Классификация и развитие вычислительной техники.

ЭВМ - это электронное устройство, способное автоматически принимать перерабатывать, хранить, накапливать, обновлять и выдавать информацию.

Первой электронной вычислительной машиной принято считать машину ENIAC (США, 1946 г.) Первой вычислительной машиной в СССР была МЭСМ, построенная под руководством академика Лебедева в 1951 г.

Первой серийно выпускавшейся ЭВМ в США стала IBM – 701(1951 г.), в СССР ЭВМ БЭСМ – 1 (1952 г.)

Развитие вычислительной техники обычно принято привязывать к изменению элементной базы, на которой она строится, в связи с этим можно выделить несколько поколений ЭВМ:

1. Поколение начало 50-х годов. Элементная база – электронные лампы. Техника этого поколения характеризовалась низкой надежностью, большими габаритами, высоким энергопотреблением, программированием в кодах.

2. Поколение конец 50-х начало 60-х. Элементная база – полупроводники. Повысилась надежность работы, уменьшилось энергопотребление были разработаны первые алгоритмические языки.

3. Поколение 60-е первая половина 70-х годов. Элементная база первые интегральные микросхемы, многослойный печатный монтаж. Резкое уменьшение габаритов вычислительной техники, дальнейшее повышение надежности, быстродействия. ЭВМ применяются в промышленных масштабах, организован доступ с удаленных терминалов.

4. Поколение конец 70-х начало 80-х годов. Элементная база – микропроцессоры, большие и сверх большие интегральные микросхемы. Дальнейшее уменьшение размеров, повышение быстродействия ЭВМ их надежности. Начало выпуска персональных компьютеров.

5. Поколение наши дни. Ведутся исследования в области оптоэлектроники и построению на ее базе ЭВМ, разрабатываются новые поколения интеллектуальных систем, развивается концепция сетевых вычислений.С 1991 г. началась разработка ПЭВМ пятого поколения, отличительной особенностью которого стало стремление повысить интеллектуальность вычислительной системы за счет перехода от обработки данных к обработке знаний.

В составе вычислительных систем 5-го поколения появились новые виды ЭВМ и программного обеспечения (ПО): машины баз знаний, машины логического вывода, естественно языковый (ЕЯ) интерфейс. В конструкцию ЭВМ и ПО стали активно внедряться элементы самообучения, самонастройки, адаптации. Более сильно проявилась тенденция отказа от принципов фон-Неймана, машины стали разделятся на ЭВМ фон-Неймановской архитектуры (для вычислений) и не фон-Неймановской архитектуры (в основном для логической, интеллектуальной обработки информации).

В настоящее время работа над 5-ым поколением ЭВМ не завершена - трудности интеллектуализации ЭВМ оказались слишком большими, выяснилась недостаточная проработанность основных положений "искусственного интеллекта", ограниченность наших знаний о природе и закономерностях мышления. Но многие разработки, выполненные для вычислительных систем 5 поколения, стали использоваться в ЭВМ и ПО машин фон-Неймановской архитектуры, существенно повысилась их производительность, надежность и эффективность.

Классификация ЭВМ может производиться по различным признакам. По форме используемых сигналов все ЭВМ делятся на три группы: аналоговые, цифровые и комбинированные (гибридные или аналого-цифровые).

Аналоговые вычислительные машины находят свое применение для выполнения вычислений на основе специальных разделов высшей математики (интегральное исчисление, операционное исчисление, преобразования Фурье, и др.), для управления объектами, поведение которых описывается на языке тех же разделов, для математического моделирования поведения сложных объектов и процессов (замена натурных экспериментов математическим моделированием). Основными недостатками аналоговых ВМ являются низкая точность вычислений (3-4 десятичных знака) и большая продолжительность подготовки такой ЭВМ к работе (программирование машины).

Цифровые ВМ (ЦВМ) позволяют обрабатывать различные виды информации, закодированной в цифровом виде. По функциональным возможностям они делятся на универсальные и специализированные. Универсальные ЭЦВМ предназначены для решения любых задач, поддающихся алгоритмизации, имеют для этого универсальную систему команд, и возможность конфигурировать систему под конкретные условия применения. Специализированные ЦВМ предназначены для решения конкретного класса задач (например, машины для решения раскройной задачи, для управления движением поезда, АРМ операциониста банка, и др.). Основные достоинства ЦВМ - их универсальность, возможность обработки на них различных видов информации, малое время подготовки (перенастройки) ЭВМ для решения новой задачи, практически неограниченная точность вычислений.