Файл: История развития средств вычислительной техники (Роль вычислительной техники в жизни человека).pdf
Добавлен: 25.06.2023
Просмотров: 172
Скачиваний: 3
Примером отечественных компьютеров четвертого поколения может служить многопроцессорный вычислительный комплекс "Эльбрус". Эльбрус1 имел быстродействие до 5,5 млн. операций с плавающей точкой в секунду, а объем оперативной памяти до 64Мб. Пропускная способность каналов ввода-вывода достигала 120 Мб/с. В 1978 году в Советском Союзе было начато производство универсальных многопроцессорных комплексов четвертого поколения Эльбрус-2. Эльбрус2 имел производительность до 120 млн. операций в секунду, емкость оперативной памяти до 144 Мб или 16 Мегаслов (слово 72 разряда). В 1979 году была завершена разработка вычислительной системы ПС-2000. Поиск путей к рекордной производительности вычислительных систем требует нестандартных решений. В 70е годы архитектура вычислительных машин строилась с использованием различных принципов параллелизма, которые позволяли сделать очередной рывок производительности. От миллиона операций в секунду к десяткам и сотне миллионов. Основными пользователями советских супер-ЭВМ были организации, которые решали секретные задачи обороны, реализовывали атомную и ядерную программы. Но в 1979 году в стенах Института проблем управления АН СССР (ИПУ) завершается разработка высокопроизводительной вычислительной системы ПС-2000, предназначавшейся для сугубо мирных нужд. Аббревиатура ПС означает «перестраиваемые структуры». Так называемыми однородными решающими полями - структурами из однотипных процессорных элементов, способных параллельно обрабатывать данные, - в ИПУ начали заниматься в конце 60-х.
С 1975 года началась разработка вычислительной системы ПС-2000 исключительно собственными силами. В работе приняло участие Северодонецкое научно - промыщленное объединение (НПО) «Импульс». Замечательно то, что найденные специалистами из ИПУ принципы однородных решающих полей не требовали сверхмощной элементной базы для создания высокопроизводительной параллельной машины. Для ПС-2000 и последовавшей за ней системы ПС-3000 электронная промышленность не выпустила ни одной заказной микросхемы. При этом вычислительные комплексы ПС-2000 обгоняли дорогостоящие «Эльбрусы», обеспечивая быстродействие до 200 млн. операций в секунду. Проходившие испытания восемь опытных образцов машины продемонстрировали на геофизических задачах суммарную производительность порядка 1 млрд. операций в секунду.
Геофизика была основной сферой применения ПС-2000. Эта мощная машина позволила наконец просчитать залежи данных сейсморазведки, которые в огромных объемах накапливались ежегодно. Доступные вычислительные мощности, в силу ограниченной производительности, просто не успевали их обрабатывать - для этого необходимо было быстродействие раз в сто больше того, что имелось в совокупности. Поскольку такие задачи прекрасно поддавались распараллеливанию, их удалось с большой эффективностью решить на многопроцессорных комплексах ПС-2000. Были сделаны специальные экспедиционные вычислительные комплексы ЭГВК ПС-2000, отлично приспособленные к работе в условиях геофизических экспедиций, - они не занимали большой площади, потребляли мало энергии и не требовали больших расходов на эксплуатацию. В ПС-2000 реализована архитектура с одним потоком команд и многими потоками данных (SIMD). Центральным компонентом системы являлся мультипроцессор, включавший от 8 до 64 одинаковых процессорных элементов. Процессорные элементы обрабатывали множество потоков данных по программе из общего модуля.
К началу 80-х годов производительность персональных компьютеров составляла сотни тысяч операций в секунду. Мировой парк компьютеров превысил 100 млн. Дальнейшее развитие вычислительной техники привело к широкому использованию ее во всех областях человеческой деятельности. Для автоматизации управления технологическими процессами в промыщленности стали широко применяться специальные промышленные компьютеры. Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолётах и вертолётах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в неотапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п.
Четвертое поколение компьютеров стало переходным на пути к компьютерам пятого поколения. Компьютеры пятого поколения построены на новой элементной базе, позволяющей реализовать интеллектуальные способности человека. В 1982 году в Японии был учрежден комитет по разработке компьютеров новых поколений (ICOT), который разработал план создания компьютера пятого поколения. Комитет определил следующие основные требования к компьютерам 5-го поколения: создание развитого человеко-машинного интерфейса; развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; создание новых технологий в производстве СБИС; создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.
Планировалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки - задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров "пятого поколения" не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется. Вначале это казалось простой задачей, но задача оказалась значительно более трудной, так как человеческое понимание воспринимает контекст, который нельзя передать при простом переводе слов.
К сожалению, японский проект ЭВМ пятого поколения повторил трагическую судьбу ранних исследований в области искусственного интеллекта. Более 50-ти миллиардов йен инвестиций были потрачены впустую, проект прекращен, а разработанные устройства по производительности оказались не выше массовых систем того времени. Однако, проведенные в ходе проекта исследования и накопленный опыт по методам представления знаний и параллельного логического вывода сильно помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом.
На данном тапе компьютеры могут воспринимать информацию с рукописи или напечатанного текста, с бланков, узнавать пользователя по голосу, совершать перевод с одного языка на другой. В 1993 году на рынок поступило крайне перспективное устройство - карманный компьютер Newton. Проект Newton изначально не был нацелен на создание карманного компьютера. Такого устройства как КПК, в 1992 году просто не было. Устройство было по настоящему революционным. Пользователи получили возможность работать в любом месте. Но, хотя Apple Newton производился шесть лет, он так и не добился большого успеха. Причин было несколько, во-первых, крайне высокая стоимость устройства. Во-вторых, устройство не было таким уж карманным, по размерам Newton превосходит тот же Iphone примерно в 2 раза. Одним из новшеств, которые позже стали применятся повсеместно, стало распознавание рукописного текста. Эта функция работала далеко не всегда стабильно. В результате Newton от Apple так и остался нишевым продуктом. Производился Newton с изменениями до 1998 года.
В 2004 году создан новейший планшетный ПК, компания Fujitsu, опиралась на свой многолетний опыт на рынках систем с перьевым вводом и ноутбуков.
Эта модель, оснащенная 12,1-дюйм экраном, напоминала тонкие и легкие переносные ПК серии S-Series. Она оснащена 1,4-МГц процессором Pentium M с 400-МГц шиной и памятью от 256 Мбайт до 2 Гбайт. В стандартной версии предусмотрен адаптер беспроводной связи по стандарту 802.11b. По оценке изготовителя, батареи хватает на 4,5 ч работы, а заменять ее можно, не выключая компьютер. T3000 можно было легко использовать и как ноутбук, и как устройство с перьевым вводом данных. Правда, масса Т3000, 1,9 кг, была довольно велика для планшетного ПК.
Apple MacBook Pro 2006 года выпуска. Впервые iPhone был анонсирован на конференции MacWorld Expo 9 января 2007 года. В продажу он поступил 29 июня 2007 года и быстро завоевал существенную часть рынка смартфонов. Корни возникновения iPhone восходят к популярности iPod.
В период с 2002 по 2004 годы Apple решили сделать устройство, которое бы объединило в себе мобильный телефон, плеер и коммуникатор. Первое поколение iPhone не было лишено недостатков. Наиболее существенным, вызвавшим наибольшую критику, было отсутствие поддержки сетей третьего поколения 3G.
Ноутбук Apple MacAir.Уникальная портативность не жертвует размерами экрана и клавиатуры. Благодаря использованию современного видеочипа и центрального процессора, помимо уникальной портативности этот продукт от Apple обладает еще и завидной функциональностью.
Еще одним уникальным продуктом 2008 года является MacPro. Восьмиядерная вычислительная мощность еще год назад (в 2007 году) являлась верхом возможного на тот момент. На данный момент она в доступе в стандартной конфигурации. Производительность стала просто феноменальной: в два раза выше, чем у предыдущей модели Mac Pro. Итак, в данной главе мы рассмотрели основные этапы развития вычислительной техники, подробно описали что включал каждый из них, углубились в историю становления современных компьютеров.
3. Роль вычислительной техники в жизни человека
Персональный компьютер стремительно вошел в нашу жизнедеятельность. Некоторое количество лет назад было редкостью увидеть какой-нибудь персональный компьютер - онисуществовали, но стоили больших денег, мало какая фирма могла позволить себе компьютер. Но сейчас практически в каждом доме есть эта чудо-машина.
Современные вычислительные машины – это самое значительное достижение человечества, его влияние на развитие научно-технического прогресса тяжело переоценить. Применяется ЭВМ во всех сферах жизни людей. Например, 30 лет назад было всего лишь около 2000 различных сфер применения микропроцессорной техники. К ним относятся: управление производством (16%), транспорт и связь (17%), информационно-вычислительная техника (12%), военная техника (9%), бытовая техника (3%), обучение (2%), авиация и космос (15%), медицина (4%), научное исследование, коммунальное и городское хозяйство, банковский учёт, метрология и другие области. Раскроем их подробнее.
Компьютеры в учреждениях. Компьютеры осуществили переворот в деловом обществе. Помощник руководителя практически любого учреждения при подготовке отчетов и писем обрабатывает текст. Учрежденческий аппарат применяет ПК для вывода на экран дисплея широкоформатных таблиц и графического материала. Также, например, бухгалтеры используют компьютеры, чтоб управлять финансами учреждения и введение документации.
Компьютеры на производстве. Компьютеры применяют и при решении множества различных задач производства. ПК применяются еще с целью контролирования температуры и давления при осуществлении разных производственных процессов. Плюс к этому, с его помощью управляют работой на заводах, например, для сбора машин, включая повтор определенных операций.
Компьютер также помогает конструкторам. Планы конструирования самолета, моста либо здания ведут к затратам времени и сил. Они являются очень трудоёмкими. На данный момент, конструкторы могут посвятить своё время целиком процессу конструирования, так как все расчёты и подготовку чертежей ПК делает без его участия.
Компьютер в магазине самообслуживания. В наше время покупатели кладут свои покупки на прилавок, каждую из которых пропускают через оптический сканирующей прибор, котороый считывает универсальный код, нанесённый на покупку, именно по нему компьютер определяет, цену этого изделия, хранящуюся в памяти компьютера, и высвечивает ее на мониторе, чтоб покупатель видел сколько стоят продукты. Цены на все эти товары после прохождения через сканирующее устройство суммируются, компьютер быстро выдаёт их общую стоимость.
Компьютер в банковских операциях. Выполнение финансовых расчётов с помощью домашнего персонального компьютера - это всего только одно из его возможных применений в банковском деле. Мощность вычислительных систем позволяет выполнить множество операций: обработка чеков, регистрация изменений каждого вклада, приём и выдачу вкладов, оформление ссуды и перевод вкладов с одного счёта на другой или из банка в банк. Помимо этого, крупные банки имеют автоматические устройства, которые расположенны вне банка. Банковские автоматы позволяют клиентам не выстаивать длинных очередей в банке, взять деньги со счета, когда банк закрыт. Всё, что требуется, - вставить пластмассовую банковскую карточку в автоматическое устройство. Как только это сделано, необходимые операции будут выполнены.
Компьютер в медицине. Существует большое количество болезней, которые имеют лишь ей присущие симптомы. Помимо этого, есть не мало болезней с похожими или даже совсем одинаковыми симптомами. В подобных случаях врачу бывает трудно поставить точный диагноз. Тут как раз ему помогает компьютер. Сейчас большинство врачей пользуются компьютером в качестве помощника при постановке диагноза. Для этого больной тщательно обследуется, результаты обследования сообщаются компьютеру. Через несколько минут компьютер сообщает, какой из сделанных анализов дал аномальный результат. При этом он может назвать возможный диагноз.
Компьютер в сфере образования. В данное время, много учебных заведений не могут обойтись без компьютеров.Стоит заметить, что с помощью компьютеров: трёхлетние дети учатся различать предметы по их форме; шести- и семилетние дети учатся читать и писать; выпускники школ готовятся к вступительным экзаменам в высшие учебные заведения; студенты исследуют, что произойдёт, если температура атомного реактора превысит допустимый предел. «Машинное обучение» - термин, обозначающий процесс обучения при помощи компьютера. Последний в этом случае выступает в роли «учителя». В этом качестве может использоваться микрокомпьютер или терминал, являющийся частью электронной сети передачи данных. Процесс усвоения учебного материала поэтапно контролируется учителем, но если учебный материал даётся в виде пакета соответствующих программ ЭВМ, то его усвоение может контролироваться самим учащимся.
Компьютеры на страже закона. У компьютеров есть способность - хранение большого количества информации, которое используют правоохранительные органы для создания картотеки преступной деятельности. Электронные банки данных с соответствующей информацией в легком доступе государственным и региональным следственным учреждениям всей страны. Так, федеральное бюро расследования (ФБР) располагает общегосударственным банком данных, который известен как национальный центр криминалистической информации. Компьютеры используются правоохранительными органами не только в информационных сетях ЭВМ, но и в процессе розыскной работы.