Тихонов В. А. – Организация ЭВМ и систем (2008г.)

Александридий Н. – Организация ЭВМ и систем (2010г.)

Раздел 1. Основы организации ЭВМ

 

История развития ЭВМ

Развитие ЭВМ

При рассмотрении поколений ЭВМ будем учитывать следующие отличительные черты:

1. Элементная база;

2. Ввод/ вывод данных;

3. Программное обеспечение и ОС;

4. Быстродействие;

5. Другие;

 

· 1 Поколение (50 года 20 века)

Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных лампах с нитью накала. Отсутствовала ОС. В оперативных запоминающих устройствах использовались магнитные барабаны, электронно-лучевые трубки. В качестве внешних запоминающих устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфолентах, перфокартах и штекерных коммутаторах. Для каждой задачи существовал отдельный компьютер. Программирование работы ЭВМ этого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, т. е. программы были жестко ориентированы на конкретную модель машины. В 1956 году был создан первый язык программирования для математических задач – язык Фортан, а в 1958 году – универсальный язык Алгол.

· 2 Поколение (1955-1965 гг)

Логические схемы строились на дискретных полупроводниках и магнитных элементах (транзисторах, микро трансформаторах). Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках. Появились языки высокого уровня (не требующие знания внутреннего устройства компьютера). В 1964 году появился первый монитор для компьютеров –IBM 2250. В машинах второго поколения были впервые реализованы режимы пакетной обработки и телеобработки информации.

· 3 Поколение (1965-1970 гг)

В 1958 году изобретают малую интегральную схему, в которой на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Уже в конце 60-х годов интегральные схемы стали применяться в компьютерах. Развивается ОС. Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Снизилась потребляемая машиной мощность, возросли надежность и быстродействие ЭВМ. Стало возможным выполнять на компьютере сразу несколько программ. В оперативных запоминающих устройствах стали использоваться миниатюрные сердечники. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители. Появились еще 2 уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства, имеющие огромное быстродействие, и быстродействующая кэш-память. В вычислительных машинах 3 поколения значительное внимание уделяется уменьшению трудоемкости программирования, эффективности исполнения программ и улучшению общения оператора с машиной. Это обеспечивается мощными операционными системами, режимами работы с разделение машинного времени, мультипрограммными режимами работы и новыми интерактивными режимами общения. Большое внимание уделено повышению надежности и облегчению технического обслуживания ЭВМ.

· 4 Поколение (1970-1984)

Строилось все на больших интегральных микросхемах. Машины предназначались для повышения производительности труда в науке, производстве, здравоохранении, обслуживании и в быту. Повысилась надежность и быстродействие ЭВМ, а также стала понижаться ее стоимость. Машины стали работать с меньшим вмешательством человека в процесс работы.

· 5 Поколение (с 1984 до наших дней)

Переход к компьютерам 5 поколения предполагал переход к новым видам компьютеров, ориентированных на создание искусственного интеллекта. Считалось что в таких компьютерах будет использоваться так называемый «интеллектуальный интерфейс», задача которого – понять текст, написанный на естественном языке, или речь, и перевести изложенное условие задачи в работающую программу. Основные требования к компьютерам 5 поколения: создание развитого интерфейса (распознавание речи, образов), развития логического программирования для создания баз знаний (данных) и систем искусственного интеллекта, создание новых технологий в производстве вычислительной техники, создание новых видов компьютеров. Для создания программ, обеспечиващих заполнение, обновление баз данных и работу с ними, были созданы специальные объектно ориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными языками.

 

Основные понятия в области ЭВМ и систем

Вычислительная техника (ВТ) – совокупность технических и математических средств, методов и приемов, используемых для облегчения и ускорения решения трудоемких задач, связанных с обработкой информации путем частичной или полной автоматизации вычислительного процесса; отрасль техники, которая занимается разработкой, изготовлением и эксплуатацией вычислительных машин.

 

Вычислительная машина (ВМ) – комплекс технических и программных средств, предназначенных для автоматизации, подготовки и решения задач пользователя.

 

Вычислительная система (ВС) – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих вычислителей (процессоров) и вычислительных машин периферийного оборудования (мышка, сканер, принтер и тд.) и программного обеспечения, предназначенного для подготовки и решения задач пользователей.

 

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) – комплекс технических средств, где основные и функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах, предназначенный для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Поколения ВМ – это сложившееся в последнее время разбиение ВМ на классы, определяемые элементной базой.

 

Поколения компьютеров – это нестрогая классификация ВС по степени развития аппаратных и в последнее время программных средств.