Четвертое поколение ЭВМ — История создания компьютера

Четвертое поколение ЭВМ

Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора.

Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора

Микропроцессор — это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память.

Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Такие микропроцессоры осуществляют автоматическое управление работой этой техники.

Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ

МикроЭВМ относятся к машинам четвертого поколения.

Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна.

Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.

Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры

Появление феномена персональных компьютеров связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка.

В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году — Apple-2.

Сущность того, что такое персональный компьютер, кратко можно сформулировать так:

ПК — это микроЭВМ с «дружественным» к п

Поколения персональных компьютеров

Покажите выполненную работу преподавателю.

Подробная информация по теме занятия размещена в электронных учебниках (Lessons и «Медицинская информатика»), а также можно воспользоваться сетью интернет.

8. Вопросы по теме занятия.

1. В какой системе счисления представлены программы и данные в памяти компьютера?

2. Как записывается десятичное число 3 в двоичной системе счисления?

3. Сколько бит содержит один байт?

4. Сколько байт содержит 1 килобайт?

5. Сколько бит может содержать одно машинное слово?

6. В какой стране был создан первый компьютер?

7. К какому поколению компьютеров относятся современные персональные компьютеры?

8. Какую информацию обрабатывают компьютеры четвертого поколения?

9. Назовите устройство компьютера, которое выполняет обработку данных, и назовите его основные характеристики.

10. Перечислите периферийные устройства компьютера.

11. Какие существуют виды мониторов? Перечислите их основные характеристики.

12. Какие существуют виды принтеров? Перечислите их основные характеристики.

13. Что происходит при форматировании дискеты или жесткого диска?

14. Что такое фрагментированный файл?

15. Для чего предназначена FLASH-карта?

16. Что такое «интерфейс»? Укажите виды интерфейса. Каковы их достоинства и недостатки?

17. В каких единицах измеряется емкость жесткого диска?

18. Что такое мультимедийныйо компьютер?

19. Для чего предназначены дискеты? Почему они устарели?

9. Тестовые задания по теме с эталонами ответов.

1. ГРУППА ИЗ ВОСЬМИ БИТОВ, РАССМАТРИВАЕМАЯ ПРИ ХРАНЕНИИ ДАННЫХ КАК ЕДИНОЕ ЦЕЛОЕ НАЗЫВАЕТСЯ…

1. мегабайт

2. терабайт

3. килобайт

4. байт

5. гигабайт

2. УКАЖИТЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ УКАЗАННЫЕ В ПОРЯДКЕ ВОЗРАСТАНИЯ

1. гигабайт, килобайт, мегабайт, байт

2. гигабайт, мегабайт, килобайт, байт

3. мегабайт, килобайт, байт, гигабайт

4. байт, килобайт, мегабайт, гигабайт

5. байт, петабайт гигабайт килобайт, мегабайт,

3. НЕФРАГМЕНТИРОВАННЫМ НАЗЫВАЕТСЯ ФАЙЛ, КОТОРЫЙ ЗАНИМАЕТ:

1. несмежные дорожки

2. разные диски

3. несмежные кластеры

4. разные цилиндры

5. смежные кластеры

4. МИНИМАЛЬНАЯ ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ В КОМПЬЮТЕРАХ – ЭТО…

1. бит

2. байт

3. мегабайт

4. гигабайт

5. терабайт

5. В 8 БАЙТАХ СОДЕРЖИТСЯ

1. 1 бит

2. 8 бит

3. 16 бит

4. 64 бит

5. 56 бит

6. БАЙТ – ЭТО:

1. группа из 2 бит

2. группа из 8 бит

3. группа из 6 бит

4. группа из 16 бит

5. группа из 1024 бит

7. ВЫБЕРИТЕ ВАРИАНТ, В КОТОРОМ ОБЪЕМЫ ПАМЯТИ РАСПОЛОЖЕНЫ В ПОРЯДКЕ УБЫВАНИЯ:

1. 1 Кбайт, 1010 байт, 20 бит, 2 байта, 10 бит

2. 1010 байт, 1 Кбайт, 2 байта, 20 бит, 10 бит

3. 1010 байт, 1 Кбайт, 20 бит, 10 бит, 2 байта

4. 1010 байт, 2 байта, 1 Кбайт, 20 бит, 10 бит

5. 10 бит, 20 бит, 1 Кбайт, 2 байта, 1010 байт

8. ПРИ ФОРМАТИРОВАНИИ ДИСКЕТЫ ИЛИ ЖЕСТКОГО ДИСКА ПРОИСХОДИТ:

1. образование дорожек

2. записывается нулевое значение в соответствующие элементы fat

3. переписывание фрагментированных файлов на новое место

4. образование кластеров

5. создание резервных копий файлов

9. СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ — ЭТО:

1. совокупность программных комплексов обеспечения правильной работы эвм

2. система правил выполнения вычислений на компьютере

3. совокупность приемов наименования и записи чисел

4. группа из восьми бит

5. таблица умножения

10. ПРОГРАММА И ДАННЫЕ В ПАМЯТИ КОМПЬЮТЕРА ПРЕДСТАВЛЕНЫ:

1. в шестнадцатеричной системе счисления

2. в двоичной системе счисления

3. четырехкратной системе счисления

4. в восьмеричной системе счисления

5. в десятичной системе счисления

11. СИСТЕМОЙ СЧИСЛЕНИЯ, В КОТОРОЙ ДЛЯ ЗАПИСИ ЧИСЕЛ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ЦИФРЫ ОТ 0 ДО 9 И БУКВЫ ОТ A ДО F, ЯВЛЯЕТСЯ

1. восьмеричная

2. шестеричная

3. шестнадцатеричная

4. двоичная

5. десятичная

12. НАЗОВИТЕ ХАРАКТЕРНУЮ ЧЕРТУ ДЛЯ ЭВМ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

1. интегральные схемы

2. мини лампы

3. транзисторы

4. биочипы

5. кристаллы

13. УКАЖИТЕ, КАКАЯ НАУКА ПОЗВОЛИЛА СОЗДАТЬ КОМПЬЮТЕРЫ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ

1. микроэлектроника

2. микробиология

3. схемотехника

4. мультиинформатика

5. инженеринг

14. УКАЖИТЕ, КАКУЮ ФУНКЦИЮ ВЫПОЛНЯЮТ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА

1. управление работой эвм по заданной программе

2. хранение информации

3. ввод и вывод информации

4. обработку информации

5. удаление информации

15. УКАЖИТЕ, КАКОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕДНАЗНАЧЕНО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ

1. видеокарта

2. мышь

3. процессор

4. винчестер

5. системная плата

16. УКАЖИТЕ, КАКОЕ УСТРОЙСТВО ЯВЛЯЕТСЯ ОСНОВОЙ КОМПЬЮТЕРА

1. оперативная память

2. системная плата

3. клавиатура

4. CD-ROM

5. мышь

17. ДЛЯ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ СЛУЖИТ:

1. оперативная память

2. процессор

3. flash-карта

4. сканер

5. клавиатура

18. ГЛАВНЫМ ОТЛИЧИЕМ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ВНЕШНИХ НОСИТЕЛЯХ ОТ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В…

1. возможности хранения информации после отключения питания компьютера

2. объеме хранения информации

3. возможности парольной защиты информации

4. способах доступа к хранимой информации

5. возможности хранения информации только при наличии энергии

19. ПЛОТТЕР – ЭТО УСТРОЙСТВО ДЛЯ …

1. сканирования информации

2. печати графической информации

3. считывания графической информации

4. ввода графической информации

5. хранения больших объемов графической информации

20. УСТРОЙСТВО, СЛУЖАЩЕЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ТОЛЬКО ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ КОМПЬЮТЕРА, ЭТО —

1. CD-ROM

2. винчестер

3. оперативная память

4. монитор

5. колонки

21. УСТРОЙСТВОМ ВВОДА ИНФОРМАЦИЯ ЯВЛЯЕТСЯ

1. монитор

2. процессор

3. мышь

4. принтер

5. колонки

22. УСТРОЙСТВОМ ВЫВОДА НА БУМАГУ ТЕКСТОВОЙ И ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НАЗЫВАЕТСЯ

1. принтер

2. клавиатура

3. монитор

4. графический планшет

5. диск

23. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ТЕКСТОВОЙ И ЧИСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ:

1. монитор

2. клавиатура

3. системный блок

4. дисковод

5. принтер

24. УСТРОЙСТВОМ ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ ЯВЛЯЕТСЯ:

1. сканер

2. клавиатура

3. дигитайзер

4. плоттер

5. винчестер

25. ОСНОВУ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРОВ СОСТАВЛЯЮТ:

1. диоды

2. электрические лампы

3. полупроводники

4. катод

5. транзисторы

26. МОНИТОР КОМПЬЮТЕРА, РАБОТАЮЩИЙ НА ОСНОВЕ ПРИКОСНОВЕНИЙ ПАЛЬЦАМИ…

1. использует биометрический ввод

2. снимает показания о температуре пользователя

3. имеет сенсорный экран

4. увеличивает пропускную способность экрана

5. увеличивает цветопередачу экрана

27. МОДЕМ СЛУЖИТ ДЛЯ:

1. печати графических файлов

2. копирования документов

3. соединения с интернетом

4. разделения файловой системы на сектора

5. отображения вводимой информации на мониторе

28. FLASH-КАРТА ПОЗВОЛЯЕТ:

1. только считывать информацию

2. кратковременно хранить информацию во время работы компьютера

3. долговременно обеспечивать работу оперативной памяти

4. только хранить цифровое видео

5. использовать ее в портативных устройствах для хранения информации

29. ПРИ ВЫКЛЮЧЕНИИ КОМПЬЮТЕРА СОДЕРЖИМОЕ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ:

1. рассылается по локальной сети

2. очищается

3. архивируется

4. сохраняется до последующего включения

5. дублируется

30. РАЗРЯДНОСТЬЮ МИКРОПРОЦЕССОРА ЯВЛЯЕТСЯ…

1. ширина шины адреса микропроцессора

2. количество бит, обрабатываемых микропроцессором за один такт работы

3. физический объем регистров микропроцессора

4. размер кэш-памяти

5. объем хранимой информации

31. ДЛЯ ЧИСЛА 10 ШЕСТНАДЦАТЕРИЧНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ БУДЕТ СЛЕДУЮЩИМ:

1. 11

2. A

3. 09

4. 1A

5. AA

32. УКАЖИТЕ, КАКИЕ СУЩЕСТВУЮТ ВИДЫ ИНТЕРФЕЙСОВ…

1. параллельные и последовательные

2. параллельные и перпендикулярные

3. последовательные и горизонтальные

4. горизонтальные и параллельные

5. многозадачные и однозадачные

33. СОВОКУПНОСТЬ ВСЕХ УНИФИЦИРОВАННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ИНФОРМАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ИНФОРМАЦИИ, ЭТО —

1. мультимедийный компьютер

2. интерфейс

3. flash-карта

4. любой программный продукт

5. файлы и файловая система

Эталоны ответов:

Поколения компьютеров — история развития вычислительной техники

☰

В короткой истории компьютерной техники выделяют несколько периодов на основе того, какие основные элементы использовались для изготовления компьютера. Временное деление на периоды в определенной степени условно, т.к. когда еще выпускались компьютеры старого поколения, новое поколение начинало набирать обороты.

Можно выделить общие тенденции развития компьютеров:

1. Увеличение количества элементов на единицу площади.
2. Уменьшение размеров.
3. Увеличение скорости работы.
4. Снижение стоимости.
5. Развитие программных средств, с одной стороны, и упрощение, стандартизация аппаратных – с другой.

Нулевое поколение. Механические вычислители

Предпосылки к появлению компьютера формировались, наверное, с древних времен, однако нередко обзор начинают со счетной машины Блеза Паскаля, которую он сконструировал в 1642 г. Эта машина могла выполнять лишь операции сложения и вычитания. В 70-х годах того же века Готфрид Вильгельм Лейбниц построил машину, умеющую выполнять операции не только сложения и вычитания, но и умножения и деления.

В XIX веке большой вклад в будущее развитие вычислительной техники сделал Чарльз Бэббидж. Его разностная машина, хотя и умела только складывать и вычитать, зато результаты вычислений выдавливались на медной пластине (аналог средств ввода-вывода информации). В дальнейшем описанная Бэббиджем аналитическая машина должна была выполнять все четыре основные математические операции. Аналитическая машина состояла из памяти, вычислительного механизма и устройств ввода-вывода (прямо таки компьютер … только механический), а главное могла выполнять различные алгоритмы (в зависимости от того, какая перфокарта находилась в устройстве ввода). Программы для аналитической машины писала Ада Ловлейс (первый известный программист). На самом деле машина не была реализована в то время из-за технических и финансовых сложностей. Мир отставал от хода мыслей Бэббиджа.

В XX веке автоматические счетные машины конструировали Конрад Зус, Джорж Стибитс, Джон Атанасов. Машина последнего включала, можно сказать, прототип ОЗУ, а также использовала бинарную арифметику. Релейные компьютеры Говарда Айкена: «Марк I» и «Марк II» были схожи по архитектуре с аналитической машиной Бэббиджа.

Первое поколение. Компьютеры на электронных лампах (194х-1955)

Быстродействие: несколько десятков тысяч операций в секунду.

Особенности:

• Поскольку лампы имеют существенные размеры и их тысячи, то машины имели огромные размеры.
• Поскольку ламп много и они имеют свойство перегорать, то часто компьютер простаивал из-за поиска и замены вышедшей из строя лампы.
• Лампы выделяют большое количество тепла, следовательно, вычислительные машины требуют специальные мощные охладительные системы.

Примеры компьютеров:

Колоссус – секретная разработка британского правительства (в разработке принимал участие Алан Тьюринг). Это первый в мире электронный компьютер, хотя и не оказавший влияние на развитие компьютерной техники (из-за своей секретности), но помог победить во Второй мировой войне.

Эниак. Создатели: Джон Моушли и Дж. Преспер Экерт. Вес машины 30 тонн. Минусы: использование десятичной системы счисления; множество переключателей и кабелей.

Эдсак. Достижение: первая машина с программой в памяти.

Whirlwind I. Слова малой длины, работа в реальном времени.

Компьютер 701 (и последующие модели) фирмы IBM. Первый компьютер, лидирующий на рынке в течение 10 лет.

Второе поколение. Компьютеры на транзисторах (1955-1965)

Быстродействие: сотни тысяч операций в секунду.

По сравнению с электронными лампами использование транзисторов позволило уменьшить размеры вычислительной техники, повысить надежность, увеличить скорость работы (до 1 млн. операций в секунду) и почти свести на нет теплоотдачу. Развиваются способы хранения информации: широко используется магнитная лента, позже появляются диски. В этот период была замечена первая компьютерная игра.

Первый компьютер на транзисторах TX стал прототипом для компьютеров ветки PDP фирмы DEC, которые можно считать родоначальниками компьютерной промышленности, т.к появилось явление массовой продажи машин. DEC выпускает первый миникомпьютер (размером со шкаф). Зафиксировано появление дисплея.

Фирма IBM также активно трудится, производя уже транзисторные версии своих компьютеров.

Компьютер 6600 фирмы CDC, который разработал Сеймур Крей, имел преимущество над другими компьютерами того времени – это его быстродействие, которое достигалось за счет параллельного выполнения команд.

Третье поколение. Компьютеры на интегральных схемах (1965-1980)

Быстродействие: миллионы операций в секунду.

Интегральная схема представляет собой электронную схему, вытравленную на кремниевом кристалле. На такой схеме умещаются тысячи транзисторов. Следовательно, компьютеры этого поколения были вынуждены стать еще мельче, быстрее и дешевле.

Последнее свойство позволяло компьютерам проникать в различные сферы деятельности человека. Из-за этого они становились более специализированными (т.е. имелись различные вычислительные машины под различные задачи).

Появилась проблема совместимости выпускаемых моделей (программного обеспечения под них). Впервые большое внимание совместимости уделила компания IBM.

Было реализовано мультипрограммирование (это когда в памяти находится несколько выполняемых программ, что дает эффект экономии ресурсов процессора).

Дальнейшее развитие миникомпьютеров (PDP-11).

Четвертое поколение. Компьютеры на больших (и сверхбольших) интегральных схемах (1980-…)

Быстродействие: сотни миллионов операций в секунду.

Появилась возможность размещать на одном кристалле не одну интегральную схему, а тысячи. Быстродействие компьютеров увеличилось значительно. Компьютеры продолжали дешеветь и теперь их покупали даже отдельные личности, что ознаменовало так называемую эру персональных компьютеров. Но отдельная личность чаще всего не была профессиональным программистом. Следовательно, потребовалось развитие программного обеспечения, чтобы личность могла использовать компьютер в соответствие со своей фантазией.

В конце 70-х – начале 80-х популярностью пользовался компьютера Apple, разработанный Стивом Джобсом и Стивом Возняком. Позднее в массовое производство был запущен персональный компьютер IBM PC на процессоре Intel.

Позднее появились суперскалярные процессоры, способные выполнять множество команд одновременно, а также 64-разрядные компьютеры.

Пятое поколение?

Сюда относят неудавшийся проект Японии (хорошо описан в Википедии). Другие источники относят к пятому поколению вычислительных машин так называемые невидимые компьютеры (микроконтроллеры, встраиваемые в бытовую технику, машины и др.) или карманные компьютеры.

Также существует мнение, что к пятому поколению следует относить компьютеры с двухядерными процессорами. С этой точки зрения пятое поколение началось примерно с 2005 года.

7. Четвертое поколение компьютеров

Четвертое поколение компьютеров создавалось на БИС средней интеграции и СБИС. Высокая степень интеграции БИС, повышенное быстродействие, высокая степень надежности, снижение стоимости, все это позволило значительно уменьшить размеры компьютеров, достигнуть быстродействия порядка сотен миллионов операций в секунду, объем основной памяти достиг десятков Мбайт.

Появился новый класс ЭВМ — микрокомпьютеры. Процессор микрокомпьютера собирался теперь из одной или нескольких микропроцессорных БИС. Развивается производство заказных БИС, выполняющих определенные функции, разрабатываются процессоры ассоциативного типа, в которых основной операцией является операция сравнения. Используются векторноконвейерные принципы обработки данных. Разрабатываются конвейерные устройства управления с опережающим выполнением команд. Для построения микрокомпьютера стала использоваться открытая архитектура, позволяющая наращивать вычислительную мощность компьютера простым подключением дополнительных модулей. Дополнительно вводятся микросхемы памяти в процессор и микросхемы памяти, обеспечивающие обмен информацией между процессором и внешними устройствами (кэш первого и второго уровней). Компьютеры стали доступны по цене отдельным пользователям. Это привело к широкому производству персональных компьютеров.

Тенденция к использованию масштабных приложений дает новую жизнь и суперкомпьютерам. Появляются суперминикомпьютеры, которые довольно скоро вытесняются в управлении производственными процессами промышленными компьютерами с легко наращиваемой структурой и функциями.

В это время две тенденциираспределение вычислительных ресурсов, оснащение персональными компьютерами рабочих мест и необходимость объединения вычислительных ресурсов для решения общих задач большого объема — привели к сетевому буму. Для организации компьютерных сетей используется оптоволоконная связь. Разрабатываются принципы построения оптических компьютеров.

7. Четвертое поколение компьютеров

Четвертое поколение компьютеров создавалось на БИС и СБИС. Переход к четвертому поколению осуществлялся все 70е годы. Установить более точные границы трудно, так как в различных блоках компьютеров СБИС стали использоваться в разное время.

В70-е годы 20-го века появились три новых технологии: микропроцессорная, космическая и генная. Каждая из трех технологий значительно меняет мировоззрение и психологию людей. Появление микропроцессора означает, что миниатюрный логический автомат может быть встроен в любое, как угодно малое устройство, при этом устройство приобретает новое качество — интеллектуальность. Микропроцессорная технология имеет множество направлений — это и создание персональных электронных средств различного назначения, интеллектуализация всей техносферы, защита человеческого организма, помощь в выполнении необходимых функций при помощи меди- ко-кибернетических устройств, в том числе вживляемых в организм.

Высокая степень интеграции БИС, повышенное быстродействие, высокая степень надежности, снижение стоимости, все это позволило значительно уменьшить размеры компьютеров, достигнуть быстродействия порядка сотен миллионов операций в секунду, объем основной памяти достиг десятков Мбайт.

Появился новый класс компьютеров — микрокомпьютеры.

Процессор микрокомпьютера собирался теперь из одной или нескольких микропроцессорных БИС. Для построения микрокомпьютера дополнительно подключались микросхемы памяти и микросхемы, обеспечивающие обмен информацией между процессором и внешними устройствами. Компьютеры стали доступны по цене отдельным пользователям. Это привело к широкому производству персональных компьютеров. В США их выпуск возрос с 1974 по 1978 год с 73 тыс. штук до 3 млн. штук. Характеристики микрокомпьютеров быстро догоняли характеристики миникомпьютеров.

Вэто время наблюдались такие две тенденции — распределение вычислительных ресурсов и оснащение персональными компьютерами рабочих мест

содной стороны и объединение вычислительных ресурсов для решения общих задач большого объема. Это привело к сетевому буму, бурно стали развиваться сетевые технологии, появились специальные компьютеры для организации сетей, получившие название серверы и рабочие станции. В качестве рабочих станций компьютерных сетей стали использовать персональные компьютеры, а обслуживающие группы компьютеров серверы становились все более мощными и сравнялись по своим возможностям с универсальными компьютерами большой мощности (мэйнфреймами), появляется новый вид компьютеров — суперсерверы.

Тенденция к использованию масштабных приложений дает новую жизнь и суперкомпьютерам. Появляются суперминикомпьютеры, которые довольно

скоро вытесняются в управлении производственными процессами промышленными компьютерами с легко наращиваемой структурой и функциями. Для вычислений используются другие классы компьютеров, вплоть до персональных, сравнявшихся по вычислительным возможностям с универсальными.

В1986 году Дэниел Хиллис (Thinking Machines Corp.-Корпорация думающих машин) сделал шаг вперед в создании искуственного интеллекта, он разработал концепцию массового параллелизма, которую воплотил в машине соединений(Connection Machine). Машина использовала 16000 процессоров и могла совершать несколько миллиардов операций в секунду. Каждый процессор имел небольщую собственную память, и был связан с другими процессорами через гибкую сеть, которую пользователи могли изменять, перепрограммируя структуру компьютера.

Система связей позволяла процессорам передавать информацию и запрашивать помощь других процессоров, как в модели мозга. Используя систему связей, машина могла работать быстрее чем любой другой компьютер при решении задач, которые можно распредилить для параллельного решения на многих процессорах.

Примером отечественных компьютеров четвертого поколения может служить многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус». Эльбрус1 имел быстродействие до 5,5 млн. операций с плавающей точкой в секунду, а объем оперативной памяти до 64Мб. Пропускная способность каналов ввода-вывода достигала 120 Мб/с.

В1978 году в Советском Союзе было начато производство универсальных многопроцессорных комплексов четвертого поколения Эльбрус-2. Эльбрус2 имел производительность до 120 млн. операций в секунду, емкость оперативной памяти до 144 Мб или 16 Мегаслов (слово 72 разряда).

В1979 году была завершена разработка вычислительной системы ПС-

2000.

Поиск путей к рекордной производительности вычислительных систем требует нестандартных решений. В 70е годы архитектура вычислительных машин строилась с использованием различных принципов параллелизма, которые позволяли сделать очередной рывок производительности. От миллиона операций в секунду к десяткам и сотне миллионов. Основными пользователями советских супер-ЭВМ были организации, которые решали секретные задачи обороны, реализовывали атомную и ядерную программы. Но в 1979 году в стенах Института проблем управления АН СССР (ИПУ) завершается разработка высокопроизводительной вычислительной системы ПС2000, предназначавшейся для сугубо мирных нужд.

Аббревиатура ПС означает «перестраиваемые структуры». Так называемыми однородными решающими полями — структурами из однотипных процессорных элементов, способных параллельно обрабатывать данные, — в ИПУ начали заниматься в конце 60-х. Лидером этого направления был академик Ивери Варламович Прангишвили.

Через два года в активе молодых ученых были теоретически обоснованные принципы построения однородных решающих полей, авторское свидетельство, микроэлектронная реализация однородных структур, публикации в научных журналах и доклад на международном конгрессе.

С 1975 года началась разработка вычислительной системы ПС-2000 исключительно собственными силами. В работе приняло участие Северодонецкое научно — промыщленное объединение (НПО) «Импульс».

Замечательно то, что найденные специалистами из ИПУ принципы однородных решающих полей не требовали сверхмощной элементной базы для создания высокопроизводительной параллельной машины. Для ПС-2000 и последовавшей за ней системы ПС-3000 электронная промышленность не выпустила ни одной заказной микросхемы. При этом вычислительные комплексы ПС-2000 обгоняли дорогостоящие «Эльбрусы», обеспечивая быстродействие до 200 млн. операций в секунду. Проходившие испытания восемь опытных образцов машины продемонстрировали на геофизических задачах суммарную производительность порядка 1 млрд. операций в секунду.

Геофизика была основной сферой применения ПС-2000. Эта мощная машина позволила наконец просчитать залежи данных сейсморазведки, которые в огромных объемах накапливались ежегодно. Доступные вычислительные мощности, в силу ограниченной производительности, просто не успевали их обрабатывать — для этого необходимо было быстродействие раз в сто больше того, что имелось в совокупности. Поскольку такие задачи прекрасно поддавались распараллеливанию, их удалось с большой эффективностью решить на многопроцессорных комплексах ПС-2000. Были сделаны специальные экспедиционные вычислительные комплексы ЭГВК ПС-2000, отлично приспособленные к работе в условиях геофизических экспедиций, — они не занимали большой площади, потребляли мало энергии и не требовали больших расходов на эксплуатацию.

В ПС-2000 реализована архитектура с одним потоком команд и многими потоками данных (SIMD). Центральным компонентом системы является мультипроцессор, включавший от 8 до 64 одинаковых процессорных элементов. Процессорные элементы обрабатывали множество потоков данных по программе из общего модуля управления (один модуль на каждые восемь элементов).

Наиболее полное развитие принципы перестраиваемости получили в следующей разработке ИПУ, системе ПС-3000, которая была закончена к 1982 году. Здесь уже применялась архитектура множества потоков команд и множества потоков данных (MIMD). В ПС-3000 аппаратно реализована динамическая перестраиваемость структуры машины в зависимости от возможностей распараллеливания конкретного вычислительного процесса. Параллельно могли выполняться как разные задачи, так и фрагменты (ветви) отдельной задачи, а также скалярные и векторные команды каждой ветви. Система включала до четырех центральных скалярных процессоров, один или два векторных процессора — так называемые однородные решающие поля из

восьми однотипных процессорных элементов, до четырех модулей общей параллельной оперативной памяти, до 16 периферийных процессоров. Все эти ресурсы могли перераспределяться динамически, то есть непосредственно в ходе выполнения вычислений, между задачами, ветвями, командами в соответствии с их заранее непредсказуемыми требованиями. В этом и заключается принцип динамической перестраиваемости структуры машины. Фактически ПС-3000 автоматически превращалась из векторной в асинхронно работающую систему, с процессорами, выполнявшими разные команды, и наоборот.

В отличие от своей предшественницы ПС-3000 решала в основном управляющие задачи — ее можно было использовать на верхних уровнях иерархических систем управления сложными технологическими процессами и производствами, для прямого управления сложными объектами (например, атомными реакторами) в реальном времени и для моделирования сложных объектов. Разрабатывалась и следующая система, ПС-3100, которая предназначалась для использования на верхних уровнях управления атомным реактором.

К началу 80-х годов производительность персональных компьютеров составляла сотни тысяч операций в секунду, производительность суперкомпьютеров достигала сотен миллионов операций в секунду. Мировой парк компьютеров превысил 100 млн. Дальнейшее развитие вычислительной техники привело к широкому использованию ее во всех областях человеческой деятельности.

Для автоматизации управления технологическими процессами в промыщленности стали широко применяться специальные промышленные компьютеры. Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолётах и вертолётах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в неотапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п.

Невозможно представить без вычислительной техники современную армию — авиацию, ракетные войска, военно-морской флот.

Без применения вычислительной техники невозможно освоение космического пространства.

Идет дальнейшее совершенствование технологии производства микросхем и вычислительной техники, но так ожидаемый переход к принципиаль- но-новым технологиям компьютеров пятого поколения не произошел. Полупроводниковая технология производства схем сверхбольшой интеграции все еще не исчерпала всех своих возможностей. К 2000 году преодолен барьер в 1 ГигаГерц в производстве процессоров. Компьютер находит все больше областей применения.

Теперь при помощи компьютера можно получить точную модель любого предмета, любого человека.

В1999 году Компания Cyber разработала систему, позволяющую снять точную копию любого объекта. На фотографии модель сделана из полиуретана. В машину была загружена 3D модель, отсканированная посредством трехмерного лазерного сканера CyberWave. На полное сканирование 3-х мерного объекта уходит всего 17 секунд. Выход в виде файла, содержащего 3D модель. Модели могут быть масштабированы.

Продолжается дальнейшее развитие архитектур компьютеров. Совершенствуются персональные компьютеры, приобретают новые мультимедийные возможности. Теперь компьютер служит для создания и воспроизведения звука, прекрасной графики, движущихся объектов.

Персональные компьютеры стали равны и даже превзошли по мощности использовавшиеся ранее универсальные компьютеры. По всему миру прокатилась волна разукрупнения вычислительных систем. Повсеместно стали использоваться персональные компьютеры. И начался на новом витке развития процесс обьединения вычислительных мощностей. Сначала персональные компьютеры связали сетями для обмена информацией. Затем стали связывать между собой несколько компьютеров для объединения в единый вычислительный механизм.

Сделав еще один виток, компьютерная индустрия вернулась к централизованному управлению распределенными, но объединенными в сеть ресурсами. Если раньше свои вычислительные средства предоставлял пользователям универсальный компьютер, на уровне предприятия это были достаточно мощные универсальные компьютеры (мэйнфреймы), то теперь вычислительные средства обьединяет и распределяет сервер. Сервер класса мэйнфрейма получил название суперсервер. На развитие архитектуры суперсерверов оказали большое влияние их предшественники — мэйнфреймы.

Возможность объединения вычислительных ресурсов в единую сеть стала широко использоваться для создания суперкомпьютеров из отдельных вычислительных узлов — кластеров. При этом сам кластер может представлять собой довольно сложную вычислительную систему. Строятся и многопроцессорные высокопроизводительные системы, вытесняющие суперкомпьютеры с векторным процессором.

Суперкомпьютеры строятся как многопроцессорные системы или системы, объединяющие в единую множество высокопроизводительных вычислительных систем.

При построении многопроцессорной системы (МП) используется одна из нескольких архитектур, определяющих схему соединения процессорных элементов между собой и схему связей с устройствами ввода/вывода и блоками памяти. В симметричных (SMP) системах вся память используется как общая системная память, это создает проблему «узкого горлышка» и, естественно, является тормозом к достижению предельно возможного быстродействия системы.

Всистемах массового параллелизма (MPP) для подключения вычислительных узлов используются принципы построения сетей, что устраняет про-

блему «узкого горлышка», в качестве узла такой сети может использоваться кластер, построенный как симметричная многопроцессорная система.

Четвертое поколение компьютеров должно быть переходным на пути к компьютерам пятого поколения. Компьютеры пятого поколения предполагалось строить на новой элементной базе, позволяющей реализовать интеллектуальные способности человека. Но новая технология пока не находит развития, идет совершенствование современной технологии производства сверх больших интегральных схем.

Для реализации интеллектуальных возможностей человека разрабатывают электронные устройства, реализующие функции нейрона (нейрочипы). Наиболее подходит для реализаций функций нейронов оптическая технология, но несмотря на 20-ти летний опыт развития оптических вычислительных систем, не было достигнуто ожидаемых результатов. Из нейрочипов создают нейроподобные системы, объединяя нейрочипы в сети. Используя высокие вычислительные мощности современных универсальных компьютеров и суперкомпьютеров, создаются программы, эмулирующие работу нейронных цепей. Применяется и смешанный вид нейроподобных вычислительных устройств — программно-аппаратный.

И наконец, появился проект создания гиперкомпьютера на новой технологической базе, которая, возможно, станет определяющей на долгие годы дальнейшего развития вычислительной техники. Новая технология — это быстрая одноквантовая логика (БОКЛ). В основе работы логических элементов лежит изменение заряда на один квант. Заряд циркулирует как угодно долго в замкнутом сверхпроводящем кольце. Элементы БОКЛ сочетают в себе логические функции и функции хранения информации (функции элементов памяти), это меняет основные принципы построения вычислительных устройств. Как и первые электронные компьютеры, занимавшие несколько комнат, первые квантовые компьютеры будут казаться «монстрами», так как для поддержания сверхпроводимости потребуются специальные установки, поддерживающие сверхнизкие температуры. Как во всяком новом развивающемя направлении наука ищет выход. Не за горами возможности получения и использования веществ, обладающих свойствами сверхпроводников при комнатной температуре. Первый компьютер на элементах БОКЛ планируется создать к 2007 году, ожидаемая производительность — петафлоп (операций с плавающей точкой в секунду)

Источники информации:

1. http://www.computerhistory.org/timeline

История вычислительной техники от 1945 до 1990гг.

2. http://parallel.ru/history/elbrus.html

3.Наталья Дубова. От «Эльбруса-3»— к «Эльбрусу-2000». Еженедельник «Computerworld Россия», #27-28/2000

4.http://parallel.ru/history/vector_history.html

5.http://ftp.arl.mil/~mike/comphist/

History of Computing Information

от перфокарт до персональных компьютеров – Москва 24, 12.08.2014

Логотип IBM

Ровно 33 года назад, 12 августа 1981 года, на свет появился первый массовый персональный компьютер IBM PC, который со временем стали называть просто PC (ПК). То, что для нас уже давно стало привычным делом, в то время было настоящей революцией. M24.ru выделило основные этапы развития электронно-вычислительных машин.

Электронные вычислительные машины того времени представляли из себя массивные конструкции весом в несколько тонн. Каждый новый этап развития ЭВМ был связан не только с техническим прогрессом, но и с программным. Взять хотя бы Windows, который пришел на смену «бездушному» DOS.

Именно IBM, годом основания которой считается 1889 год, внесла огромный вклад в развитие компьютерной техники. Ее прародительница, корпорация CTR (Computing Tabulating Recording) включала в себя сразу три компании и выпускала самое различное электрическое оборудование: весы, сырорезки, приборы учета времени. После смены директора в 1914 году компания начала специализироваться на создании табуляционных машин (для обработки информации). Спустя 10 лет CTR поменяло свое название на International Business Machines или IBM.

M24.ru выделило основные этапы развития ЭВМ и их основных представителей, давших толчок к развитию современных компьютеров.

Электромеханические машины

«Марк 1»

Еще в 1888 году инженер Герман Холлерит, основатель IBM, создал первую электромеханическую счетную машину — табулятор, который мог считывать и сортировать данные, закодированные на перфокартах (бумажных карточках с отверстиями). Его даже использовали при переписи населения в 1890 году в США.

При этом история компьютеров IBM началась спустя более полувека, в 1941 году, когда был разработан и создан первый программируемый компьютер «Марк 1» весом порядка 4,5 тонн, 17 метров в длину, 2,5 метра – в высоту. Президент IBM вложил в него 500 тысяч долларов. Впервые «Марк 1» был запущен в Гарвардском университете в 1944 году. Чтобы понять, насколько сложна была конструкция машины, достаточно сказать, что общая длина проводов составила 800 км. При этом компьютер осуществлял три операции сложения и вычитания в секунду.

Первое поколение ЭВМ

«IBM 701»

Первая ЭВМ, основанная на ламповых усилителях, под названием «Эниак» была создана в США в 1946 году. По размерам она была больше, чем «Марк 1»: 26 метров в длину, 6 метров в высоту, а ее вес составлял около 30 тонн. При этом по производительности «Эниак» в 1000 раз превышала «МАРК-1», а на ее создание ушло почти 500 тысяч долларов. Но у нее были существенные недостатки: очень мало памяти для хранения данных и долгое время перепрограммирования – от нескольких часов и до нескольких дней.

Кстати, среди создателей «Эниак» был ученый Джон фон Нейман, предложивший архитектуру ЭВМ, заложенную в компьютерах с конца 1940-х до середины 1950-х годов. Именно он осуществил переход к двоичной системе счисления и хранению полученной информации.

В 1951 году появился первый коммерческий компьютер UNIVAC, и уже в 1952 году вышел «IBM 701». Это был первый крупный ламповый научный коммерческий компьютер, причем создали его достаточно быстро – в течение двух лет. Его процессор работал значительно быстрее, чем у UNIVAC — 2200 операций в секунду против 455. В одну секунду процессор «IBM 701» мог выполнять почти 17 тысяч операций сложения и вычитания.

Второе поколение ЭВМ

«IBM 7030»

Второе поколение ЭВМ использовало в своей основе транзисторы, созданные в 1947 году. Это была очередная революция, в результате которой существенно уменьшились размеры и энергопотребление компьютеров, так как сами биполярные транзисторы в разы меньше вакуумных ламп.

В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах. Они были надежны, и ВВС США стали использовать их в системе раннего оповещения ПВО. А в 1960 году IBM разработала мощную систему Stretch или «IBM-7030». Она была и вправду сильна – создатели добились 100-кратного увеличения быстродействия. В течение трех лет он был самым быстрым компьютером в мире. Однако со временем IBM уменьшила его стоимость, а вскоре и вовсе сняла с производства.

Третье поколение ЭВМ

IBM System/360

Третье поколение компьютеров связано с использованием интегральных схем (в которых используется от десятков до сотен миллионов транзисторов), впервые изготовленных в 1960 году американцем Робертом Нойсом.

В 1964 году IBM объявила о начале работы над целой линейкой IBM System/360.

System/360 хорошо продавалась даже спустя шесть лет после анонса системы. За 6 лет IBM выпустила более 30 тысяч машин. Однако затраты на разработку System/360 были очень велики — около пяти миллиардов долларов. Таким образом, System/360 заложила фундамент для следующих поколений, первым из которых был System/370.

Четвертое поколение ЭВМ

IBM PC

Четвертое поколение связано с использованием микропроцессоров. Первый такой микропроцессор под названием «Intel-4004» был создан в 1971 году компанией Intel, до сих пор остающейся в лидерах. Спустя 10 лет IBM выпустила первый персональный компьютер, который так и назывался IBM PC. Самая дорогая конфигурация стоила 3000 долларов и предназначалась для бизнеса, а конфигурация за 1500 долларов – для дома.

Процессор Intel 8088 работал на частоте 4,77 МГц (сейчас этот показатель в тысячи раз больше), а объем ОЗУ — 64 кбайта (сейчас – в миллионы раз больше). Для хранения информации использовались 5,25-дюймовые флоппи-дисководы. Жесткий диск нельзя было установить из-за недостаточной мощности блока питания.

Интересно, что разработкой компьютера занимались всего четыре человека. Причем IBM не запатентовала ни операционную систему DOS, ни BIOS, что породило огромное количество клонов. Уже в 1996 году IBM уступило первое место по продажам ПК на ею же основанном рынке.

Несмотря на то, что современные гаджеты сильно отличаются по характеристикам от своего предшественника, все они относятся к тому же поколению ЭВМ.

Будущее

Основные толчки для развития компьютеров дала наука (появление ламп, а затем транзисторов). В настоящее время распространяется ввод информации с голоса, общения с машиной на человеческом языке (приложение Siri в iPhone) и активная работа над роботами. Основное мнение, что будущее – за квантовыми компьютерами, которые будут использовать в своей основе молекулы и нейрокомпьютерами, использующими центральную нервную систему человека и непосредственно его мозг. Однако для того, чтобы эти технологии появились, необходимо досконально изучить эти системы.

Дмитрий Кокоулин

Поколения компьютеров

I поколение компьютеров

Появились в 1946 году. К особенностям этих компьютеров относится применение вакуумно-ламповой технологии. Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты , магнитные ленты и печатающие устройства. В компьютерах первого поколения была реализована концепция хранимой программы. Компьютеры данного поколения сумели зарекомендовать себя в прогнозировании погоды , энергетических задач , Задач военного характера и других сложнейших операциях.

II поколение компьютеров

Появились в 1955 году. В них вместо ламп использовались транзисторы. Они стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлением памяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд. Главный принцип структуры — централизация. Для компьютеров этого поколения характерно использование первых языков программирования высокого уровня, которые получили свое развитие в компьютерах следующего поколения.

III поколение компьютеров

Появились в 1964 году. Они проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции. Появились операционные системы , которые стали брать на себя задачи управления памятью , устройствами ввода-вывода и другими ресурсами ; стало возможным мультипрограммирование. В начале 60-х гг. группой разработчиков фирмы IBM был введен термин «архитектура компьютера». К концу 60-х гг. появились мини-компьютеры. Экономичность мини-компьютеров быстро расширила сферу их применения : управление, передача данных , автоматизация научных экспериментов и т. д. В рамках рассматриваемого поколения в 1971 году появился первый микропроцессор, как неожиданный результат работы фирмы Intel над схемами калькуляторов.

IV поколение компьютеров

Появились в 1975 г. с изобретением больших и сверхбольших интегральных схем. В компьютерах этого поколения стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт. Появление в середине 70-х первых персональных компьютеров предоставило индивидуальному пользователю такие же вычислительные ресурсы, какими в 60-е годы обладали большие компьютеры. К концу 80-х четко определилось существование двух классов компьютеров, определяющих развитие компьютерного мира:

суперкомпьютеров , имеющих многопроцессорную архитектуру и использующих принципы параллелизма, и персональных компьютеров .

V поколение компьютеров

Появились в 1990 г. Главный упор при создании компьютеров сделан на их «интеллектуальность». Внимание акцентируется на архитектуре, ориентированной на обработку знаний. Обработка знаний — это одна из областей практического применения искусственного интеллекта, предполагающая использование и обработку компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.

3.4. Какие компьютеры относятcя в первому поколению? 3.5. Какие компьютеры относятся ко второму поколению? 3.6. В чем особенности компьютеров третьего поколения? 3.7. Что характерно для машин четвёртого поколения? 3.8. Какими должны быть компьютеры пятого

К первому поколению обычно относят машины, созданные на рубеже 50-х годов. В их схемах использовались электронные лампы. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.

Электронная
лампа

Компьютер «Эниак».
Первое поколение

Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства.

Быстродействие порядка 10-20 тысяч операций в секунду.

Но это только техническая сторона. Очень важна и другая — способы использования компьютеров, стиль программирования, особенности математического обеспечения.

Перфокарта

Программы для этих машин писались на языке конкретной машины. Математик, составивший программу, садился за пульт управления машины, вводил и отлаживал программы и производил по ним счет. Процесс отладки был наиболее длительным по времени.

Несмотря на ограниченность возможностей, эти машины позволили выполнить сложнейшие расчёты, необходимые для прогнозирования погоды, решения задач атомной энергетики и др.

Опыт использования машин первого поколения показал, что существует огромный разрыв между временем, затрачиваемым на разработку программ, и временем счета.

ЭВМ «Урал»

Эти проблемы начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность её использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.

Отечественные машины первого поколения: МЭСМ (малая электронная счётная машина), БЭСМ, Стрела, Урал, М-20.
3.5. Какие компьютеры относятся ко второму поколению?

Транзистор

БЭСМ-6. Второе поколение

Второе поколение компьютерной техники — машины, сконструированные примерно в 1955-65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов. Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.

Память на магнитных
сердечниках

Быстродействие — до сотен тысяч операций в секунду, ёмкость памяти — до нескольких десятков тысяч слов.

Появились так называемые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.

Программа, написанная на алгоритмическом языке, непонятна компьютеру, воспринимающему только язык своих собственных команд. Поэтому специальные программы, которые называются трансляторами, переводят программу с языка высокого уровня на машинный язык.

Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных математических задач. Появились мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные операционные системы.

Таким образом, операционная система является программным расширением устройства управления компьютера.

Для некоторых машин второго поколения уже были созданы операционные системы с ограниченными возможностями.

Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х годов наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

3.6. В чем особенности компьютеров третьего поколения?

Компьютер IBM-360.
Третье поколение

Машины третьего поколения созданы примерно после 60-x годов. Поскольку процесс создания компьютерной техники шел непрерывно, и в нём участвовало множество людей из разных стран, имеющих дело с решением различных проблем, трудно и бесполезно пытаться установить, когда «поколение» начиналось и заканчивалось. Возможно, наиболее важным критерием различия машин второго и третьего поколений является критерий, основанный на понятии архитектуры.

Интегральная схема

Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами.

Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина.

Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360, IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.

Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

3.7. Что характерно для машин четвёртого поколения?

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.

Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвёртого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в десятки мегабайт.

C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, ёмкость оперативной памяти порядка 1 — 64 Мбайт.

Для них характерны:

3.8. Какими должны быть компьютеры пятого поколения?

Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).

Развитие идет также по пути «интеллектуализации» компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.

Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином «интеллектуальный интерфейс». Его задача — понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.

Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей, как больших, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, так и миниатюрных компьютеров, размещённых на одном кристалле полупроводника.