История вычислительной техники

III поколение   (1964-1972) 

В 1960 г. появились первые интегральные схемы (ИС), которые получили широкое распространение  в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. ИС - это кремниевый кристалл, площадь которого примерно 10 мм2. 1 ИС способна заменить десятки тысяч транзисторов. 1 кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный “Эниак”. А компьютер с использованием ИС достигает производительности в 10 млн. операций в секунду.

      В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.

      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.   
 

IV поколение      (с 1972 г. по настоящее время) 

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

      Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело  к снижению стоимости производства компьютеров. В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ оказалось возможным разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см2.). БИСы применялись уже в таких компьютерах, как “Иллиак”, ”Эльбрус”, ”Макинтош”. Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов. В таких машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов.

      C точки зрения структуры машины  этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Ёмкость оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт. 

      Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) — ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979 г. фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров, создав первые персональные компьютеры- IBM PC. 

Персональный  компьютер.

        Персональный  Компьютер, компьютер,  специально созданный для работы  в однопользовательском режиме. Появление персонального компьютера  прямо связано с рождением  микрокомпьютера. Очень часто  термины «персональный компьютер»  и «микрокомпьютер» используются как синонимы.

        ПК - настольный или портативный  компьютер, который использует  микропроцессор в качестве единственного  центрального процессора, выполняющего  все логические и арифметические  операции. Эти компьютеры относят к вычислительным машинам четвертого и пятого поколения. Помимо ноутбуков, к переносным микрокомпьютерам относят и карманные компьютеры — палмтопы. Основными признаками ПК являются шинная организация системы, высокая стандартизация аппаратных и программных средств, ориентация на широкий круг потребителей.  

Анатомия  персонального компьютера:

        С развитием полупроводниковой  техники персональный компьютер,  получив компактные электронные  компоненты, увеличил свои способности  вычислять и запоминать. А усовершенствование программного обеспечения облегчило работу с ЭВМ для лиц с весьма слабым представлением о компьютерной технике. Основные компоненты: плата памяти и дополнительное запоминающее устройство с произвольной выборкой (РАМ); главная панель с микропроцессором (центральным процессором) и местом для РАМ; интерфейс печатной платы; интерфейс платы дисковода; устройство дисковода (со шнуром), позволяющее считывать и записывать данные на магнитных дисках; съемные магнитные или гибкие диски для хранения информации вне компьютера; панель для ввода текста и данных.  
 

Какими  должны быть ЭВМ V поколения. 

     Сейчас  ведутся интенсивные разработки ЭВМ V поколения. Разработка последующих  поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).

        Ставятся совершенно другие задачи, нежели при разработки всех  прежних ЭВМ. Если перед разработчиками  ЭВМ с I по IV поколений стояли  такие задачи, как увеличение  производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то 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. 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. Это позволит общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальных знаний в этой области. ЭВМ будет помощником человеку во всех областях.  
 

Микропроцессоры и их применение. 

      В 1959 году фирма INTEL (США) по заказу фирмы Datapoint (США) начала создавать микропроцессоры (МП). Первым микропроцессором на мировом рынке стал МП Intel 8008.

      В последние годы появились такие  МП, которые могут полностью автоматизировать производство и многие сферы обслуживания. Но это может привести к росту безработицы.

      МП - это эффективный с технологической  и экономической точки зрения инструмент для переработки возрастающих потоков информации.

      Новое поколение МП идёт на смену предыдущему  каждые два года и морально устаревает за 3-4 года. МП вместе с другими устройствами микроэлектроники позволяют создать довольно экономичные информационные системы.

     Причина такой популярности МП состоит в  том, что с их появлением отпала необходимость  в специальных схемах обработки  информации, достаточно запрограммировать её функцию и ввести в ПЗУ МП. 
 

Перспективы развития вычислительной техники 

Выше  мы рассмотрели историю и современное  состояние компьютерной техники. Уже  сейчас вычислительная техника достигла просто потрясающих высот. Так в  2002 году для Института наук о земле в городе Йокогама(Япония) корпорацией NEC был создан наимощнейший на сегодняшний день суперкомпьютер Eerth Simulator. Производительность новой машины, определенная при помощи стандартных тестов Linpack, составляет 35,6 TELOPS(триллионов операций с плавающей запятой в секунду). Если сопоставить полученные результаты с показателями, приведенными в перечне Top 500(рейтинг 500 наиболее мощных компьютеров мира), становится ясно, что Earth Simulator работает быстрее, чем 18 лучших по предыдущему рейтингу, машин вместе взятых.

      Каковы  же перспективы совершенствования  персональных компьютеров, и что  нас ожидает в дальнейшем в  этой сфере?

      Сотрудникам Белловских лабораторий удалось  создать транзистор размером в 60 атомов! Они считают, что транзисторы ко дню своего шестидесятилетия (2007 год) по ряду параметров достигнут физических пределов. Так, размер транзистора должен стать чуть меньше 0,01 мкм (уже достигнут размер 0,05 мкм). Это означает, что на чипе площадью 10 кв. см можно будет разместить 20 000 000 транзисторов.

      Описывая  бурно развивающуюся в настоящее  время технологию производства пластиковых  транзисторов, они приходят к достаточно логичному выводу, что сумма всех усовершенствований приведет к созданию «финального компьютера», более мощного, чем современные рабочие станции. Компьютер этот будет иметь размер почтовой марки и, соответственно, цену, не превышающую цены почтовой марки.

     Представим  себе, наконец, гибкий экран телевизора или компьютерного монитора, который  не разобьется, если швырнуть его на землю. А что можно сказать о пластинке величиной с обычную кредитную карточку, заполненной массой нужнейшей информации, включая ту, которая обычно и хранится в кредитной карточке, но выполненной из такого материала, что она никогда не потребует замены?

        В последнее время  высказывались и мысли о том, что давно пора расстаться с электронами  как основными действующими лицами на сценах микроэлектроники и обратиться к фотоном. Использование фотонов  якобы позволит изготовить процессор компьютера размером с атом. О том, что наступление эпохи таких компьютеров уже не за горами говорит тот факт, что американским ученым удалось на доли секунды остановить фотонный пучок (луч света). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы 

1.    Алтухов Е.В., Рыбалко Л.А., Савченко В.С. Основы информатики и вычислительной техники, М., «Высшая школа», 1992.  

2.    Бордовский Г.А., Исаев Ю.В., Морозов  В.В. Информатика в понятиях  и терминах, М., 1991.  

3.    Бусленко Н.В. Кто быстрее всех  читает?, М., 1989.  

4.    Выгодский М.Я. Арифметика и  алгебра в древнем мире, М., «НАУКА», 1967.  

5.    Информатика в жизни США, 1987(журнал).  

6.    Макдона Р. Основы микрокомпьютерных  вычислений, М., 1989.  

7.    Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, Уфа, 1993.  

8.    Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Общая информатика, М., 1999.  

9.    Шафрин Ю. Информационные технологии, М., 1998.  

10.    Шилейко А.В. Компьютер XXI века: каким ты будешь?, Компьютер в  школе, 1999, №7(11).  

11.    ИНФОРМАТИКА, М., 1994. (энциклопедический словарь для начинающих)  

12.    Глобальная сеть Интернет(www.ieee.org, www.techno.ru, www.computer-museum.ru, www.mailcom.com/besm6/, www.ibm.com и др.)  

13.    Информатика – приложение к  газете «ПЕРВОЕ СЕНТЯБРЯ»