 |
Развитие структуры вычислительных машин I, II, III,IV поколений.
|
|
|
|
Классификация вычислительных машин.
В основе вычислительных систем и комплексов лежат вычислительные машины.
Вычислительная машина – это средство приема, хранения, обработки и выдачи информации.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АВМ – в качестве обрабатываемой информации используют ток, напряжение. Отличаются низкой точностью и высоким быстродействием. Используются в системах управления автоматическими процессами. Пример: МН –7, АВК – 31.
ЦВМ – используют цифровую форму представления информации. Используются во всех сферах деятельности. Быстродействие определяется тактовой частотой и размерностью разрядной сетки.
ЦИМ – пример: Омега, Парабола.
ЧИВУ – достоинство: цифровая форма представления информации, аналоговая форма обработки.
РАВУ – при представлении больших чисел обрабатывается каждый разряд отдельно аналоговым методом.
ШИМ – происходит управление фазой импульса.
ЦВМ отличаются друг от друга по способу использования и принципу построения. По принципу построения ЦВМ делятся на:
|
|
|
Классы ЭВМ
| Супер ЭВМ | Машины общего применения (Main Fraim) | Малые ЭВМ | Микро ЭВМ | Одно кристальные ЭВМ | ||||
| Большие | Супер – мини | АРМ (Персона-льные станции) | Персональ-ные | Бытовые | Спец. примене-ния | |||
| Reliant RM 1000 Convex Exemplar SPP 1200, SPP 2000 (S класс 4 –16 CPU, X класс 4 – 64 CPU) IBM SP1, SP 2 (от 2 до 400 процессорн. устройств) Cray C 90** Cray I 90** | Cray J 90** DEC: AlphaServer 8200/8400 IBM: ES 9000 RS 6000 DEC: Vax 9000 | IBM: S 360 S 370 S 390 GF 11 PR 3 | DEC: Vax 11 (32 разряда) | Sun: Ultra 2 | IBM PC /XT IBM PC/ AT Apple: Macintosh | IBM PC (popular computer) | Бортовые ЭВМ IBM 4 Pi | Intel 80189 |
| Эльбрус 1, 2, 3 Электроника СС- 100 МВС – 100 | EC – 1191 | ЕС 1171 ЕС 1181 ЕС 9000 | СМ 1210 (16 разряд) СМ 1420 (16) СМ 1600 (32) СМ 1700 (32) СМ –семейство малых ЭВМ | Кулон 4 | ЕС 1040 ЕС 1042 Искра 1030 | БК 0010 БК 0011 Ириша Микроша Spectrum | 1816, |
Супер ЭВМ – большие ЭВМ для решения одного класса задач. Их стоимость 30 – 50 млн. долларов. Быстродействие измеряется в MIPS – млн. операций типа регистр-регистр в секунду с фиксированной точкой, MFLOPS – млн. операций в секунду типа регистр – регистр с плавающей точкой. Если быстродействие больше 10 MFLOPS то, это супер ЭВМ, сейчас: больше 300 MFLOPS, скоро: больше 5 GFLOPS. МВС – 100 создана на базе процессоров i 860 (Intel) для связи между процессорами используются транспьютеры Т –805. Супер- мини ЭВМ – супер ЭВМ малой мощности (20-30MFLOPS). Супер Эвм в Санкт –Петербурге: Convex S 3800
В Москве: Cray J 90, Intel Porogon.
Main Fraim - большая многопользовательская ЭВМ, право доступа у пользователей ограничены. Обладает большим быстродействием.
АРМ – имеют закрытую технологию.
Персональные ЭВМ – имеют открытую технологию.
Бытовые ЭВМ – имеют общую шину, к которой подключена память и периферия.
Поколения вычислительных машин.
Существует пять поколений вычислительных машин.В их основе лежит, во-первых:
|
|
|
· аппаратные средства;
· технология;
· архитектура;
во-вторых:
· программное обеспечение;
· приложения.
Рассмотрим подробно каждое из поколений.
I поколение.
По данным Америки первое поколение вычислительных машин возникло в 1938-1953г.г.
По данным нашей страны в 1945-1954г.г.
В эмиттерную базу входили электронные лампы. До 1950 г. были электронные рыле, а с 1950 г. – электронные лампы. Программное обеспечение-язык машинных команд. С начало компьютеры первого поколения были аналоговыми, затем появились цифровые. Первая электронная машина называлась ENTAC (американская)-ЭВМ предназначенная для интегрирования и вычислений.
1949-1951 г. г. -создание машины МЭСМ - малая электронная счётная машина.
1952-1954 г. г. - БЭСМ- большая электронная счётная машина, которая имела быстродействие 8 тыс. операций в секунду и была типа регистр-регистр.
После 1954 г. появились вычислительные машины БЭСМ2, “Стрела”, М2, М3, М20,
“Минск1”;управляющие вычислительные машины: “Урал1”, “Урал2”. Особенность этих машин заключалась в последовательной обработке информации. Управление осуществлялось машинными кодами.
В 1952 г. фирма IBM выпустила 701электронный калькулятор, который являлся первым коммерческим продуктом (до этого распределялись только по предприятиям).
II поколение.
Появилось в период с 1953-1963 г.г. Элементную базу составляли транзисторы. Транзистор был изобретён в 1948 г. Первым компьютером на транзисторах является “TRADIC”.В его состав входило 800 транзисторов. “IBM 70”, ”Stretch” -это тоже машины второго поколения.
Язык программирования - ассемблер. В 1956 г. создали ФОРТРАН, а в 1960г. -АЛГОЛ. Память была реализована на магнитных сердечниках. Также были реализованы простейшие операционные системы и пакетная обработка задач. Появились стековые машины.
В 1959 г. фирма IBM разработала двух компьютерную систему “Larc”.
В 1960 г. создана машина “IBM 1620” предназначенная для научных исследований.
В 1959 г. родился язык COBOL - проблемно-ориентированный язык для экономических расчётов.
III поколение.
В Америке считают появление вычислительных машин третьего поколения в период с 1962 г. по 1975 г. По данным нашей страны с 1965 г. по 1974 г.
Элементная база была усовершенствована. Она имела интегральные схемы
|
|
|
малой и средней степени интеграции, многослойные печатные платы. После 1968 г. создали твёрдотельные интегральные микросхемы памяти.
Языки программирования: многопрограммный режим с разделением времени. Появились такие вычислительные машины как “IBM 360”, “ILLIAC 4”.Были разработаны векторные процессоры, виртуальная память, расслоение памяти. С 1960 г. существовали операционные системы, поддерживающие ускоренный масштаб времени.
Первая советская машина – это “Напри-3” (1969 г.).
Первая ЕС ЭВМ была создана в 1970 г. и называлась “ЕС 1020”.
IV поколение.
Это поколение вычислительных машин возникло с 1972 г. и продолжает развиваться до наших дней. Элементная база состоит из больших и сверхбольших интегральных схем, а также из микропроцессоров (первый микропроцессор был разработан в 1969 г.). Первый персональный компьютер IBM появился 13 августа 1981 г. Были созданы параллельные системы, мощные микропроцессоры и “дружественные” компиляторы.
Были разработаны расширенные языки программирования, такие как параллельный FORTRAN, параллельный С, параллельный PASCAL. Обычные языки программирования получили расширение для работы со скалярными и векторными данными.
Машинами четвёртого поколения являются супер-ЭВМ: “Cray 1” (1976 г.), “Cyber 205” (1982 г.); микропроцессорный “Cray X-MP” (1983 г.).
Характерная особенность компьютеров этого поколения – это работа с базами данных, интеллектуализация (разработка систем искусственного интеллекта; всё программное обеспечение имело элементы интеллекта), экспертные системы.
V поколение.
По литературным данным зарождение пятого поколения вычислительных машин считается с 1990 года. Элементная база: большие и сверхбольшие интегральные схемы, многопроцессорные, многомашинные вычислительные комплексы и параллельные системы.
Работа ведётся не с базами данных, а с базами знаний, которые позволяют на имеющихся данных получать логические выводы или новые знания. Появился речевой и визуальный ввод, обработка изображений, то есть аудио и видео информации.
|
|
|
Структурная схема вычислительной системы.
Вычислительная система(ВС) – это совокупность аппаратных и программных средств, работающих совместно. Рассмотрим два варианта структурной схемы ВС.
Soft ware- программные средства. Hard ware- аппаратные средства.
ЯПВУ- языки программирования высокого уровня. ЯП процедурного типа- это те, в которых вычислления выполняется по некоторой форме(процедуре). Такими являются С++, Pascal, Algol и другие. Проблемно- ориентируемые ЯП- языки, которые ориентируются на решение задач в определённой проблемной области. Например язык Cobol предназначен для решения экономических и бухгалтерских задач; Prolog- для логических задач; Лисп- для обработки символьных задач; СУБД- для работы с базами данных. Объектно- ориентируемые ЯП- это например Window. Машинно- ориентируемые ЯП- это например Ассемблер.
Транслятор- переводит с ЯПВУ на язык машинных комапд.
Тестирующие программы- тестируют на неисправность компьютер. Имеется дополнительное программное обеспнчение.
ПЗУ- постоянно запоминающее устройство.
Обобщённая структтурная схема ЭВМ.
 |
Развитие структуры вычислительных машин I, II, III,IV поколений.
|
|
|
