Файл: История развития средств вычислительной техники ( Периоды развития вычислительной техники ).pdf
Добавлен: 01.04.2023
Просмотров: 248
Скачиваний: 2
В ЭВМ 3-го поколения усилена иерархия памяти: ОЗУ делится на блоки с независимыми системами управления, могущие работать одновременно; в процессоре появляются элементы ограниченной сверхбыстродействующей памяти на электронных регистрах; ячеечная структура ОЗУ дополняется более крупным структурным объединением – страницей, сегментом.
Значительно расширена номенклатура и число периферийных устройств внешней памяти, в том числе в качестве основного устройства внешней памяти вводятся накопители на магнитных дисках (НМД).
Несколько моделей одной архитектуры, отличающихся производительностью, но программно совместимых «снизу вверх», с совместимыми для всех моделей периферийными и внешними запоминающими устройствами, объединены в одно семейство (ряд).
В этот период стали активно создаваться и использоваться базы данных (БД). С 50-х до 70-х годов (в мировом масштабе) компании превратились в автоматизированные предприятия. Но самое главное, можно сказать, что, пришло понимание того, что надо делать, чтобы повысить эффективность работы с информацией: информация всегда доступна, оперативна, если она организована в БД [10, с. 77].
Наиболее известными представителями машин данного поколения были машины серии IBM 360/370 (рис. 13-14), ЕС ЭВМ.
Рисунок 13 - IBM 360
Рисунок 14 - IBM 370
2.4. Четвертое поколение ЭВМ
Особенности четвертого поколения ЭВМ:
1. Применение персональных компьютеров.
2. Телекоммуникационная обработка данных.
3. Объединение в компьютерные сети.
4. Широкое использование систем управления базами данных.
5. Элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.
Для четвёртого поколения ЭВМ характерно появление интегральных схем, относящихся к классу больших, а также так называемых сверхбольших. В архитектуре ПК появляется основная микросхема - процессор. ЭВМ по своей конфигурации стали больше подходить обычным гражданам. Пользование ЭВМ стало возможным при незначительной квалификационной подготовке, в то время как работа с ЭВМ прошлых поколений требовала определенных навыков. Модули ОЗУ стали выпускаться не на основе ферритовых элементов, а на базе CMOS-микросхем. К четвёртому поколению ЭВМ также относят и первый компьютер Apple, который был собран 1976 г. С. Джобсом и С. Возняком. Многие эксперты в области IT считают, что Apple является первым в мире персональным компьютером [9, с. 178].
К отечественным продуктам данного поколения можно отнести ЭВМ ЕС: ЕС-1015 (рис. 15), -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 («Ряд 2»), -1036, -1046, -1066, СМ-1420, -1600, -1700, все персональные ЭВМ («Электроника МС 0501» (рис. 16), «Электроника-85», «Искра-226», ЕС-1840, -1841, -1842 и пр.), а также другие виды и модификации.
Рисунок 15 – ЭВМ ЕС-1015
Рисунок 16 – ЭВМ «Электроника МС 0501»
К ЭВМ четвёртого поколения относят также многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус». «Эльбрус-1КБ» имел быстродействие до 5,5 миллионов операций с плавающей точкой в секунду, а объём оперативной памяти - до 64 мегабайт. У «Эльбрус-2» производительность - до 120 миллионов операций в секунду, ёмкость оперативной памяти - до 144 мегабайт или 16 Мслов (слово 72 разряда), максимальная пропускная способность каналов ввода-вывода - 120 Мб/с. «Эльбрус-2» использовался в системе противоракетной обороны, ядерных центрах и других сферах оборонной промышленности.
Фирма IBM (International Business Machines Corporation) до конца 70-х гг. была ведущим предприятием по производству больших ЭВМ. К тому времени появились (с 1975 года) и стали повсеместно распространяться персональные компьютеры, построенные на основе микропроцессоров компании INTEL. Это были первые компьютеры четвертого поколения. Название «персональные» значит, что устройства ввода информации в компьютер и вывода информации пользователю (клавиатура и дисплей) предназначены для общения с «персоной», т. е. с человеком. В конце 1981 года компания IBM впервые выпустила персональный компьютер IBM PC на основе микропроцессора INTEL 8088. Данный компьютер был разработан при использовании блоков, изготовленных другими компаниями. В нем впервые использовался принцип открытой архитектуры. Это значит, что заложена возможность замены отдельных устройств на более совершенные и подключения новых устройств. Данный подход к построению ЭВМ обеспечил ей грандиозный успех и позволил другим компаниям приступить к выпуску компьютеров, совместимых с компьютерами компании IBM [7, с. 179].
Рисунок 17 - IBM PC
В 1983 году выпускается компьютер IBM PC XT (eXTra), который имел встроенный жёсткий диск. Операционная система для данного компьютера была разработана фирмой Microsoft и названа MS DOS.
В 1984 году выпускается компьютер IBM PC AT (Advanced Technology - передовая технология) на основе микропроцессора INTEL 80286, который работал в три-четыре раза быстрее, чем IBM PC XT.
В дальнейшем выпускаются компьютеры IBM PC AT (386) на основе микропроцессора INTEL 80386, IBM PC AT (486) на основе микропроцессора INTEL 80486 и компьютеры на основе микропроцессора PENTIUM компании INTEL, которые пользуются в настоящее время.
Таким образом, IBM PC практически стал стандартом ПК. В настоящий момент компьютеры, совместимые с IBM PC, составляют около 90 процентов всех ПК, которые производятся в мире.
2.5. Пятое поколение ЭВМ
Особенность: главный упор при создании компьютеров делается на их «интеллектуальность», внимание акцентируется не столько на элементной основе, сколько на переход от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.
Под обработкой знаний понимается использование и обработка компьютерами знаний, которыми владеют люди для принятия решений и решения проблем [7, с. 181].
ЭВМ и вычислительные системы данного поколения обладают компактностью, высокой производительностью и низкой стоимостью (данные характеристики улучшаются в каждом последующем поколении ЭВМ).
Главная особенность ЭВМ данного поколения состоит в их высокой интеллектуальности, которая обеспечивает возможность общения людей с ЭВМ на естественном языке, способности ЭВМ к обучению и т. п.
Быстродействие ЭВМ данного поколения достигает десятков и сотен миллиардов операций в секунду, они обладают памятью в сотни мегабайт и строятся на сверхбольших БИС, на кристалле которых размещаются миллионы транзисторов.
26 февраля 1999 г. появляется Pentium III (рис. 18), предлагающий новые поточные SIMD-расширения: 70 новых команд, обеспечивающих улучшенные возможности обработки изображений, трёхмерной графики, аудио, видео и распознавания речи. Принципиальным новшеством Pentium III стала идентификация: каждый процессор имеет уникальный 96-разрядный регистрационный номер, заданный ещё во время производства. Данный номер может быть считан программными средствами, но в любом случае доступна полная блокировка указанной возможности на уровне настройки параметров BIOS системной платы.
Рисунок 18 - Pentium III
В 2000 г. компанией Intel создается процессор Pentium 4 (рис. 19), который стал первым микропроцессором, в основе которого лежит принципиально новая в сравнении с предшественниками архитектура седьмого поколения — NetBurst.
Рисунок 19 - Pentium 4
В 2001 г. компанией Intel создается мобильная модификация Pentium III, процессоры Pentium III Xeon, Intel Xeon, Intel Itanium.
В 2003 г. компанией Intel создаются процессоры Pentium 4 Extreme Edition.
В 2005 г. компанией Intel создается двухядерный процессор Xeon. Системы на основе нового двухъядерного процессора Intel Xeon обеспечивают рост производительности, уменьшение уровня энергопотребления, новые функциональные возможности, уменьшение эксплуатационных затрат и увеличение плотности монтажа всех серверов в вычислительной инфраструктуре.
Также в 2005 г. компанией Intel создаются процессоры Core Duo, двухядерные кристаллы Itanium 2 и Core 2 Duo (рис. 20).
Рисунок 20 - Core 2 Duo
В 2007-2009 гг. компанией Intel создаются четырехядерные процессоры Itanium, Core 2 Extreme.
Фирма Intel представляет новые процессоры Core i5 и Core i7 для настольных компьютеров. Новые Core i5 и Core i7 стали массовыми и достаточно недорогими по цене решениями.
В 2010 г. компанией Huawei представляет свой первый планшетный компьютер — IDEOS S7 (SmaKit S7, Telstra T-Touch Tab, МТС Планшет).
7 января 2010 г. впервые был представлен на выставке CES планшетный ПК HP Slate 500, который работает под управлением ОС MS Windows 7.
Компьютер предназначен для полноценного web-серфинга, компьютерных игр, чтения электронных книг, просмотра видео, прослушивания музыки, просмотра фотоальбомов и прочих доступных функций.
В 2012 г. созадется MediaPad 10 FHD - планшетный компьютер фирмы Huawei.
В 2013 г. компания Intel начинает поставки первого 60-ядерного процессора, который открывает новую эру в суперкомпьютерной отрасли. Сопроцессор Intel Xeon Phi основан на многоядерной архитектуре Many Integrated Core (MIC) и предназначен для работы вместе с серверными процессорами Xeon E5-2600/4600.
Также в 2013 г. компания Microsoft представляет второе поколение планшетов Surface. Аппаратом используется процессор Intel на архитектуре Haswell, он работает под управлением ОС Windows 8.1 Pro. Устройство получает экран Full HD и интерфейс USB 3.0 и более быстрый процессор. Планшет снабжается подставкой, которую можно фиксировать в двух положениях. Планшеты Surface — собственная разработка компании Microsoft.
В 2014 г. в РФ был разработан планшет для военных, оснащённый российской операционной системой, защищённый от пыли, выдерживающий падения и работающий под водой. Помимо того планшет оснащён «умной кнопкой», позволяющей в любой момент физически отключать модули, которые способны передавать информацию (микрофон, динамик, камера, 3G, GPS, Bluetooth). Планшет имеет возможность работать под водой на глубине до 1 метра в течение 30 минут, полностью защищается от пыли, падений с высоты до 2 метров, также работает при высоких температурах - до +55 градусов.
В 2015 г. компанией WayTools создается Bluetooth клавиатура TextBlade - маленькая по размеру, но крайне функциональная. Данная складная клавиатура распадается на 3 части для удобства хранения, но все они соединяются вместе с помощью магнитов для тактильного набора.
В текущий момент ведется интенсивная разработка ЭВМ шестого поколения. Разработка следующих поколений компьютеров проводится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (голография, лазеры). Ставятся совершенно иные задачи, чем при разработке всех предыдущих ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с первого по пятое поколение стояли такие задачи, как достижение большой емкости памяти, рост производительности в области числовых расчетов, то главной задачей разработчиков ЭВМ шестого поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из имеющихся фактов), развитие «интеллектуализации» компьютеров - устранения барьера между компьютером и человеком. Компьютеры будут иметь возможность воспринимать информацию с печатного или рукописного текста, с бланков, с человеческого голоса, осуществлять перевод с одного языка на другой, узнавать пользователя по голосу. Это даст возможность общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальными навыками в данной области. ЭВМ будет помощником людям во всех сферах.
Заключение
В данной работе были рассмотрены основные периоды истории вычислительной техники; более подробно представлена история электронного периода. Изложены характерные черты ЭВМ всех поколений, отмечена роль выдающихся ученых в развитии компьютерной техники.
На протяжении всего шестидесяти пяти лет компьютеры превратились в мощный, гибкий, удобный и доступный инструмент. Компьютеры стали символом прогресса. По мере того как человеку понадобится обрабатывать все большее количество информации, будут совершенствоваться и средства ее обработки – компьютеры; будут появляться новые языки программирования.
В качестве элементной базы машин первого поколения (50-е годы) использовались электронные лампы. Машины были громоздкими, потребляли много электроэнергии.
ЭВМ второго поколения (60-е гг.) строились на полупроводниковых приборах (транзисторах). Это повысило надежность ЭВМ, уменьшило их габариты и энергопотребление, снизило стоимость.
В АЛУ было встроено некоторое количество сверхбыстрых регистров, что также способствовало повышению скорости работы. Кроме того, появились команды, в которых в качестве адреса фигурировал регистр, а не ячейка ОЗУ.