 |
Предпосылки к созданию компьютера
|
|
|
|
компьютер вычислительный техника
Компьютер - одно из самых значимых изобретений ХХ века. Его созданию поспособствовали открытия в самых разных областях науки: математике, физике. В связи с этим, появлялась необходимость в машинах, способных производить многократно повторяющихся вычислениях.
В число таких определяющих открытии входит: 1. В 1800 году американским изобретателем Т. Эдисоном было открыто явление термоэлектронной эмиссии, что, в свою очередь, стало толчком к созданию в 1904 году диода - прибора с односторонней проводимостью электрического тока. Это открытие сделал физик Дж. Флеминг. Позже, был создан триод - еще один вакуумный прибор.
Еще одним открытием, послужившим к изобретению компьютера, стали правила логики, описанный Дж. Булем в 1884 г. Впоследствии, они были названы его именем - «булева алгебра». Суть его правил состояла в том, что алгебраические элементы способны принимать только два значения - ложь (0) или истина (1). Конструирование логических схем основывалось на этой логике.
И, наконец, создание электронного реле русским ученым М.А. Бонч - Бруевичем в 1918 году. Данное реле могло находиться в двух состояниях: 0 или 1, на базе этого реле был изобретен триггер.
Все эти события стали основными предпосылками к появлению компьютера.
Классификационные группы ЭВМ и их особенности
ЭВМ первого поколения
Всю электронно-вычислительную технику принято делить на поколения. В зависимости от типа основных задействованных частей или от нюансов производства, ЭВМ относят к разным поколениям. Мощность компьютера напрямую зависит от элементной базы, а то, в свою очередь, вносит коррективы в архитектуру ЭВМ, увеличению круга ее задачи и взаимодействию пользователя и компьютера.
|
|
|
Релейные вычислительные машины стал предшественниками ЭВМ. По ходу работы этой машины множества реле переключались между определенными состояниями. Быстродействие таких машин ожидало желать лучшего: всего 20 умножений или 50 сложений в минуту.
В период с 1943-1946 гг. создавалась первая ЭВМ. ENIAC - самая знаменитая машина, созданная в США. Это был электронный цифровой вычислитель и интегратор, содержащий почти 18 тысяч электронных лампочек и огромное количество электромеханических реле.
В 1949 году в Англии была построена первая ЭВМ с программой, содержавшейся в ее памяти.
Постоянное совершенствование ЭВМ привело в середину 50-х годов к повышению их быстродействия от нескольких сотен до десятков тысяч операций в секунду. Электронная лампа продолжала оставаться незаменимым элементом.
Таким образом, ЭВМ потребляли огромную мощность, не отличались хорошим быстродействием, имели небольшую емкость оперативной памяти, внушительные размеры. Они использовались для научных и инженерных расчетов, не требующих переработки большого количества информации.
ЭВМ второго поколения
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменивший электронную лампу - транзистор. Их тут же был решено внедрять в создание ЭВМ, так как они имели большой срок службы, выделяли не так много тепла при работе и были компактнее.
Благодаря внедрению цифровых частей на полупроводниковые устройства стали создаваться довольно таки небольшие ЭВМ. Появилось разделение машин на большие, малые и средние.
В СССР преимущественно использовались малые машины. Одной из таких машин была БЭСМ - 6 («большая электронно-счетная машина») - наилучшая в мире, созданная коллективом академика С.А. Лебедева. Производительность данной машины была на порядок выше по сравнению со средними ЭВМ. Ей было под силу обрабатывать до 1 млн. операций в секунду.
|
|
|
За границей же, пользовались спросом машины второго поколения «Сименс» (ФРГ); «Стретч» (США); «Элиот» (Англия).
Одновременно с ЭВМ развивались и периферийные устройства такие, как внешняя память на магнитных лентах и барабанах. Программирование становилось понятнее, доступнее и проще. Появлялись языки высокого уровня программирования АЛГОЛ, КОБОЛ, ФОРТРАН. Создавались информационные и электронно-справочные системы.
ЭВМ третьего поколения
Создание интегральных схем, в которых конденсаторы, резисторы и транзисторы соединились в единой части полупроводника, вызвало кардинальные изменения в технологии производства ЭВМ. Это произошло в конце 30-х годов XX века. Все время совершенствовался процесс изготовления интегральных схем и, в конченом итоге, стало возможным разместить сотни кристаллов интегральных схем всего лишь на одной кремневой пластине. Именно так и наступила пора появления ЭВМ третьего поколения. Использование интегральных схем привело к увеличению количества электронных частей ЭВМ, не увеличивая размеры самой машины. Стало возможно выполнять до 10 млн. операций в секунду, а создавать программы для ЭВМ теперь стало по силам обычному пользователю. Использовалась техника микропрограммирования при проектировании процессора, т.е., перестроение из простых команд процессора в более сложные. В качестве средств общения в машинах данного поколения стали использоваться дисплеи - видеотерминальные устройства.
В данном поколении появились крупные серии ЭВМ, отличающиеся собственным назначение и производительностью. В большинстве случаев, это большие и средние машины IBM360/370, разработанные в США.
ЭВМ четвертого поколения
Благодаря новым технологиям создания интегральных схем в конце 70-х - начале 80-х годов ХХ века, стало возможным разрабатывать интегральные схемы больших размеров - БИС.
Постоянное совершенствование технологий производства БИС привело к появлению сверхбольших интегральных схем (СБИС) с памятью 1 Мбайт.
С помощью таких схем стало возможным создание микропроцессора, который произвел следующий переворот в мире вычислительной техники и поспособствовал к появлению ЭВМ четвертого поколения.
|
|
|
Данный микропроцессор мог выполнять функции процессора (основного блока компьютера). Он может встраиваться в различные технические устройства и работать по характерной для него программе.
Создание персональных ЭВМ (отдельного класса машин 4-го поколения) стало еще одним революционным достижением в области вычислительной техники. С этого момента термин «ЭВМ» заменился, на более привычный для нас, «персональный компьютер» - ПК.
Сегодня ПК стали такой же привычной бытовой техникой, как магнитофон или телевизор.
ЭВМ пятого поколения.
В конце ХХ века мир захлестнула гонка конкурирующих производителей компьютерной техники. Резко увеличивается тактовая частота процессоров и их модификации.
Возрастает скорость работы процессоров, тем самым стимулируя улучшения других периферийных устройств и узлов.
Некоторые специалисты считают, что в 90-х годах ХХ века появился ЭВМ со сверхсложными микропроцессорами с параллельно-векторной структурой, которые выполняли десятки последовательных команд программы, что, в свою очередь, позволяло строить эффективные системы обработки знаний.
|
|
|
