Классификация и тенденции развития ЭВМ

     Федеральное агентство по образованию

     Государственное образовательное  учреждение

     Высшего профессионального  оброзования

     «НИЖЕГОРОДСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

     им. Н.И. Лобачевского»

     ФИНАНСОВЫЙ  ФАКУЛЬТЕТ

     КУРСОВАЯ  РАБОТА

     По  дисциплине:

     «Информатика»

     на  тему:

     «Классификация  и тенденции развития ЭВМ» 
 

- 
 
 
 
 
 

Выполнила:

студентка 1 курса, группы 13109

дневного отделения,

специальности «Финансы и кредит» Федорян А.В.

Проверил:

Киселёв В. Г.

 
 
 

Нижний  Новгород 2010 

Содержание.

     Введение……………………………………………………………...…...3

1. История создания ЭВМ……………………………………………….4

2.1. Понятие  архитектуры ЭВМ…………………………………………7

2.2. Классификация  ЭВМ………………………………………….........10

2.3. Основные  характеристики вычислительной  техники……….…...16

2.4. Поколения  ЭВМ……………………………………………….…....20

2.4.1. Первое поколение…………………………………………….…..20

2.4.2. Второе поколение……………………………………………...…21

2.4.3. Третье поколение…………………………………………….…...22

2.4.4. Четвертое поколение…………………………………………..…23

2.4.5. Пятое поколение……………………………………………….....24

2.4.6.Шестое  поколение………..……………………………………….25

3. Современные  персональные компьютеры……………………….....26

4. Перспективы  развития вычислительных средств…………………..31

Заключение……………………………………………………………....35

Список  литературы…………………………………………………..…36

 

 

Введение.

     Слово «компьютер» означает «вычислитель», то есть устройство для вычислений. Это связано с тем, что первые компьютеры создавались как устройства для вычислений, грубо говоря, как  усовершенствованные, автоматические арифмометры. Принципиальное отличие  компьютеров от арифмометров и других счетных устройств (счет, логарифмических  линеек и т.д.) состояло в том, что  арифмометры могли выполнять  лишь отдельные вычислительные операции (сложение, вычитание, умножение и  др.), а компьютеры позволяют проводить  операции по заранее заданной инструкции – программе.

     В настоящее время компьютер используется во всех сферах деятельности человека. В связи с этим очень актуальным является обзор основных видов современных  ЭВМ, что и обусловило мой выбор  темы теоретической части курсовой работы.

     Основными задачами при раскрытии темы теоретической  части явились: выяснить какие разновидности  ЭВМ существуют и в каких обычно сферах их применяют.

     Для полного освещения тематики теоретическая  часть раскрывает следующие вопросы:

1. Признаки и классификации вычислительных машин
2. История создания ЭВМ
3. Тенденции развития вычислительных машин.

 

 

1. История появления ЭВМ

    История компьютера тесным образом  связана с попытками облегчить  и автоматизировать большие объемы  вычислений. Даже простые арифметические  операции с большими числами  затруднительны для человеческого  мозга. Поэтому уже в древности  появилось простейшее счетное  устройство - абак. В семнадцатом  веке была изобретена логарифмическая  линейка, облегчающая сложные  математические расчеты. В 1642 году Блез Паскаль сконструировал  восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820 году  француз Шарль де Кольмар создал  арифмометр, способный производить  умножение и деление. Этот прибор  прочно занял свое место на  бухгалтерских столах.

    Все основные идеи, которые лежат  в основе работы компьютеров,  были изложены еще в 1833 году  английским математиком Чарльзом  Бэббиджем. Он разработал проект  машины для выполнения научных  и технических расчетов, где предугадал  основные устройства современного  компьютера, а также его задачи. Управление такой машиной должно  было осуществляться программным  путем. Для ввода и вывода  данных Бэббидж предлагал использовать  перфокарты - листы из плотной  бумаги с информацией, наносимой  с помощью отверстий. В то  время перфокарты уже использовались  в текстильной промышленности. Отверстия  в них пробивались с помощью  специальных устройств - перфораторов. Идеи Бэббиджа стали реально  воплощаться в жизнь в конце  19 века.

   В 1888 году американский инженер  Герман Холлерит сконструировал  первую электромеханическую счетную  машину. Эта машина, названная табулятором,  могла считывать и сортировать  статистические записи, закодированные  на перфокартах. В 1890 году изобретение  Холлерита было впервые использовано  в 11-й американской переписи  населения. Работа, которую пятьсот  сотрудников выполняли в течение  семи лет, Холлерит сделал с  43 помощниками на 43 табуляторах за  один месяц.

    В 1896 году Герман Холлерит основал  фирму Computing Tabulating Recording Company, которая  стала основой для будущей  Интернэшнл Бизнес Мэшинс (International Business Machines Corporation, IBM) - компании, внесшей  гигантский вклад в развитие  мировой компьютерной техники.

    Дальнейшие развития науки и  техники позволили в 1940-х годах  построить первые вычислительные  машины. Создателем первого действующего  компьютера Z1 с программным управлением  считают немецкого инженера Конрада  Цузе.

    В феврале 1944 года на одном  из предприятий Ай-Би-Эм (IBM) в сотрудничестве  с учеными Гарвардского университета  по заказу ВМС США была создана  машина "Mark 1". Это был монстр  весом около 35 тонн. В "Mark 1" использовались механические элементы  для представления чисел и  электромеханические - для управления  работой машины. Числа хранились  в регистрах, состоящих из десятизубных  счетных колес. Каждый регистр  содержал 24 колеса, причем 23 из них  использовались для представления  числа (т.е. "Mark 1" мог "перемалывать" числа длинной до 23 разрядов), а  одно - для представления его знака.  Регистр имел механизм передачи  десятков и поэтому использовался  не только для хранения чисел;  находящееся в одном регистре, число могло быть передано  в другой регистр и добавлено  к находящемуся там числу(или  вычтено из него). Всего в "Mark 1" было 72 регистра и, кроме того, дополнительная память из 60 регистров,  образованных механическими переключателями.  В эту дополнительную память  вручную вводились константы  - числа, которые не изменялись  в процессе вычислений.

    Умножение и деление производилось  в отдельном устройстве. Кроме  того, машина имела встроенные  блоки, для вычисления sin x, 10x и  log x.

    Скорость выполнения арифметических  операций в среднем составляла: сложение и вычитание - 0,3 секунды,  умножение - 5,7 секунды, деление  - 15,3 секунды. Таким образом "Mark 1" был "эквивалентен" примерно 20 операторам, работающим с ручными  счетными машинами.

Наконец, в 1946 в США была создана первая электронная вычислительная машина (ЭВМ) - ENIAC (Electronic Numerical integrator and Computer - Электронный  числовой интегратор и компьютер). Разработчики: Джон Мочи (John Маuchу) и Дж. Преспер  Эккерт (J. Prosper Eckert).

    Он был произведен на свет  в Школе электрической техники  Moore (при университете в Пенсильвании).

    Время сложения - 200 мкс, умножения  - 2800 мкс и деления - 24000 мкс. 

    Компьютер содержал 17468 вакуумных  ламп шестнадцати типов, 7200 кристаллических  диодов и 4100 магнитных элементов.

    Общая стоимость базовой машины - 750000 долларов. Стоимость включала  дополнительное оборудование, магнитные  модули памяти (по цене 29706,5 доллара)  и аренду у IBM (по 82,5 доллара  в месяц) устройства считывания  перфокарт ( 125 карт в минуту). Она  также включала и арендную  плату (по 77 долларов в месяц)  за IBM-перфоратор (100 карт в минуту).

    Потребляемая мощность ENIAC - 174 кВт.  Занимаемое пространство - около  300 кв. м. 

    В Советском Союзе первая электронная  цифровая вычислительная машина  была разработана в 1950 году  под руководством академика С.  А. Лебедева в Академии наук  Украинской ССР. Она называлась  «МЭСМ» (малая электронная счётная  машина).

    Основоположниками компьютерной  науки по праву считаются Клод  Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший  теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - автор конструкции  вычислительных устройств, которая  до сих пор лежит в основе  большинства компьютеров. В те  же годы возникла еще одна  новая наука, связанная с информатикой, - кибернетика, наука об управлении  как одном из основных информационных  процессов. Основателем кибернетики  является американский математик  Норберт Винер. Одно время слово  "кибернетика" использовалось  для обозначения вообще всей  компьютерной науки, а в особенности  тех ее направлений, которые  в 60-е годы считались самыми  перспективными: искусственного интеллекта  и робототехники. Вот почему  в научно-фантастических произведениях  роботов нередко называют "киберами". А в 90-е годы это слово  опять всплыло для обозначения  новых понятий, связанных с  глобальными компьютерными сетями - появились такие неологизмы, как  "киберпространство", "кибермагазины"  и даже "киберсекс".

 

 

1. Понятие архитектуры ЭВМ.

 

Рис. 1¹

С середины 60-х годов существенно изменился  подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического  обеспечения стала проектироваться  система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась  концепция их взаимодействия. Так  возникло принципиально новое понятие — архитектура ЭВМ.

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.

Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса  аппаратных и программных средств  и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость,

• сфера применения,
• функциональные возможности,
• удобство эксплуатации,
• одним из главных компонентов архитектуры являются аппаратные средства.

 Основные  компоненты архитектуры ЭВМ можно  представить в виде схемы, показанной  на рисунке 1.

 

Архитектуру вычислительного средства следует  отличать от его структуры. Структура  вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором  уровне детализации (устройства, блоки  узлы и т. д.) и описывает связи  внутри средства во всей их полноте. Архитектура  же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного  средства, описание которых выполняется  в той мере, в какой это необходимо для формирования правил их взаимодействия. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, которые должны быть известны для более грамотного использования данного средства.

Так, пользователю ЭВМ безразлично, на каких элементах  выполнены электронные схемы, схемно или программно реализуются команды  и т. д. Важно другое: как те или  иные структурные особенности ЭВМ  связаны с возможностями, предоставляемыми пользователю, какие альтернативы реализованы  при создании машины и по каким  критериям принимались решения, как связаны между собой характеристики отдельных устройств, входящих в  состав ЭВМ, и какое влияние они  оказывают на общие характеристики машины. Иными словами, архитектура  ЭВМ действительно отражает круг проблем, относящихся к общему проектированию и построению вычислительных машин  и их программного обеспечения.