на микропроцессор.

4004 произвел революцию в электронной промышленности, поскольку предыдущие электронные системы имели фиксированную функциональность.С этим процессором функциональность может быть запрограммирована программно. Удивительно, но по сегодняшним стандартам он мог обрабатывать только четыре бита данных за раз (полубайт), содержал 2000 транзисторов, имел 46 инструкций и позволял 4 КБ программного кода и 1 КБ данных. С этого скромного старта ПК с тех пор эволюционировал с использованием микропроцессоров Intel. Intel ранее была инновационной компанией и произвела первое устройство памяти (статическое ОЗУ, которое использует шесть транзисторов для каждого бита, хранящегося в памяти), первую DRAM (динамическую память, которая использует только один транзистор для каждого бита, хранящегося в памяти). и первый EPROM (который позволяет загружать данные в устройство, которое затем постоянно хранится).

Computer Generations
1 st

Клапаны (ENIAC)

2 nd

Транзисторы (PDP-1)

3 2/9 IBM System / 360)

4 th

Крупномасштабная интеграция (ZX81)

5 th

Системы на кристалле (Pentium)

Intel 4000-series
Intel 4000-series
4001

PROM (4096 × 8 бит)

4002

RAM (5120 бит)

4003

Регистры

4004
9000 9022 Процессор Транзисторный)
1.

IBM

2.

Univac

3.

Burroughs

4.

NCR

5.

Honeywell Control2 Corporation

7.

Siemens

8.

Fuji

9.

Bendix

10.

Librascope

Сообщение об ошибке компьютера:

клавиатура, без клавиатуры, нажмите F1, чтобы продолжить.’

Все компьютеры ждут одновременно.

В том же году Intel анонсировала чип RAM объемом 1 КБ, что было значительным увеличением по сравнению с ранее производимыми чипами памяти. Примерно в то же время был основан один из основных партнеров Intel, а также, как показывает история, конкуренты, Advanced Micro Devices (AMD) Incorporated. Это было начато, когда ушли Джерри Сандерс и еще семь человек - да, как вы уже догадались, Fairchild Semiconductor. В инкубаторе электронной промышленности появилось множество дочерних компаний.

В то же время корпорация Xerox собрала команду в Исследовательском центре Пало-Альто (PARC) и поставила перед ними задачу создать «архитектуру информации». Это привело бы ко многим великим достижениям вычислительной техники, в том числе персональным. распределенные вычисления, графические пользовательские интерфейсы, первая коммерческая мышь, растровые дисплеи, Ethernet, архитектура клиент / сервер, объектно-ориентированное программирование, лазерная печать и многие из основных протоколов Интернета. Немногие исследовательские центры когда-либо были такими творческими и дальновидными, как PARC за эти годы.

В 1971 году Гэри Бун из Texas Instruments подал заявку на патент на однокристальный компьютер, и микропроцессор был выпущен в ноябре. В том же году Intel скопировала микропроцессор 4004 для Busicom. На момент выпуска базовая спецификация 4004 была:

• Скорость: • Адресная память: • Адресная память
• Шина данных: 4-битная
• Тактовая частота: 108 кГц
• Цена: $ 200
60 000 операций в секунду
• Транзисторы: 2300
• Кремний: 10-микронная технология, 3 × 4 мм 2
640 байт

Затем Intel разработала СППЗУ, которое интегрировано в 4004 для увеличения циклов разработки микропроцессорных продуктов.

Еще одно важное событие произошло, когда Билл Гейтс и Пол Аллен, называющие себя «Lakeside Programming Group», подписали соглашение с Computer Center Corporation о сообщении об ошибках в программном обеспечении PDP-10 в обмен на компьютерное время.

Другими значительными эффектами в то время были:

Кен Томпсон из Bell Laboratories AT&T написал первую версию операционной системы Unix.

Гэри Старквезер из Xerox использовал лазерный луч вместе со стандартным процессором фотокопирования для изготовления лазерного принтера.

Национальный институт радио представил первый компьютерный комплект за 503 доллара.

Texas Instruments разрабатывает первый микрокомпьютер на кристалле, содержащий более 15 000 транзисторов.

IBM представила диск памяти, или гибкий диск, который представлял собой 8-дюймовые гибкие пластиковые диски, покрытые оксидом железа.

Компания Wang Laboratories представила систему текстового процессора Wang 1200.

Никлаус Вирт изобрел язык программирования Паскаль. BASIC и FORTRAN уже давно известны тем, что создают неструктурированные программы с множеством GOTO и RETURN. Паскаль был предназначен для обучения хорошим методам модульного программирования, но был быстро принят за его чистый псевдокодовый язык. Сегодня он все еще выживает, но боролся с C / C ++ (в основном из-за популярности Unix) и Java (из-за его интеграции с Интернетом), но живет с Borland Delphi, отличной системой разработки для Microsoft Windows.

Поколения компьютеров - GeeksforGeeks

Поколения компьютеров

Введение:
Компьютер - это электронное устройство, которое манипулирует информацией или данными. Он имеет возможность хранить, извлекать и обрабатывать данные.
В настоящее время компьютер можно использовать для ввода документов, отправки электронной почты, игр и просмотра веб-страниц. Его также можно использовать для редактирования или создания электронных таблиц, презентаций и даже видео. Но эволюция этой сложной системы началась примерно в 1940 году с появлением компьютеров первого поколения и с тех пор продолжает развиваться.

Есть пять поколений компьютеров.

  1. ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ
    • Введение:
      1. 1946-1959 - период компьютеров первого поколения.
      2. Дж. П. Эккерт и Дж. В. Моши изобрели первый успешный электронный компьютер под названием ENIAC, что означает «Электронный цифровой интегрированный и калькулятор».
    • Несколько примеров:
      1. ENIAC
      2. EDVAC
      3. UNIVAC
      4. IBM-701
      5. IBM-650

      9047
    • электронные лампы, которые были единственным электронным компонентом, доступным в те дни.
    • Эти компьютеры могут производить вычисления за миллисекунды.
  • Недостатки:
    1. Они были очень большие по размеру, вес около 30 тонн.
    2. Эти компьютеры были созданы на основе электронных ламп.
    3. Эти компьютеры были очень дорогими.
    4. Он мог хранить только небольшой объем информации из-за наличия магнитных барабанов.
    5. Поскольку изобретение компьютеров первого поколения связано с электронными лампами, еще одним недостатком этих компьютеров было то, что вакуумные лампы требовали большой системы охлаждения.
    6. Очень низкая эффективность работы.
    7. Ограниченные возможности программирования и перфокарты использовались для ввода данных.
    8. Большое количество энергии.
    9. Ненадежное и требуется постоянное обслуживание.
  • ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ
    • Введение:
      1. 1959-1965 годы - период компьютеров второго поколения.
      2. 3. Компьютеры второго поколения были основаны на транзисторах, а не на электронных лампах.
    • Несколько примеров:
      1. Honeywell 400
      2. IBM 7094
      3. CDC 1604
      4. CDC 3600
      5. UNIVAC 1108

        … многие другие

    • Благодаря наличию транзисторов вместо электронных ламп размер электронной составляющей уменьшился. Это привело к уменьшению размера компьютера по сравнению с компьютерами первого поколения.
    • Меньше энергии и меньше тепла, чем у первого поколения.
    • Для ввода использовались ассемблер и перфокарты.
    • Низкая стоимость по сравнению с компьютерами первого поколения.
    • Скорость выше, данные вычисляются в микросекундах.
    • Лучшая портативность по сравнению с первым поколением
    • Недостатки:
      1. Требовалась система охлаждения.
      2. Требовалось постоянное обслуживание.
      3. Используется только для специальных целей.

  • ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ
    • Введение:
      1. 1965-1971 - период компьютеров третьего поколения.
      2. Эти компьютеры были основаны на интегральных схемах.
      3. IC была изобретена Робертом Нойсом и Джеком Килби в 1958–1959 годах.
      4. IC была однокомпонентным, содержащим несколько транзисторов.
    • Несколько примеров:
      1. PDP-8
      2. PDP-11
      3. ICL 2900
      4. IBM 360
      5. IBM 370

        … и многие другие

      68 904
      1. Эти компьютеры были дешевле компьютеров второго поколения.
      2. Они были быстрыми и надежными.
      3. Использование ИС в компьютере обеспечивает небольшой размер компьютера.
      4. IC не только уменьшает размер компьютера, но также улучшает его производительность по сравнению с предыдущими компьютерами.
      5. Это поколение компьютеров имеет большой объем памяти.
      6. Вместо перфокарт для ввода используются мышь и клавиатура.
      7. Они использовали операционную систему для лучшего управления ресурсами и использовали концепцию разделения времени и множественного программирования.
      8. Эти компьютеры сокращают время вычислений с микросекунд до наносекунд.
    • Недостатки:
      1. Микросхемы ИС трудно обслуживать.
      2. Высокотехнологичная технология, необходимая для производства микросхем IC.
      3. Требуется кондиционер.


  • ЧЕТВЕРТОЕ ПОКОЛЕНИЕ
    • Введение:
      1. 1971-1980 - период компьютеров четвертого поколения.
      2. Эта технология основана на микропроцессоре.
      3. Микропроцессор используется в компьютере для выполнения любых логических и арифметических функций в любой программе.
      4. Технология графического интерфейса пользователя (GUI) была использована для большего удобства пользователей.
    • Несколько примеров:
      1. IBM 4341
      2. DEC 10
      3. STAR 1000
      4. PUP 11

        … и многие другие

    • 9048 размер меньше по сравнению с компьютером предыдущего поколения.
    • Вырабатываемое тепло незначительно.
    • Небольшие размеры по сравнению с компьютерами предыдущего поколения.
    • Требуется меньше обслуживания.
    • В компьютерах этого типа можно использовать все типы языков высокого уровня.
    • Недостатки:
      1. Конструкция и изготовление микропроцессора очень сложны.
      2. Кондиционирование воздуха требуется во многих случаях из-за наличия микросхем.
      3. Для изготовления ИС требуются передовые технологии.

  • ПЯТОЕ ПОКОЛЕНИЕ
    • Введение:
      1. Период пятого поколения с 1980 г. по настоящее время.
      2. Это поколение основано на искусственном интеллекте.
      3. Целью пятого поколения является создание устройства, которое могло бы реагировать на ввод на естественном языке и способно к обучению и самоорганизации.
      4. Это поколение основано на технологии ULSI (Ultra Large Scale Integration), в результате чего производятся микропроцессорные микросхемы, содержащие десять миллионов электронных компонентов.
    • Несколько примеров:
      1. Настольный компьютер
      2. Ноутбук
      3. Ноутбук
      4. UltraBook
      5. Chromebook

        … и многие другие

    • Преимущества работает быстрее.
    • Доступны разные размеры и уникальные особенности.
    • Обеспечивает компьютеры более удобными интерфейсами с мультимедийными функциями.
    • Недостатки:
      1. Им нужны языки очень низкого уровня.
      2. Они могут сделать человеческий мозг тупым и обреченным.
  • Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Ознакомьтесь со всеми важными концепциями теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по доступной для студентов цене и подготовьтесь к работе в отрасли.

    Каковы характеристики компьютеров от первого до четвертого поколения?

    РЕФЕРАТ

    В этой диссертации я намеревался исследовать характеристики компьютеров от компьютеров первого поколения до компьютеров четвертого поколения.С самого начала моей диссертации я был так заинтересован в том, чтобы выяснить, как развитие компьютеров привело к изменению характеристик каждого поколения компьютеров, однако я столкнулся с некоторыми трудностями на этом пути, и в результате я решил отвлечься. Проект фокусируется на том, какими были характеристики компьютеров от первого поколения компьютеров до четвертого поколения компьютеров и как характеристики каждого поколения компьютеров настолько отличались друг от друга.По завершении обзора каждого поколения компьютеров я заметил, что каждое развитие привело к изменению технологий, используемых для каждого поколения, следовательно, почему каждое поколение компьютеров было таким уникальным по сравнению с другим. Итак, из этого открытия я мог сделать вывод, что с технологией, используемой в производстве и производстве компьютеров для каждого поколения компьютеров, все характеристики компьютеров были связаны с используемой технологией.

    1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ АРХИТЕКТУРЫ

    Дизайн архитектуры процессора компьютера, набор команд, режимы адресации.Архитектура часто определяется как набор атрибутов машины, которые программист должен понимать, чтобы успешно программировать конкретный компьютер. Итак, в общем, компьютерная архитектура относится к атрибутам системы, видимым программисту, которые имеют прямое влияние на выполнение программы.

    1. ТЕРМИНОЛОГИЯ
    • Baer: «Проект интегрированной системы, которая предоставляет программисту полезный инструмент»
    • Hayes: «Изучение структуры, поведения и конструкции компьютеров»
    • Хеннесси и Паттерсон: «Интерфейс между оборудованием и программным обеспечением нижнего уровня»
    • Фостер: «Искусство конструировать машину, с которой будет приятно работать»
    • Скорость означает , насколько быстро могут работать компьютеры.
    • Надежность означает , насколько стабильно хорошее качество и производительность компьютера и можно ли ему доверять.
    • Точность относится к к тому, верны ли вычисления, сделанные компьютером, но не ошибочны.
    • Автоматизация относится к , может ли компьютер работать самостоятельно, или ему требуется или нужна помощь / содействие для полноценной работы / функционирования.
    • Прилежание относится к , насколько хорошо компьютер может работать для e.грамм. часов без поломки и ошибок при расчетах.
    • Универсальность означает, можно ли использовать компьютер для одновременного выполнения различных типов задач.
    • Выносливость относится к , как долго компьютер может использоваться, например 5/6 часов без поломки / отключения.
    • Размер указывает на размер , например, размер компьютера. высота вес.
    • Объем памяти указывает, сколько данных может хранить компьютер.
    • Стоимость относится к тому, дешевый или дорогой компьютер. [1]
    1. ВВЕДЕНИЕ

    Компьютер - это электронное устройство, используемое для выполнения логических и арифметических операций, поскольку оно обрабатывает собранные данные и преобразует их в информацию, которую пользователь / физическое лицо может стремиться узнать. Способность компьютеров выполнять последовательность операций, называемую программой, делает компьютеры очень гибкими и полезными. Такие компьютеры используются в качестве систем управления для самых разных промышленных и бытовых устройств.Сюда входят простые устройства специального назначения, такие как микроволновые печи и пульты дистанционного управления, заводские устройства, такие как промышленные роботы и компьютерное проектирование, а также устройства общего назначения, такие как персональные компьютеры и мобильные устройства, такие как смартфоны.

    Сегодня мы живем в компьютерный век, когда большая часть нашей повседневной деятельности не может быть выполнена без использования компьютеров. Иногда сознательно, а иногда неосознанно мы пользуемся компьютерами. Компьютер стал незаменимым и многоцелевым инструментом, благодаря которому компьютеры стали такой жизненной необходимостью, что трудно представить жизнь без него, и поэтому я всегда интересовался компьютерной областью с юных лет наряду с разнообразием информацию, которую я собирал на протяжении многих лет, поэтому, когда мне представилась возможность написать диссертацию по любой теме по моему выбору, я решил, что это будет отличный способ собрать, изучить и понять новые вещи, которые я никогда раньше не узнавал из предыдущая информация была сопоставлена, а также выбрана сфера деятельности, которая расширила бы мои знания в области вычислений, поскольку она предоставляет мне достаточный объем информации, чтобы я начал свой университетский курс, то есть компьютерные науки в выбранном мной университете.В ходе своего исследования мне удалось развить некоторые независимые навыки, которые интересуют выбранный мной университет и работодателей. Например, навыки самостоятельной работы (исследования), способность написать полное и подробное эссе / отчет с аналитически сбалансированной аргументацией, исследовательские навыки, навыки презентации, уверенность и многое другое.

    Мое исследование будет в основном состоять из вторичных исследований. Вторичное исследование, которое будет проведено, окажет большое влияние / влияние на мою диссертацию в целом, так как проведенное исследование, сопоставленное и собранное, уже существует в видеоматериалах (TED TALKS), веб-сайтах, книгах в Интернете и статьях со всего мира.Использование всех этих стратегий и техник поможет подпитывать мои знания, которые можно использовать для написания развитой диссертации. Поэтому я решил пройти расширенную квалификацию проекта с темой, которая относится к области вычислений, к которой я испытываю большой энтузиазм. Основное внимание уделяется «Каковы характеристики компьютеров от поколения 1 st до поколения 4 st ?» поскольку я считаю, что это еще больше улучшит мои знания в области вычислений, поскольку поможет мне понять каждую технологию, используемую для развития, и создать характеристики компьютеров четвертого поколения.

    До того, как я выбрал тему для своего проекта, я решил выяснить терминологию характеристик слов, прежде чем проводить какие-либо дальнейшие исследования. Определение характеристик слова даст мне твердое и твердое представление о том, на чем должно быть основано мое исследование с точки зрения того, на чем я буду фокусироваться. В английских словарях Oxford Living Dictionaries характеристики определяются как [2] «характеристика, черта или качество, обычно присущее человеку, месту или предмету и служащее для их идентификации».

    Каждое поколение компьютерных характеристик делало их настолько отличными и уникальными друг от друга. Каждое поколение компьютеров обладает такими характеристиками, как скорость, надежность, точность, автоматизация, трудолюбие, выносливость, размер, универсальность, емкость хранилища и стоимость.

    4.0 КОМПЬЮТЕРЫ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ (1940 - 1958)

    Первое поколение компьютеров появилось в период с 1945 по 1956 год с появлением самого первого электронного компьютера общего назначения под названием «Электронный числовой интегратор» и другого компьютера, известного как ENIAC.Появление компьютера [3] ENIAC было началом нынешнего поколения компьютеров, и многие другие еще впереди. Компьютер ENAIC был известен решением большого класса численных задач путем перепрограммирования в 19, -х, -м веке.

    В этом поколении в основном использовались операционные системы с пакетной обработкой. В качестве устройств ввода и вывода использовались перфокарты, бумажная лента и магнитная лента. В компьютерах этого поколения в качестве языка программирования использовался машинный код.[4] Ранние компьютеры первого поколения получали инструкции, закодированные на машинном языке, то есть код, который обозначает электрические состояния в компьютере как комбинации нулей и единиц. Подготовка программы или инструкций была чрезвычайно утомительной, и ошибки были обычным делом. [5] Джон Мочли, американский физик, и Дж. Преспер Эккерт, американский инженер, изобрели и изготовили электронный цифровой компьютер в инженерной школе Мура при Пенсильванском университете в Филадельфии.

    Хотя ENIAC был разработан и в основном использовался для расчета таблиц артиллерийской стрельбы для Лаборатории баллистических исследований армии США, его первые программы включали исследование возможности создания термоядерного оружия.Компьютер был основан на некоторых концепциях, разработанных Аланом Тернингом. [6] Алан Тьюринг был страстным и известным британским математиком, в основном известным тем, что придумал современные вычисления, анализируя, что означает для человека следовать определенному методу или процедуре для выполнения задачи. С этой целью он изобрел идею «универсальной машины», которая могла бы декодировать и выполнять любой набор инструкций. Десять лет спустя он превратит эту революционную идею в практический план электронного компьютера, способного запускать любую программу.

    Первые поколения компьютеров обладали характеристиками, которые отличали их от компьютеров любого другого поколения. В первом поколении компьютеров использовались две основные технологии, которые помогали компьютерам функционировать так, как этого хотели изобретатели.

    Например, компьютер ENIAC использовал электронные клапаны, например электронные лампы и магнитные барабаны. [7] Электронные лампы (см. Изображение слева - [8] рис. 1 ) использовались в качестве переключателя / усилителя для схемы вычислительной системы, что затем позволяло ей выполнять цифровые вычисления.

    Использование магнитных барабанов произошло, когда изобретатель Густав Таушек изобрел барабанную память, которая была магнитным устройством хранения данных. Эта форма запоминающего устройства была единственным доступным запоминающим устройством, доступным в то время, которое можно было использовать в качестве запоминающего устройства для компьютера ENIAC.

    ENIAC и другие компьютеры первого поколения были огромными по размеру (например, ENIAC занимали 1800 квадратных футов [167 квадратных метров] площади пола), их было дорого покупать из-за используемой технологии, которая представляла собой вакуумные лампы и магнитные барабаны, дорогие в эксплуатации, поскольку они требовали много энергии / электричества для нормальной работы, поэтому были очень дорогими и могли быть куплены только очень крупными организациями.Компьютеры первого поколения часто были ненадежными, поскольку они выделяли значительное количество тепла, которое вызывало множество технических неисправностей и проблем, что просто показывает, насколько медленными и неэффективными были компьютеры первого поколения. Это показывает, что им постоянно требовалась среда с кондиционированием воздуха, поскольку они иногда могли перегреваться и неожиданно отключаться при использовании. Вдобавок к этому мое вторичное исследование показывает, что компьютеры первого поколения были медленными по сравнению с современными компьютерами, а их объем памяти был ограничен.Кроме того, на основе моего вторичного исследования из книги, которую я прочитал в Интернете под названием [9] «Основы компьютеров» БАЛАГУРУСАМИ (стр. 5), он подтверждает, что первое поколение компьютеров требовало кондиционирования воздуха в той же комнате, что и компьютер. было выпущено первое поколение компьютеров и выделяло много тепла при использовании.

    4.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ

    • Использование вакуумной трубки
    • Машинный код
    • , язык ассемблера
    • Компьютеры содержат центральные процессоры, УНИКАЛЬНЫЕ для этой машины
    • Использование барабанной памяти для памяти.

    4.2 АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ

    [10]

    Рисунок 2 - Компьютерная архитектура первого поколения

    Архитектура компьютеров первого поколения сильно отличалась и уникальна от всех других поколений компьютеров, главным образом из-за технологии, используемой для создания компьютеров первого поколения, поскольку в них использовались вакуумные лампы для переключателей и магнитные барабаны для хранения.[11] «Магнитный барабан - это металлический цилиндр, покрытый магнитным оксидом железа, на котором могут храниться данные и программы. Магнитные барабаны когда-то использовались в качестве основного устройства хранения, но с тех пор были реализованы как вспомогательные устройства хранения.

    Вакуумная лампа - это устройство, используемое в электронной схеме для управления потоком, которое использовалось в качестве переключателя / усилителя для схемы вычислительной системы. Однако проблема с электронными лампами заключалась в том, что они были большими, дорогими, хрупкими, склонными к поломкам и выгоранию, потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли огромное количество тепла (одна из причин, по которой ранние компьютеры требовали кондиционирования воздуха. , редкий и дорогой товар в 1950-х годах.Диапазон размеров используемых электронных ламп составлял примерно от 1 фута до 6 футов в длину, и поэтому неудивительно, что они повлияли на общий размер компьютеров первого поколения, так как из-за этого они были большими и огромными по размеру. большая часть номеров расположена в.

    Например, компьютер ENIAC (см. Изображение слева - [12] рисунок 3 ) содержал 17 468 электронных ламп, а также 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов, 1500 реле, 6000 ручных переключателей и 5 миллионов паяных соединений.Он занимал 1800 квадратных футов (167 квадратных метров) площади, весил 30 тонн и потреблял 160 киловатт электроэнергии. По сравнению с другими компьютерами той эпохи, машины UNIVAC I были небольшими - размером с гараж на одну машину. В каждой было около 5000 электронных ламп, каждая из которых должна была быть легко доступна для замены, поскольку часто перегорала.

    4.3 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ

    Персонажи, которыми обладали компьютеры первого поколения, сильно отличали их от компьютеров любого другого поколения, хотя характеристики, присущие компьютерам всех поколений, были схожими, но разными, и в результате привели к появлению четырех поколений компьютеров, а пятое - появлению в любой момент даже раньше. хотя сегодня в мире есть компьютеры пятого поколения.Согласно моему исследованию, характеристики всех компьютеров первого поколения были неэффективными, даже несмотря на то, что они служили своей цели какое-то время во время войны, как описано. Например, с точки зрения скорости компьютеров первого поколения они были медленными, что означало, что они не могли вычислять большие объемы данных, они были неточными с точки зрения того, насколько точны были компьютеры, что означало, что вычисления, выполненные компьютерами первого поколения не всегда были надежными, так как не были на 100% безошибочными при правильном вводе.

    Из некоторых проведенных вторичных исследований я наблюдал и слушал доклад [13] Джорджа Дайсона о рождении компьютеров, во время своего выступления он немного рассказал о том, что используемые электронные лампы были очень узкими и неэффективной техникой, и из-за этого это добавило некоторых характеристик компьютерам первого поколения. Характеристики компьютеров первого поколения оказали большое влияние на использование компьютеров первого поколения, поскольку в целом они накладывали на него множество ограничений по сравнению с преимуществами, которые оно несло.[14] Например, ограничением использования компьютеров первого поколения было то, что они были ненадежными из-за большого размера компьютеров, поскольку они генерировали огромное количество тепла каждый раз, когда они использовались, что означало, что пользователь компьютера требовался кондиционер в той же комнате, что и компьютер, чтобы охладить операционную систему компьютера, чтобы он работал эффективно, вдобавок к этому, потому что они были ненадежными и выделяли огромное количество тепла каждый раз, когда использовались, это замедлялось вниз используемые устройства ввода и вывода, что делало его постоянное использование очень трудоемким.Еще одним ограничением использования компьютеров первого поколения было то, что они были очень дорогими из-за технологии и размера компьютеров, что означало, что их могла приобрести только крупная и устоявшаяся организация.

    ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
    • Он открыл путь для роста компьютерных поколений
    • Очень прочный и сложный для взлома
    • Выполнялся в 1940-е годы
    • Использование высокой энергии
    • Для правильной работы требуются условия воздуха
    • Отключение из-за нагрева вакуумных трубок
    • Ограниченная емкость памяти
    • Очень медленно
    • Очень дорого из-за используемой технологии
    • Склонен к ошибкам и частым сбоям оборудования
    • Требуется постоянное обслуживание
    • Непереносной, очень громоздкий
    • Ручная сборка отдельного функционального компонента

    5.0 КОМПЬЮТЕРЫ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ (1958-1964)

    Период второго поколения - 1953-1963 гг. Второе поколение компьютеров заменило электронные лампы на транзисторы.

    Транзистор - это небольшое устройство, используемое для усиления входного электрического сигнала (см. [15] рисунок 4 слева - изображение компьютерного транзистора).

    Из своего исследования я смог заметить, что транзисторы, используемые во втором поколении компьютеров, были намного лучше по сравнению с электронными лампами, используемыми для компьютеров первого поколения, поскольку это сильно повлияло на них, так как изменило характеристики второго поколения. поколение компьютеров.Например, использованные транзисторы позволили и сделали компьютеры второго поколения меньше, быстрее, дешевле, энергоэффективнее и надежнее, чем их предшественники первого поколения. Хотя транзистор по-прежнему выделял много тепла, что привело к повреждению компьютера, это было значительным улучшением по сравнению с электронной лампой. В этом поколении магнитные сердечники использовались в качестве первичной памяти, а магнитная лента и магнитные диски - в качестве вторичных запоминающих устройств. Основные особенности второго поколения: использование транзисторов, надежных по сравнению с компьютерами первого поколения, меньшего размера по сравнению с компьютерами первого поколения, выделяющих меньше тепла по сравнению с компьютерами первого поколения и т. д.После изобретения транзисторов в Bells Labs в 1947 году эти транзисторы немедленно заменили все электронные лампы; вмешательство уменьшило размер компьютеров второго поколения и увеличило и улучшило эффективность компьютеров.

    Компьютер второго поколения отличается от первого поколения главным образом добавлением набора индексных регистров и арифметических схем. Эта схема может обрабатывать как операции с плавающей точкой, так и операции с фиксированной точкой, поскольку они имеют отдельные операции ввода и вывода.Примером второго поколения компьютера был IBM 7090.

    Изображение вверху является изображением [16] IBM 7090.

    IBM 7090 была самой мощной системой обработки данных в то время. Полностью транзисторная система имеет вычислительную скорость в шесть раз быстрее, чем ее предшественница на электронных лампах, IBM 709. Хотя IBM 7090 была системой обработки данных общего назначения, разработанной с особым вниманием к потребностям конструкции ракет, реактивный самолет двигатели, ядерные реакторы и сверхзвуковые самолеты.IBM 7090 содержит более 50 000 транзисторов и сверхбыстрый накопитель на магнитных сердечниках. Новая система может одновременно читать и писать со скоростью 3 000 000 бит в секунду, когда используются восемь каналов данных. За 2,18 миллионных долей секунды он может найти и подготовить к использованию любой из 32 768 номеров данных или инструкций (каждый из 10 цифр) в памяти магнитного сердечника. Более того, IBM 7090 может выполнять любую из следующих операций за одну секунду: 229 000 сложений или вычитаний, 39 500 умножений или 32 700 делений.

    5.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ

    • Транзисторы - маленькие, маломощные, недорогие, надежнее электронных ламп
    • Память с магнитным сердечником
    • Дополнение до двух, арифметика с плавающей запятой
    • Уменьшено время вычислений с миллисекунд до микросекунд
    • Языки высокого уровня
    • Первые операционные системы: обрабатывались по одной программе за раз

    5.2 АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРОВ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ

    Рисунок 6 - Компьютерная архитектура второго поколения

    [17]

    5.3 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ

    Технология, использованная при создании компьютеров второго поколения, принесла много преимуществ и недостатков как пользователям, так и эпохе компьютеров. Например, из моих исследований об используемых транзисторах, они сделали компьютеры второго поколения более надежными, меньшими по размеру по сравнению с первым, потребляли меньше энергии, не нагревались так сильно, как компьютеры первого поколения, лучшую портативность, лучше и быстрее в работе. скорость, так как он может вычислять данные в микросекундах, а также повышенная точность и автоматизация.Однако недостатком используемой технологии было то, что, несмотря на то, что она генерировала меньше тепла, все же требовалось охлаждение, а также постоянное обслуживание. Вдобавок к этому второе поколение компьютеров было не очень универсальным, хотя они были долговечными, но дорогими, что означало, что его популярность была такой же, как и у компьютеров первого поколения, поскольку коммерческое производство было затруднено из-за затрат на создание и закупку деталей для производства транзистор и даже использовать его.

    ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
    • Меньшие размеры по сравнению с компьютерами первого поколения
    • Более надежный
    • Вырабатывается меньше тепла по сравнению с компьютерами первого поколения
    • Более широкое коммерческое использование
    • Лучшая переносимость
    • Требуется кондиционер
    • Требуется частое обслуживание
    • Компонент обязательной ручной функции
    • Высокие производственные и эксплуатационные расходы

    6.0 КОМПЬЮТЕРЫ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ (1964-1974)

    Период третьего поколения компьютеров был между 1964-1971 годами, в этом поколении использовались интегральные схемы вместо транзисторов, используемых во втором поколении компьютеров, а используемые интегральные схемы были отличительной чертой третьего поколения компьютеров; Интегральная схема - это небольшая микросхема, которая может работать как усилитель, микропроцессор или даже как дополнительная компьютерная память. Интегральные схемы (ИС) полностью изменили ландшафт вычислительной техники 1960-х годов.

    Интегральные схемы

    были изобретены Джеком Килби. Джек Килби, американский инженер-электрик, принимавший участие в реализации первой интегральной схемы. Дальнейшее развитие технологий, используемых в компьютерах третьего поколения, сделало компьютеры меньше по размеру, надежными и эффективными. Главные особенности компьютеров третьего поколения заключались в том, что они; использованные интегральные схемы, надежные по сравнению с предыдущими двумя поколениями, меньшие по размеру, генерирующие меньше тепла, более быстрые с точки зрения скорости, меньшие затраты на обслуживание, все еще дорогие, A.C требовалось и потребляло меньше электроэнергии. Примером компьютера третьего поколения была серия IBM-360.

    Серия IBM-360 была самым быстрым и мощным компьютером в то время. Он был специально разработан для высокоскоростной обработки данных для научных приложений, таких как исследование космоса, теоретическая астрономия, субатомная физика и глобальное прогнозирование погоды.

    Изображение слева представляет собой изображение ([18] рис. 7) того, как выглядела серия IBM-360, когда она была представлена.

    IBM System / 360 Model 91 был представлен в 1966 году как самый быстрый и самый мощный компьютер в то время. Он был специально разработан для высокоскоростной обработки данных для научных приложений, таких как исследование космоса, теоретическая астрономия, субатомная физика и глобальное прогнозирование погоды. По оценкам IBM, каждый день использования Model 91 будет решать более 1000 задач, требующих около 200 миллиардов вычислений.

    6.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

    • Микросхемы вместо отдельных транзисторов
    • Меньше, дешевле, эффективнее и быстрее компьютеров второго поколения
    • Языки программирования высокого уровня
    • Магнитный накопитель

    6.2 КОМПЬЮТЕРЫ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ АРХИТЕКТУРА

    [19]

    Рисунок 8 - Компьютерная архитектура третьего поколения

    6.3 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

    Интегральные схемы, использованные при создании компьютеров третьего поколения, имели множество преимуществ и недостатков. Например, одним из преимуществ компьютеров третьего поколения было то, что они были более надежными, что означает, что компьютеры третьего поколения неизменно были хорошими по качеству и производительности.Другим примером преимущества компьютеров третьего поколения было то, что они потребляли меньше энергии и производили меньше тепла по сравнению с компьютерами предыдущих двух поколений.Однако, несмотря на то, что они производили меньше тепла, по-прежнему требовалось кондиционирование воздуха, что было одним из огромных ограничений третьего поколения. поколение компьютеров.

    Дополнительные примеры преимуществ компьютеров третьего поколения включены; он был быстрее по скорости по сравнению с первыми двумя поколениями, что означало, что он был быстрым в вычислении данных, большей емкостью памяти, чем компьютер предыдущего поколения, в некоторой степени универсальным, менее дорогим с точки зрения стоимости и более точным, чем предыдущие поколения.Однако, поскольку в то время компьютеры третьего поколения были очень сложной технологией, для производства микросхем интегральных схем требовались огромные деньги, а это означало, что процесс производства и изготовления компьютеров третьего поколения был дорогостоящим, особенно для производителей / производителей. компьютеров третьего поколения.

    ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
    • Меньшие размеры по сравнению с предыдущими поколениями
    • Очень надежный
    • Пониженное тепловыделение во время работы
    • Портативный, широко используемый
    • Экономичное производство и эксплуатация
    • Ручные вычисления не требуются
    • Меньше время работы.Быстро и надежно
    • Требуются условия воздуха
    • Высокий уровень сложности
    • Для использования требуется формальное обучение

    7.0 КОМПЬЮТЕРЫ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ (1974 - НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ)

    Компьютеры четвертого поколения были продолжением компьютеров третьего поколения. В эту эпоху размер и стоимость компьютера резко упали, в то время как объем памяти и скорость компьютеров резко возросли.

    Из моих исследований характеристик компьютеров четвертого поколения, компьютеры четвертого поколения были связаны с технологией очень крупномасштабной интеграции (VLSI), которая представляет собой процесс создания интегральной схемы (IC) путем объединения тысяч транзисторов. в одну микросхему. Например, использование этой технологии сделало компьютеры четвертого поколения очень компактными и маленькими, превосходными по скорости и надежности, увеличило их первичную емкость хранения, стало более универсальным, портативным и продаваемым по низкой цене, что повысило популярность компьютеров; из-за характеристик компьютеров четвертого поколения они привели к революции персональных компьютеров (ПК).

    [20] Примером компьютеров четвертого поколения был APPLE II. [21] APPLE II был 8-битным домашним компьютером, одним из первых очень успешных микрокомпьютеров массового производства, в первую очередь Стива Возняка (Стив Джобс курировал разработку пенопластового корпуса для Apple II. [5] и Род Холт разработали импульсный источник питания). Он был представлен Джобсом в 1977 году на выставке West Coast Computer Faire и стал первым потребительским продуктом, проданным Apple Computer.

    Рисунок 9

    На изображении выше изображен ЯБЛОКО II. [22]

    7.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ FOUTH GENERATION

    • Введение в очень крупномасштабную интеграцию (СБИС) - объединяет миллионы транзисторов
    • Появился однокристальный процессор и одноплатный компьютер
    • Наименьший размер из-за высокой плотности компонентов
    • Создание персонального компьютера (ПК)
    • Широкое распространение передачи данных
    • Объектно-ориентированное программирование: объекты и операции над объектами
    • Искусственный интеллект: функции и логические предикаты

    7.2 КОМПЬЮТЕРЫ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ АРХИТЕКТУРА

    [23]

    Компьютер четвертого поколения в основном состоит из пяти независимых блоков: ввода, памяти, арифметики и логики, блока вывода и управления. На рисунке выше показан функциональный блок компьютера и его физическое расположение в компьютере. Устройство принимает цифровую информацию от пользователя, в том числе с помощью клавиатуры, мыши, микрофона; информация либо сохраняется, либо обрабатывается в зависимости от типа инструкций.

    7.3 ОБЗОРЫ ОЧЕНЬ МАСШТАБНОЙ ИНТЕГРАЦИИ (СБИС)

    1. ПЕРВЫЙ РАССМОТРЕНИЕ INTEL (8080) В 1974 ГОДУ
    • 8-БИТНЫЕ ДАННЫЕ
    • 16-БИТНЫЕ ДАННЫЕ
    • 6 мкМ NMOS
    • 6К ТРАНЗИСТОРЫ
    • 2 МГц
    1. ВТОРОЙ ОБЗОР MOTOROLA (68000) В 1979 ГОДУ
    • ВНУТРЕННЯЯ 32-БИТНАЯ АРХИТЕКТУРА, НО ЕСТЬ 16-БИТНАЯ ШИНА ДАННЫХ
    • 16- и 32-битные регистры, 8 регистров данных и 8 адресных регистров
    • ТРУБОПРОВОД 2 СТУПЕНЬ
    • НЕТ ПОДДЕРЖКИ ВИРТУАЛЬНОЙ ПАМЯТИ
    • 68020 ВНЕШНИЙ БЫЛ ПОЛНОСТЬЮ 32 БИТА

    ТРЕТИЙ ОБЗОР INTEL (386) В 1985 году

    • 32 БИТА ДАННЫХ
    • УЛУЧШЕННЫЙ АДРЕС
    • РЕЖИМЫ БЕЗОПАСНОСТИ
    • KERNAL SYSTEM SERVICES,
    • ПРИМЕНЕНИЕ УСЛУГ

    ЧЕТВЕРТОЕ ОБЗОР АЛЬФА (21264) В 1990 ГОДУ

    • 64-БИТНЫЙ АДРЕС / ДАННЫЕ
    • СУПЕР СКАЛЯР
    • НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
    • 256 ЗАПИСЕЙ TLB
    • 128 КБ CATCH
    • АДАПТИВНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОТРАСЛИ
    • 0.35 мкм CMOS ПРОЦЕСС
    • 15,2M ТРАНЗИСТОРЫ
    • 600 МГц

    7.4 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ

    Первоначально интегральные схемы содержали от десяти до двадцати компонентов. Эта технология получила название маломасштабной интеграции (SSI). Позднее, с развитием технологий производства микросхем, стало возможным объединить до сотни компонентов на одном кристалле. Эта технология получила название средней интеграции (MSI).Затем наступила эра крупномасштабной интеграции (LSI), когда стало возможным объединить более 30 000 компонентов на одном кристалле. Усилия по дальнейшей миниатюризации все еще продолжаются, и ожидается, что более миллиона компонентов будут интегрированы в один чип, известный как очень крупномасштабная интеграция (VLSI). Компьютер четвертого поколения, который есть у нас сейчас, имеет в качестве мозга микросхемы LSI. Это технология LSI, которая привела к разработке очень маленьких, но чрезвычайно мощных компьютеров.Это было началом социальной революции. Вскоре на одном корабле размером с почтовую марку появилась целая компьютерная схема. Компьютеры за ночь стали невероятно компактными. Их производство стало недорогим, и внезапно стало возможным владеть компьютером для всех и каждого.

    ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
    • Наименьший размер из-за высокой плотности компонента
    • Очень надежный
    • Кондиционер не требуется
    • Минимальное техническое обслуживание
    • Портативный
    • Самый дешевый среди всех поколений
    • Высокая степень сложности
    • Требуются знания высоких технологий для чипа VKSI

    Заключение

    Рассмотрев всю информацию, собранную в результате моего исследования, я могу сделать вывод, что с технологией, используемой в производстве и производстве компьютеров для каждого поколения компьютеров, все характеристики компьютеров были связаны с используемой технологией.Я также провел дальнейшие исследования компьютеров пятого поколения, чтобы получить представление о развитии компьютеров, и в результате я обнаружил некоторую новую информацию, которая обновила мои знания о поколениях компьютеров. Например, ученые сейчас работают над компьютерами пятого поколения - обещание, но еще не реальность. Они стремятся предоставить нам машины с подлинным интеллектом, способностью рассуждать логически и с реальным знанием мира. Таким образом, в отличие от последних четырех поколений, которые, естественно, последовали за его предшественником, пятое поколение будет совершенно другим, совершенно новым и совершенно новым.

    По своей структуре он будет параллельным (нынешние - последовательными) и сможет выполнять несколько задач одновременно. В функциях это не будет алгоритмически (пошагово, по одному за раз). По своей природе он будет заниматься не только обработкой данных (вычислением чисел), но и обработкой знаний. Таким образом, он будет не просто дедуктивным, но и индуктивным. В приложении он будет вести себя как эксперт. В программировании он будет взаимодействовать с людьми на обычном языке (в отличие от BASIC, COBOL, FORTRAN и т. Д.которые нужны нынешним компьютерам). А в архитектуре у него будет KIPS (система обработки информации о знаниях), а не нынешняя DIPS / LIPS (система обработки данных / логической информации).

    БИБЛОГРАФИЯ

    Количество слов: 5359

    цифровой компьютер | Эволюция, компоненты и особенности

    Разработка цифрового компьютера

    Блез Паскаль из Франции и Готфрид Вильгельм Лейбниц из Германии изобрели механические цифровые вычислительные машины в 17 веке.Однако английскому изобретателю Чарльзу Бэббиджу обычно приписывают создание первого автоматического цифрового компьютера. В 1830-х годах Бэббидж изобрел свою так называемую аналитическую машину, механическое устройство, предназначенное для объединения основных арифметических операций с решениями, основанными на его собственных вычислениях. В планах Бэббиджа воплощено большинство основных элементов современного цифрового компьютера. Например, они призвали к последовательному управлению, то есть программному управлению, которое включало ветвление, цикл, а также арифметические операции и блоки хранения с автоматической распечаткой.Однако устройство Бэббиджа так и не было завершено и было забыто до тех пор, пока его труды не были обнаружены заново более века спустя.

    Разностная машина

    Завершенная часть разностной машины Чарльза Бэббиджа 1832 года. Этот усовершенствованный калькулятор был предназначен для создания таблиц логарифмов, используемых в навигации. Ценность чисел была представлена ​​положениями зубчатых колес, отмеченными десятичными числами.

    Музей науки Лондон Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

    Большое значение в эволюции цифрового компьютера имели работы английского математика и логика Джорджа Буля. В различных эссе, написанных в середине 1800-х годов, Буль обсуждал аналогию между символами алгебры и символами логики, которые используются для представления логических форм и силлогизмов. Его формализм, работающий только с 0 и 1, стал основой того, что сейчас называется булевой алгеброй, на которой основаны теория и процедуры переключения компьютеров.

    Джон В.Атанасову, американскому математику и физику, приписывают создание первого электронного цифрового компьютера, который он построил с 1939 по 1942 год с помощью своего аспиранта Клиффорда Э. Берри. Конрад Цузе, немецкий инженер, действующий в полной изоляции от других разработок, в 1941 году завершил строительство первой действующей вычислительной машины с программным управлением (Z3). В 1944 году Ховард Эйкен и группа инженеров из International Business Machines (IBM) Corporation завершили работу над Harvard Mark I, машиной, операциями обработки данных которой управляли в основном электрические реле (переключающие устройства).

    С момента разработки Harvard Mark I цифровые компьютеры развивались быстрыми темпами. Последовательность достижений в компьютерном оборудовании, в основном в логических схемах, часто делится на поколения, причем каждое поколение представляет собой группу машин, использующих общую технологию.

    В 1946 году Дж. Преспер Экерт и Джон В. Мочли, оба из Пенсильванского университета, построили ENIAC (аббревиатура от e lectronic n ntegrator i ntegrator a и c computer), цифровая машина и первая электронная вычислительная машина общего назначения.Его вычислительные возможности были заимствованы из машины Атанасова; Оба компьютера включали электронные лампы вместо реле в качестве активных логических элементов, что привело к значительному увеличению скорости работы. Концепция компьютера с хранимой программой была представлена ​​в середине 1940-х годов, а идея хранения кодов инструкций, а также данных в электрически изменяемой памяти была реализована в EDVAC ( e lectronic d iscrete v ariable автоматический компьютер ).

    Manchester Mark I

    Manchester Mark I, первый цифровой компьютер с хранимой программой, c. 1949.

    Перепечатано с разрешения Департамента компьютерных наук Манчестерского университета, Eng.

    Второе поколение компьютеров началось в конце 1950-х годов, когда стали коммерчески доступны цифровые машины, использующие транзисторы. Хотя этот тип полупроводникового устройства был изобретен в 1948 году, потребовалось более 10 лет разработок, чтобы сделать его жизнеспособной альтернативой вакуумной лампе.Небольшой размер транзистора, его большая надежность и относительно низкое энергопотребление сделали его значительно лучше лампового. Его использование в компьютерных схемах позволило производить цифровые системы, которые были значительно более эффективными, компактными и быстрыми, чем их предки первого поколения.

    первый транзистор

    Транзистор был изобретен в 1947 году в Bell Laboratories Джоном Бардином, Уолтером Х. Браттейном и Уильямом Б. Шокли.

    Lucent Technologies Inc./ Bell Labs

    В конце 1960-х и 1970-х годах произошел дальнейший значительный прогресс в области компьютерного оборудования. Первым было изготовление интегральной схемы, твердотельного устройства, содержащего сотни транзисторов, диодов и резисторов на крошечном кремниевом кристалле. Эта микросхема сделала возможным производство мэйнфреймов (крупномасштабных) компьютеров с более высокими рабочими скоростями, емкостью и надежностью при значительно более низких затратах. Другим типом компьютеров третьего поколения, которые возникли в результате применения микроэлектроники, был миникомпьютер - машина, значительно меньшая, чем стандартный мэйнфрейм, но достаточно мощная, чтобы управлять приборами всей научной лаборатории.

    интегральная схема

    Типичная интегральная схема, изображенная на ногте.

    Charles Falco / Photo Researchers

    Развитие крупномасштабной интеграции (LSI) позволило производителям оборудования упаковать тысячи транзисторов и других связанных компонентов на одном кремниевом чипе размером с ноготь ребенка. Такая микросхема позволила создать два устройства, которые произвели революцию в компьютерных технологиях. Первым из них был микропроцессор, представляющий собой интегральную схему, содержащую все арифметические, логические и управляющие схемы центрального процессора.Его производство привело к разработке микрокомпьютеров, систем размером не больше портативных телевизоров, но обладающих значительной вычислительной мощностью. Другим важным устройством, появившимся из схем LSI, была полупроводниковая память. Это компактное запоминающее устройство, состоящее всего из нескольких микросхем, хорошо подходит для использования в мини-компьютерах и микрокомпьютерах. Более того, он находит применение во все большем числе мэйнфреймов, особенно в тех, которые предназначены для высокоскоростных приложений, из-за его высокой скорости доступа и большой емкости хранения.Такая компактная электроника привела в конце 1970-х к развитию персонального компьютера, цифрового компьютера, небольшого и достаточно недорогого, чтобы его могли использовать обычные потребители.

    микропроцессор

    Ядро микропроцессора Intel 80486DX2 с изображением кристалла.

    Matt Britt

    К началу 1980-х годов интегральные схемы достигли уровня очень крупномасштабной интеграции (СБИС). Эта технология проектирования и производства значительно увеличила плотность схем микропроцессора, памяти и вспомогательных микросхем, т.е.е., те, которые служат для сопряжения микропроцессоров с устройствами ввода-вывода. К 1990-м годам некоторые схемы СБИС содержали более 3 миллионов транзисторов на кремниевом кристалле площадью менее 0,3 квадратных дюйма (2 квадратных см).

    Цифровые компьютеры 1980-х и 90-х годов, использующие технологии LSI и VLSI, часто называют системами четвертого поколения. Многие из микрокомпьютеров, выпущенных в 1980-х годах, были оснащены одним чипом, на котором были интегрированы схемы для процессора, памяти и функций интерфейса.( См. Также суперкомпьютер .)

    Использование персональных компьютеров росло в 1980-х и 1990-х годах. Распространение всемирной паутины в 1990-х годах привлекло миллионы пользователей к Интернету, всемирной компьютерной сети, и к 2019 году около 4,5 миллиардов человек, более половины населения мира, имели доступ к Интернету. Компьютеры стали меньше и быстрее, и в начале 21 века они стали повсеместными в смартфонах, а затем и в планшетных компьютерах.

    iPhone 4

    iPhone 4, выпущенный в 2010 году.

    Предоставлено Apple Редакторы Британской энциклопедии

    Поколения компьютеров - второе поколение

    Первое поколение
    Второй поколение
    В третьих поколение
    Четвертый поколение
    Пятая поколение
    В Период второго поколения был с 1956 по 1963 год.В В компьютерах второго поколения в качестве основных составные части. Первый транзистор был разработан в Bell лаборатории в 1947 году Уильямом Шокли, Джоном Бардином и Уолтер Хаузер Браттейн. Размер транзистора небольшой по сравнению с размером электронных ламп. Транзисторы сделаны из кремния. Транзисторы, сделанные из кремния, менее чувствительны к температуре, поэтому не могут легко сгореть вверх.

    Секунда поколения компьютеров использовали магнитные ленты, магнитные диски для вторичной памяти и магнитного сердечника для первичной памяти. Вход для компьютеров второго поколения был дается через перфокарты, а вывод отображается как распечатки. Инструкции для компьютера были написаны на язык ассемблера.

    Преимущества

    1. Выполнить операции в микросекундах.
    2. The размер компьютеров второго поколения невелик по сравнению с размер компьютеров первого поколения.
    3. The стоимость невысокая.
    4. Техническое обслуживание стоимость компьютеров второго поколения невысока, поскольку оборудование сбои случаются редко.
    5. Письмо инструкции на ассемблере проще, чем писать инструкции на машинном языке.
    6. Секунд компьютеры поколения выделяют меньше тепла по сравнению с компьютеры первого поколения.

    Недостатки

    1. Воздух требуется кондиционирование.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *