История развития компьютерной техники. Поколения ЭВМ и их классификация

 

 

 

 

 

 

 

 

Тестовое задание – реферат на тему:

 История развития компьютерной  техники. Поколения ЭВМ и их  классификация.

 

Выполнила: Безикова Ольга 

Содержание.

 

Содержание. 1

Введение. 2

Глава 1. История  появления и развития ЭВМ. 4

1.1. Первые вычислительные машины. 4

1.2. Первое поколение ЭВМ. 5

1.3. Второе поколение ЭВМ. 5

1.4. Третье поколение ЭВМ. 6

1.5. Четвертое поколение ЭВМ. 6

Глава 2. ЭВМ  будущего и современные персональные компьютеры. 8

2.1. ЭВМ будущего или пятое поколение ЭВМ. 8

2.2. Современные  персональные компьютеры. 9

Заключение. 11

Список литературы. 12

 

Введение.

История компьютера тесно  связана со стремлением человека автоматизировать большие объемы вычислений, так как даже несложные арифметические операции с большими числами невероятно сложны для человеческого мозга. Поэтому, начиная с 17го века, начинали появляться различные счетные устройства (например, абак и логарифмическая  линейка). За последние полвека человечество достигло потрясающего прогресса в области проектирования и производства вычислительной техники.

Все основные идеи, которые  лежат в основе работы современных  компьютеров появились благодаря  Чарльзу Бэббиджу. Он спроектировал  машину для выполнения научных и  технических расчетов. В его проекте  были предугаданы задачи современных  компьютеров, а также их основные устройства. Идеи Бэббиджа стали воплощаться  в жизнь в конце 19го века. На сегодняшний день серийное производство компьютеров – крупная и бурно развивающаяся отрасль промышленности. Вычислительная техника – это один важнейших компонентов процесса вычислений и обработки данных.

Предметом работы является компьютерная техника и её разновидности.

Объект  - тенденции и  отличительные черты развития компьютеров

Актуальность изучения этапов развития компьютерной техники несомненна. Детальное понимание процессов  эволюции вычислительных машин дает знание о современных тенденциях развития компьютерной техники, а так  же демонстрирует достоинства и  недостатки современных моделей. А  значит, изучение этапов развития вычислительное техники способно открыть возможность выделения приоритетных направлений развития компьютеров.

Цель данной работы состоит в изучении этапов развития и классификация поколений вычислительной техники.

Задачи:

1. Раскрыть смысл понятия «компьютерная техника»;
2. Изучить этапы развития ЭВМ и основные классификации;
3. Описать современные виды вычислительной техники и тенденции развития.

 

Глава 1. История появления и развития ЭВМ.

1. Первые вычислительные машины.

Первая электромеханическая  счетная машина называлась табулятором  и была сконструирована в 1888 году американцем Германом Холлеритом¹. С помощью табулятора было возможно считывать и сортировать статистические записи, записанные на перфокартах. Машина была успешно использована при проведении переписи населения. Парой лет позже Герман Холлерит основал компанию Computing Tabulating Recording Company, которой было суждено стать фундаментом для International Business Machines Corporation (IBM) – компании, сыгравшей большую роль в развитии компьютеров.

Дальнейшее развитие науки  и техники позволило Конраду  Цузе построить первый действующий компьютер Z1. В то же десятилетие, в феврале 1944, на одном из предприятий IBM при помощи ученых Гарвардского университета была создана машина «Mark 1»² весом в 35 тонн. «Mark 1» использовал для хранения чисел регистры, которые состояли из счетных колес. Каждый регистр содержал 24 колеса, т.е. эта машина могла хранить числа из 23х разрядов и их знак. «Mark 1» обладал скоростью вычислений, сравнимой со скоростью выполнения расчетов 30 специалистами.

Наконец, в 1946 году в США  в Университете Пенсильвании была создан первый электронный компьютер. Это устройство потребляло мощность около 180 кВт и занимало 300 кв. м. Говоря о самых первых компьютерах, нельзя забывать и о «МЭСМ» (малой счетной машине), созданной в СССР в 1950м.

2. Первое поколение ЭВМ.

Историками выделяется несколько  периодов развития компьютеров. Машины каждого периода существенно  отличаются комплектацией и программно-математическим обеспечением.  К первому поколению (1945-1954) относят ЭВМ на электронных  лампах. Вес и размеры этих машин  нередко требовали отдельных  помещений для своего хранения и  использования. Ввод данных происходил при помощи перфокарт, а программное  управление происходило с использованием штеккеров и наборных полей. Среди компьютеров первого поколения были и те, которые выпускались серийно, например UNIVAC, разработанный в 1951-м Дж. Преспером Эккертом. Это устройство могло складывать числа за 120мск, а делить за 3600 млс. Так же этот компьютер обладал способностью хранить в своей памати около 1000 слов или 12000 цифр.

Программное обеспечение  этих компьютеров представляло собой  некоторый набор стандартных  подпрограмм.

3. Второе поколение ЭВМ.

Компьютерная  техника  этого поколения была разработана  в 1950-60 г.г. и работала на полупроводниковых диодах. Устройства памяти были представлены магнитными сердечниками и барабанами. Очень существенно это поколение отличает возможность программирования на языках высокого уровня, таких как Фортран и Кобол. Эти компьютеры, уже менее габаритные и менее дорогостоящие, активно продавались по всему миру в основном в крупные компании и государственные учреждения.

Использование в электронных  схемах ЭВМ полупроводников привело  к увеличению правильности расчетов и производительности около 30 тыс. операций в секунду. На этом поколении впервые  появилась операционная система.

4. Третье поколение ЭВМ.

В 60-х годах шла активная разработка интегральных схем³, представлявших собой некоторые устройства из сотен транзисторов, выполненных на кристалле полупроводника. Также в это время появился вид памяти, который используется и в наши дни в качестве оперативной памяти в ПК – полупроводниковая память. Интегральные схемы существенно увеличивают вычислительные возможности ЭВМ. Теперь центральный процессор может параллельно управлять несколькими периферийными устройствами. ЭВМ могут обрабатывать единовременно несколько программ.

Именно в эти годы производство ЭВМ становится отраслью промышленности. Фирма IBM – лидер рынке компьютерной техники тех лет первой выпускает целую серию компьютеров различных габаритов и мощности. Именно с этого поколения компьютеров разработка серий ЭВМ становится традиционной. Машины одной серии полностью аппаратно и программно совместимы.

Производительность компьютеров  третьего поколения достигает 2млн. операций в секунду, а объем оперативной  памяти 192-х Мб.

Самым главным витком развития становится появление первой глобальной компьютерной сети. Также появляется Unix и язык программирования Си.

5. Четвертое поколение ЭВМ.

Начиная с 1970-х годов компьютерный мир уже не так подвержен резким скачкам развития или смене технологий производство. Это поколение –  поколение постоянно улучшаемых моделей, полученных стремлением к  постепенному повышению мощности и  уменьшению размеров компьютеров.

Элементная база компьютеров  четвертого поколения – большие  интегральные схемы. В 1971-м появляются микропроцессоры, а оперативная  память достигает сотен Мб.

В этом поколении развитие компьютеров делится на две ветви⁴:

1. Создание комплексов многопроцессорных устройств. Они предназначены для обработки нескольких миллиардов операций в секунду и работы с огромными массивами информации. В СССР в эти года активно развивают и используют вычислительный комплекс «Эльбрус-2» в оборонной отрасли, в частности для управления космическими полетами и в центрах ядерных исследований.
2. Активное развитие ЭВМ на базе больших интегральных схем, микропроцессорных ЭВМ и персональных компьютеров. Сюда можно отнести компьютеры Apple, IBM-PC, «Искра» и др.

Обобщая материал в этой главе, можно кратко описать каждый этап развития ЭВМ. Компьютеры первого поколения, малоэффективные и громоздкие зачастую создавались с целью экспериментальной проверки теоретических предположений. Второе поколение подарило миру модели компьютеров, которые были уже менее габаритны и потребляли меньше электроэнергии для своей работы, так же, разработка и создание ЭВМ этих лет активно сопровождалось развитием программирования. Третье поколение – истинный скачок в развитии компьютерной техники – теперь это уже не редкость, а серийно выпускаемый и свободно продающийся товар. Так же конец 60-70-х ознаменован появлением зачатков Интернета и бурным развитием языков программирования и операционных систем. Четвертое поколение – поколение улучшений и внедрения компьютеров в повседневную жизнь людей.

 

Глава 2. ЭВМ будущего и современные персональные компьютеры.

В этой главе будет описан японский проект по созданию так называемых ЭВМ будущего, которые должны были стать настоящим искусственным  интеллектом. Надежды создать работающий искусственный интеллект не покидают многие величайшие умы мира и сегодня. Также будет рассказано о современном  мире персональных компьютеров, как  о наиболее быстро развивающейся  отрасли компьютерной техники на данный момент.

2.1. ЭВМ будущего или пятое поколение ЭВМ.

В 1982г. в Японии была принята  программа разработки⁵ пятого поколения ЭВМ. Это поколение условно называлось поколением будущего. Предполагалось, что к 1991г. появятся принципиально новые компьютеры, которые смогут решать задачи искусственного интеллекта. Подойти к задаче обработки знаний предполагалось с помощью нововведений в конструкции компьютера, а так же при помощи языка Пролог.

Перед ЭВМ этого поколения  стоят абсолютно другие задачи, нежели те задачи, которые имели актуальность для разработчиков поколений 1-4. ЭВМ старых поколений развивались  по пути увеличения производительности при расчетах и увеличения емкости  памяти. Основная же задача при разработке ЭВМ пятого поколения – это создание машинного искусственного интеллекта. Предполагается, что это поколение техники будет способно обрабатывать объем данных и самостоятельно делать из них выводы. Это бы позволило полностью устранить барьер между человеком и компьютером.

Но, к сожалению, этот проект не увенчался успехом, так же как  и другие проекты по созданию искусственного интеллекта. Однако, несмотря на провал, в ходе этих исследований был получен  огромный опыт по методологии представления информации и был подробно изучен процесс логического мышления.

Современные компьютеры уже  могут получать информацию с рукописного  или печатного текста, голоса человека, даже переводить с разных языков. Благодаря  этому любой пользователь может  без труда общаться с компьютером, даже не имея специальных знаний о  его устройстве и принципах работы.

Многие успехи, которые  были достигнуты моделями искусственных  интеллектов, активно используются в промышленности и бизнесе. Различные  экспертные системы и нейронные  сети справляются с задачами классификаций  и позволяют фильтровать СПАМ, разделять текст на категории  и пр. Генетические алгоритмы обширно  применяют для задач оптимизации, например в инвестиционной деятельности.

2.2. Современные персональные компьютеры.

Персональные компьютеры (ПК) по данной нами классификации следует  отнести к ЭВМ четвертого поколения. Но так как эта область до сих  пор быстро развивается, многие авторы относят ПК к пятому поколению  компьютеров.

ПК появились в 80-х годах⁶, благодаря американской фирме Интел, которая разработала 4хразрядный микропроцессор для калькулятора. Этот микропроцессор содержал чуть больше тысячи транзисторов и выполнял примерно 8000 операций в секунду. В 1973г. Интел разрабатывает однокристальный 8миразрядный микропроцессор (МП), который моментально замечает общественность. Этот МП становится «стандартным».

В 1972г. Стив Возняк собрал свой первый компьютер из забракованных  заводом деталей. В начале 1976го Возняк и Джобс зарегистрировали Apple Computer Company. И почти сразу предложили магазинам к продаже компьютер Apple-1

Apple-1 стал быстро пользоваться спросом. Он был успешен благодаря простоте операционной системы. Ранее ПК управлялись посредством командной строки, что пугало простых пользователей, а графический интерфейс Apple-1 сделал компьютер более простым в управлении.

В конце 1980го года IBM приняли решение о создании «машины для людей». Поставщиком процессоров выбрали компанию Intel. Команда разработчиков IBM PC сотрудничала и с Биллом Гейтсом, который на тот момент еще не закончил Гарвард. В 1981 году IBM представила ПК, который не уступал в характеристиках тогдашним лидерам рынка – Apple и Commodore.

После этого IBM пошла на неожиданный шаг, а именно, открыла всю документацию по архитектуре, чтобы утвердить ее в качестве стандарта. С этого момента любой производитель мог приобрести лицензию н IBM и заниматься сборкой подобных ПК.

Теперь в состав современного ПК (настольного) входят:

1. Системный блок (материнская плата с адаптерами, центральный процессор, линейки ОЗУ, видео-карта, аудио-карта, сетевая карта, накопители на магнитных дисках, блок питания, приводы дисководов, корпус);
2. Устройства вывода (монитор, колонки, принтер);
3. Устройства ввода (клавиатура, «мышь», сканер);
4. Модем или адаптер ADSL.

Кроме стационарных ПК на сегодняшний  день очень распространены переносные, карманные и мобильные ПК.