Оглавление
Введение. 2
Ламповые
ЭВМ... 3
Транзисторные
ЭВМ... 4
Интегральные
схемы.. 5
Четвёртое
поколение. 6
Список
литературы: 7
Введение
Электронная
вычислительная машина, ЭВМ – комплекс технических средств, предназначенных для
автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных
задач.
Практически
любые действия человека так или иначе связаны со счётом. В древности для
подсчёта люди использовали свои пальцы, камешки, палочки, узелки и прочий
«счетный» материал. Исторически сложилось так, что в разных странах возникли
собственные денежные единицы, меры веса, длины, объёмов и расстояний. Для
перевода из одной системы измерения в другую требовались вычисления, которые
чаще всего могли производить специально обученные люди, которых иногда
приглашали из других стран. Это естественно привело к созданию изобретений,
помогающих счёту.
В
начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, всё
острее ощущалась необходимость в изобретении счётной машины. И в середине века
молодой французский математик и физик Блез Паскаль создал «суммирующую» машину,
названной Паскалиной, которая кроме сложения выполняла и вычитание.
В
1670 – 1680 гг. немецкий математик Готфрид Лейбниц конструировал счётную
машину, которая выполняла все арифметические действия. В течение следующих
двухсот лет было изобретено и построено ещё несколько подобных счётных
устройств, которые, однако, из-за своих недостатков, в том числе из-за
медлительности в работе, не получили широкого распространения.
В
1812 году английский математик и экономист Чарльз Бэббидж начал работу над
созданием, так называемой «разностной» машины, которая, по его замыслам, должна
была не просто выполнять арифметические действия, а проводить вычисления по
программе, задающей определённую функцию.
После
Бэббиджа американский изобретатель Г. Холлерит в 1890 году впервые построил
ручной перфоратор для нанесения цифровых данных на перфокарты и ввёл
механическую сортировку для раскладки этих перфокарт в зависимости от места
пробива. Им была построена машина – табулятор, которая прощупывала отверстия на
перфокартах, воспринимала их как соответствующие числа и подсчитывала их.
Первым
создателем автоматической вычислительной машины считается немецкий учёный К.
Цузе. В 1936 году он построил модель механической вычислительной машины, в
которой использовалась двоичная система счисления, форма представления чисел с
«плавающей» запятой, трёхадресная система программирования и перфокарты. В
качестве элементной базы Цузе выбрал реле, которые к тому времени давно применялись
в различных областях техники. С 1938 году Цузе изготовил модель машины Z1, Z2,
Z3, но все эти образцы машин были уничтожены в ходе Второй мировой войны.
После войны Цузе изготовил модели Z4 и Z5. В 1945 году Цузе создал язык
Plankalkul (от немецкого «исчисление планов»), который относится к ранним
формам алгоритмических языков.
Построением
релейных автоматических вычислительных машин занимались и в США. Так, Д. Штибитц
собрал на телефонных реле первые суммирующие схемы. В 1940 году вместе с С.
Уильямсом Штибитц построил «вычислитель комплексных чисел», или релейный
интерпретатор, который последствии стал известен как специализированный
релейный компьютер «Bell-модель 1». В последующие годы были созданы ещё четыре
модели этой машины.
В
1942 году Д. Маучли представил первую электронную вычислительную машину ENIAC,
которая имела «впечатляющие» параметры: 18000 электронных ламп, площадь 90 × 15
м2, весила 30 т и потребляла 150 кВт. ENIAC работала с тактовой частотой 100
кГц и выполняла сложение за 0,2 мс, а умножение – за 2,8 мс, что было на три
порядка быстрее, чем это могли делать релейные машины.
С
точки зрения архитектуры ЭВМ с хранимой в памяти программой революционными были
идеи американского математика Джона фон Неймана (1903—1957). Вот как представлял
фон Нейман свою ЭВМ: 1) машина должна состоять из основных органов: орган
арифметики, памяти, управления и связи с оператором, чтобы машина не зависела
от оператора; 2) она должна запоминать не только цифровую информацию, но и
команды, управляющие программой, которая должна проводить операции над числами;
3) ЭВМ должна различать числовой код команды от числового кода числа; 4) у
машины должен быть управляющий орган для выполнения команд, хранящихся в
памяти; 5) в ней также должен быть арифметический орган для выполнения
арифметических действий, и в её состав должен входить орган ввода-вывода.
В
1945 г. Англия приступила к созданию первой машины с неймовским типом памяти. Уже
21 июня 1948 года Т. Килбрн и Ф. Вильямс просчитали первую программу на ЭВМ
«Марк-1». Другая группа во главе с М. Уилксом 6 мая 1949 года произвела первые
расчёты машине того же типа – EDSAC.
Тогда
же была изобретена первая советская ЭВМ – МЭСМ. принцип параллельной обработки
слов.
Разработка
первой серии электронной машины UNIAC (Universal Automatic Computer) начата
примерно в 1947 году. Д. П. Эккертом и Д. Мочли, основавшими фирму
Eckert-Mauchly. Первый образец UNIAC-1 был построен для Бюро переписи США в
1951 г. Работала она с тактовой частотой 2,25 МГц и содержала около 5000
электронных ламп. Емкость памяти – 1000 12-разрядных десятичных чисел.
В
разработку электронных компьютеров включилась и фирма IBM, которая в 1952 году
выпустила первый промышленный компьютер IBM-701. Машина содержала 4000
электронных ламп и 12 000 германиевых диодов. В 1956 году IBM выпустила новый
серийный компьютер – IBM-704, отличавшийся высокой скоростью работы.
В
1956 году IBM разработала плавающие магнитные головки на воздушной подушке,
изобретение которых позволило создать новый тип памяти – дисковые запоминающие
устройства (ЗУ).
Вслед
за первым серийным компьютером UNIAC-1 фирма REMINGTON-RAND в 1952 году
выпустила ЭВМ UNIAC-1103, которая работала в 50 раз быстрее.
В
октябре 1952 году группа сотрудников фирмы REMINGTON-RAND предложила алгебраическую
форму записи алгоритмов.
Фирма
IBM также сделала первые шаги в области автоматизации программирования, создав
в 1953 году для машины IBM-701 «Систему быстрого кодирования». В 1957 году
группа Д. Бэкуса завершила работу над ставшим впоследствии популярным языком
программирования высокого уровня ФОРТРАНОМ.
В
СССР в 1948 году проблемы развития вычислительной техники становятся
общегосударственной задачей. В 1951 году под руководством С.А. Лебедева была
спроектирована машина БЭСМ, которая могла совершать 8 000 оп/с.
В
середине 50-х гг. XX века, когда ламповые компьютеры достигли «насыщения», ряд
фирм объявил о работах по созданию транзисторных ЭВМ. В 1955 году в США было
объявлено о создании цифрового компьютера TRADIC, построенного на 800
транзисторах и 11 000 германиевых диодах. В этом же году фирма объявила о
создании полностью транзисторной ЭВМ. Первая такая машина «Philco-2000» была
сделана в 1958 году, она содержала 56 тыс. транзисторов, 1 200 диодов, но всё
же в её составе было 450 электронных ламп. «Philco-2000» выполняла сложение за
1,7 мкс, умножение – за 40,3 мкс.
В
Англии транзисторная ЭВМ «Elliot-803» была выпущена в 1958 году, в ФРГ – «Simens-2002»
и в Японии H-1 – в 1958 году, во Франции и Италии – в 1960 году, в СССР «Раздан-2»
– в 1961 году. В это же время появились компьютеры и не на полупроводниках.
Так, в Японии была выпущена ЭВМ «Senac-1» на параметронах, в СССР – «Сетунь», а
во Франции – CAB-500 на магнитных элементах.
Значительным
событием в конструировании машин второго поколения стали ЭВМ «Atlas» (выпущена
в Англии в 1961 году), в которой были применены концепции виртуальной памяти,
«Stretch» и CDC-6600 (США) и БЭСМ-6 (СССР).
В
1960 году фирма IBM разработала мощную вычислительную систему «Stretch»
(IBM-7030), разработчики которой добились 100-кратного увеличения
быстродействия: в её состав входило 169 тыс. дрейфовых транзисторов с тактовой
частотой переключения в 100 МГц.
Большой
вклад в развитие компьютеров второго поколения внесла фирма Control Data,
разработавшая в 1960 году ЭВМ CDC-6600 с многопроцессорной обработкой:
многочисленные арифметико-логические устройства с десятью периферийными
процессорами, что обеспечивало машине производительность более чем 3 млн. оп/с.
В
СССР после выпуска первой серийной ЭВМ второго поколения «Раздан-2» было
разработано ещё около 30 моделей по такой же технологии, а также выпущена
первая транзисторная ЭВМ «Минск-2», а затем её модификации: «Минск-22»,
«Минск-22М», «Минск-23», «Минск-32», разработан ряд различных малых машин:
«Проминь» (1962 г.), «Мир», «Мир-1» и «Мир-2», машины с унифицированной
системой связи с периферийными устройствами – «Урал», «Урал-11» и «Урал-16».
При
появлении ЭВМ второго поколения разработчики занялись разработкой и создание
языков программирования, обеспечивающих удобный набор программ. Одним из первых
языков программирования был АЛГОЛ.
В
декабре 1961 года специальный комитет фирмы IBM во главе с Д. Амдалом и Г. Блау
предложил использовать гибридные интегральные схемы. В начале апреля 1964 года
фирма IBM объявила о создании шести моделей своего семейства IBM-360
(«System-360»), появление которого ознаменовало появление компьютеров третьего
поколения.
Первая
универсальная операционная система называлась DOS, предназначенная для малых и
средних ЭВМ, позже была выпущена операционная система OS/360 – для больших.
В
декабре 1969 года ряд стран (НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СССР и ЧССР) подписали
Соглашение о сотрудничестве в области вычислительных технологий. На выставке
«ЕСЭВМ-73» (1973 г.) были показаны первые результаты этого сотрудничества:
шесть моделей компьютеров третьего поколения и несколько периферийных
устройств, а также четыре ОС для них. Вскоре появились машины второй серии
сотрудничества. Наиболее ярким представителем его была мощная модель ЕС-1065,
представлявшая собой многопроцессорную системы, состоящую из четырех
процессоров и имевшую память 16 Мбайт. Машина была выполнена на интегральных
схемах ИС-500 и имела производительность 4–5 млн. оп/с.
С
машинами третьего поколения связано ещё одно значительное событие – разработка
и внедрение визуальных устройств ввода-вывода алфавитно-цифровой и графической
информации с помощью электронно-лучевых трубок – дисплеев, использование
которых позволило достаточно просто реализовать возможности вариантного
анализа.
В
70-х гг. XX века благодаря появлению микропроцессоров стало возможным
осуществлять буферизацию как данных, принимаемых с экранного терминала, так и
данных, передаваемых ЭВМ. На экране появился курсор, сам экран дисплея стал
цветным, появилась возможность для создания красочных игр.
Это
поколение ЭВМ связано с развитием микропроцессорной техники. В 1971 году
компания Intel выпустила микросхему Intel-4004 – первый микропроцессор и
родоначальник доминирующего и самого известного сегодня семейства.
История
четвёртого поколения началось с того, что японская фирма Busicom заказала Intel
Corporation изготовить 12 микросхем для использования их в калькуляторах
различных моделей. Однако разработчикам удалось создать такое устройство –
микропроцессор, который мог использоваться во всех микрокалькуляторах. Процессор
был четырёхразрядным.
Однако
компьютеры работают не только с цифрами, но и с текстом. Для того чтобы
закодировать все цифры, буквы и специальные символы, потребовался бы
8-разрядный процессор. Он появился в 1972 году и назывался Intel-8008, а в 1974
году появился процессор Intel-8080. Он был выполнен по NMOS-технологии (англ.
N-cannel Metal Oxide Semiconductor), его тактовая частота составила 2 МГц, при
этом в самом микропроцессоре было реализовано деление чисел.
Таким
образом, история развития электроники подошла к созданию персональных
компьютеров (ПК). Во второй половине 70-х гг. появилась потребность в
компьютерах для одного рабочего места.
Создателями
первого ПК были два молодых американских техника: Стивен Джобс, работавший в
фирме Atari, и Стив Возняк из компании HewlettPackard. Летом 1976 года в гараже
родителей Джобса они соорудили первый ПК и назвали его «Apple-I» – «яблоко».
Apple-I не имел ни клавиатуры, ни корпуса. В апреле 1977 года они
сконструировали ещё один ПК – Apple-II. Клавиатура была помещена в отдельный
корпус. Память составляла всего лишь 8 Кбайт. В 1981 году IBM впервые
представила свой ПК, который так и назывался IBM PC (англ. Personal Computer).
Он имел процессор Intel-8088, два дисковода для гибких дисков по 160 Кбайт и ОП
64 КБайт с возможностью расширения до 512 Кбайт. В ПЗУ PC был помещён язык
программирования Бейсик. IBM разработала свой собственный дисплей, который имел
хорошую контрастность, символы на нём легко читали и не утомляли глаз
мерцанием. В 1983 году IBM выпустила новую модель PC XT с жестким диском –
винчестером – емкостью 10 Мбайт и ОП 640 Кбайт.
В
1984 г. состоялась презентация первого компьютера Macintosh компании Apple
Computer. Эти компьютеры сыграли значительную роль в развитие PC. Он имел
9-дюймовый монитор с чрезвычайно высокой четкостью изображения и занимал мало
места на рабочем столе.
В
дальнейшем заметно снижение количества принципиальных новаций, прогресс идет в
основном по пути совершенствования, а не открытий, вычислительная техника
становится по-настоящему массовой и общедоступной.
Компания
Intel в период с 1991 года выпускает подряд несколько микропроцессоров – без
математического сопроцессора, с разными тактовыми частотами. Компания Apple
Computer так же не отстает и производит усовершенствованные компьютеры, с
дисководами и портативные.
Существующие
ныне компьютеры принято относить к четвертому поколению ЭВМ. Но поколений ЭВМ
всего насчитывается пять. Так, программа разработки пятого поколения ЭВМ была
принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы
принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного
интеллекта. Основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является создание
искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из
представленных фактов), развитие «интеллектуализации» компьютеров – устранения
барьера между человеком и компьютером.
1.
Морозов Ю.М. История и методология
вычислительной техники, 1998
2.
Першиков В. И., Савинков В. М. Толковый
словарь по информатике, 1991.
3.
Толковый словарь по вычислительным
системам = Dictionary of Computing / Под ред. В. Иллингуорта и др.: Пер. с
англ. А. К. Белоцкого и др.; Под ред. Е. К. Масловского, 1990.
Интернет
источники:
4.
ru.wikibooks.org
5.
evm-story.narod.ru
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.