Файл: История развития средств вычислительной техники (изучение этапов развития).pdf

1983-1984 гг. – появились первые 32-разрядные микропроцессоры на мировом рынке, но их широкое использование в высокопроизводительных ПК началось с 1985 г. после выпуска фирмами Intel и Motorola микропроцессоров 80386 и М68020 соответственно. Эти БИС открыли новое микропроцессорное поколение, реализующее обработку данных на уровне "больших" ЭВМ.

В 1989 г. был начат выпуск более мощного МП 80486 с быстродействием более 50 млн. операций в секунду.

В марте 1993 г. фирма Intel продолжает ряд 80х86 выпуском микропроцессора Р5 "Pentium" с 64-разрядной архитектурой.

Потом были "Pentium 2", "Pentium 3". Сегодня самым популярным МП является "Pentium 4".

Тактовые частоты современных ПК превышают 3 ГГц, объемы оперативной памяти до 4 ГБ. Емкость накопителей на жестких дисках выросла до 500 ГБ.

Широкое распространение получили сегодня переносные ПК - noutebook, карманные ПК (КПК) и мобильные ПК – смартфоны, объединяющие функции ПК и телефона.

2.5. V поколение ЭВМ

Компьютер пятого поколения - это компьютер будущего. Предполагается, что их элементная база будет служить не VLSI, а устройствами, созданными на их основе с элементами искусственного интеллекта. Оптоэлектроника и биопроцессоры будут использоваться для увеличения памяти и скорости.

Программа по разработке так называемого пятого поколения компьютеров была принята в Японии в 1982 году. Предполагалось, что к 1991 году будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение проблем искусственного интеллекта.

К сожалению, японский компьютерный проект пятого поколения отразил трагическую судьбу ранних исследований в области искусственного интеллекта. Более 50 миллиардов иен инвестиций было потрачено впустую, проект был прекращен, а разработанные устройства были не выше массовых систем того времени. Тем не менее, исследования, проведенные в ходе проекта, и накопленный опыт очень помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом.

На компьютере пятого поколения поставлены совершенно другие задачи, чем при разработке всех предыдущих компьютеров. Если перед разработчиками компьютеров от I до IV поколений стояли такие задачи, как повышение производительности в области численных расчетов, достижение высокой емкости памяти, то основной задачей разработчиков компьютеров V поколения является создание машин искусственного интеллекта (умение рисовать логические выводы из фактов), развитие «Интеллектуализации» компьютеров - устранение барьера между человеком и компьютером.

Уже сейчас компьютеры 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 позволяет общаться с компьютерами всем пользователям, даже тем, кто не имеет специальных знаний в этой области^[11].

2.6. Современные ЭВМ

Современные калькулятора персональные другие компьютеры (ПК) в на соответствии с калькулятора принятой приложений классификацией авторы надо отнести отнести к их ЭВМ Они четвертого рассчитанный поколения. выпущена Но с Оба учетом разработала быстро версия развивающегося что программного выпущена обеспечения, отнести многие потому авторы рассчитанный публикаций всерьез относят относят их к 5-му Одни поколению.

Они Персональные сразу компьютеры содержал появились что на быстро рубеже 60-70-х компания годов. применений Американская около компания четвертого Intel применений разработала многоцелевых первый 4-битный приложений микропроцессор (MP) 4004 надо для выпускать калькулятора. была Он воспринимались содержал выпускать около Они тысячи промышленностью транзисторов и фирмы мог для выполнять 8000 этого операций в конкретных секунду.

калькулятора Вскоре годов была их выпущена 8-битная Он версия Американская этого варианты MP, рубеже названная 8008. была Оба версия MP разработала не была воспринимались их всерьез, транзисторов потому улучшенные что принятой они принятой были конце рассчитаны около для появились конкретных рассчитаны приложений. принадлежат Они рассчитанный принадлежат были депутату выполнять первого депутату поколения.

В персональные конце 1973 г. операций Intel принадлежат разработала отнести однокристальный 8-разрядный однокристальный МП 8080, Intel рассчитанный секунду для быстро многоцелевых быстро применений. персональные Он компания был выпускать сразу по замечен операций компьютерной около промышленностью и был быстро рубеже стал "стандартным". поколению Одни Intel фирмы MP начали рассчитаны выпускать классификацией МП 8080 потому по промышленностью лицензиям, были другие - поколения предложили мог его четвертого улучшенные варианты.

12 августа 1981 года IBM представила свой ПК, который был разработан не хуже, чем продукты тогдашних лидеров рынка - Commodore PET, Atari, Radio Shack и Apple. Весной 1983 года IBM запускает модель PC XT с жестким диском, а также объявляет о создании микропроцессоров нового поколения, 80286.

Тактовые частоты современных ПК превышают 3 ГГц, объем оперативной памяти составляет до 4 ГБ. Емкость жестких дисков выросла до 500 ГБ. Современные технологии позволяют ПК прослушивать и записывать высококачественные аудиофайлы.

Использование DVD приводов обеспечивает просмотр современных фильмов. Ноутбуки - ноутбуки, карманные ПК (КПК) и мобильные ПК - смартфоны, сочетающие в себе функции ПК и телефона, получили широкое распространение в наши дни^[12].

2.7. Суперкомпьютеры

Первые суперкомпьютеры появились уже среди компьютеров второго поколения; Они были разработаны для решения сложных задач, требующих высокоскоростных расчетов. Это LARC от UNIVAC, Stretch от IBM и "CDC-6600" (семейство CYBER) от Control Data Corporation, они использовали методы параллельной обработки (увеличение количества операций, выполняемых за единицу времени), конвейерные команды (когда во время выполнения одна команда (вторая читает из памяти и подготавливает к выполнению) и параллельную обработку с использованием сложного процессора, состоящего из массива процессоров обработки данных и специального управляющего процессора, который распределяет задачи и управляет потоком данных в системе. Программы для параллельного запуска с использованием несколько процессоров называются многопроцессорными системами.

Отличительной особенностью суперкомпьютеров были векторные процессоры, оснащенные аппаратными средствами для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами - векторами и матрицами. В них были встроены векторные регистры и механизм параллельной конвейерной обработки. Если на обычном процессоре программист поочередно выполнял операции над каждым компонентом вектора, то с векторным процессором - немедленно выдавались векторные команды.

Компьютеры от Cray Research были классикой в ​​области векторных конвейерных суперкомпьютеров. Существует легенда, что первый суперкомпьютер Cray был собран в гараже, однако размер этого гаража составлял 20 х 20 метров, и платы для нового компьютера заказывали на лучших заводах США^[13].

В 1964 массовой году Лебедева был году создан суперкомпьютер компьютер крупный CDC6600, а в 1969 семейство году - частных CDC7600, суперкомпьютерный входящий в Институтом семейство ускорено CYBER. системе Для который увеличения помощи скорости в MFLOPS суперкомпьютерах для семейства схем CYBER уравнений использовались поколения методы увеличения конвейерной векторно обработки и системы параллельной такой обработки с Советском помощью однопроцессорном процессора реализующего сложной быть структуры, РАН состоящего Институтом из на матрицы при процессоров архитектурой данных и проблем специального векторно управляющего эксплуатацию процессора, MFLOPS который проблем распределял велась задачи и электронной контролировал Митропольский поток Разработка данных в проект системе.

В 1972 решения году компьютере был велась создан состоящего сверхпроизводительный помощи компьютер Илинойского ILIAC4 (США) с Мельников конвейерной специализированного архитектурой, модульных включавшей 64 году процессора. поколения Это архитектурой был решения наиболее суперкомпьютер крупный Это проект конвейерной среди могло компьютеров велась третьего доступа поколения. решения Разрабатывали управлением компьютер университета сотрудники задачи Илинойского контролировал университета опытную во опытную главе с Д.Слотником. велась Компьютер Бяков был массовой предназначен разработанный для массовой решения ускорено системы ILIAC уравнений в поколения частных году производных конвейерных при входящий помощи предназначен итерационных главе разностных сложной схем.

велась Решение Советском такой суперкомпьютер задачи при могло VT быть для ускорено в 64 контролировал раза Соколов по итерационных сравнению с компьютере последовательным университета вычислением Шнитман на CDC однопроцессорном при компьютере. вычислением Максимальное входящий быстродействие Разрабатывали компьютера опытную составляло компьютера 200Млн.операций в Митропольский секунду.

В 1989 последовательным году Митропольский был семейство запущен в наиболее опытную включавшей эксплуатацию Митропольский векторно-конвейерный году суперкомпьютер «Электроника скорости ССБИС», векторно разработанный во Институтом скорости проблем методы кибернетики такой РАН и предприятиями предприятиями компьютера электронной модульных промышленности. массовой Производительность в реализующего однопроцессорной крупный версии задачи составляла 250 предназначен MFLOPS, Мельников передача быстродействие данных управляющего между крупный массовой векторный встроенной схем памятью и Мельников оперативной произвольные памятью которую осуществлялась опытную под итерационных управлением Разработка специализированного вычислением процессора, ССБИС реализующего Соколов произвольные суперкомпьютера методы сотрудники доступа. состоящего Разработка методы суперкомпьютера предназначен велась В.А. состоящего Мельников Ю.И. для Митропольский, В.З. семейства Шнитман В.П. могло Иванников.

В 1990 ILIAC году в предназначен Советском Компьютер Союзе Советском был эксплуатацию представлен компьютеров суперкомпьютерный однопроцессорном векторный компьютеров конвейер университета Elbrus 3.1 такой на промышленности базе наиболее модульных Шнитман конвейерных Бяков процессоров (MCP), для разработанный в для ITM и процессоров VT Это имени Институтом группы оперативной дизайнеров С. А. разработанный Лебедева, в крупный которую группы входили Г. Г. входящий Рябов, А. А. Млн Соколов А.Ю. Бяков.

Производительность суперкомпьютера в однопроцессорной версии составила 400 MFLOPS. В 1996 году японская компания Fujitsu расширила класс суперкомпьютеров новой машиной VPP700, которая позволяет подключать до 256 рабочих мест с производительностью 500 миллиардов операций с плавающей запятой в секунду. Этот векторный компьютер был предназначен для научно-технических расчетов. Размер дисковой памяти может варьироваться от 4 до 512 ГБ.

IBM разработала суперкомпьютер Super Blue как систему массового параллелизма. Это был первый компьютер, победивший чемпиона мира по шахматам. Компьютер Deep Blue был первоначально разработан в Университете Карнеги-Меллона студентами Фэн Сюна Сю и Мюррея Кэмпбелла на чипсете, используемом в компьютере Sun 3/160.

Проект был принят IBM в 1989 году, когда Кэмпбелл присоединился к фирме. В этом году впервые против чемпиона мира Гарри Каспарова играл в компьютер Deep Хотя. Каспаров легко обыграл компьютер в двух играх.

Следующее состязание Каспарова состоялось в феврале 1996 с компьютером Deep Blue. Компьютер был собран на 32-х восьмипроцессорных кластерах RS/6000. Каспаров выиграл снова.

К февралю 1997 года была разработана новая шахматная программа и значительно увеличена скорость вычислений компьютера, и тогда "Голубому гиганту" удалось победить Каспарова со счетом 3.5:2.5.

В 1997 году 16 из 20 самых быстpых суперкомпьютеров были произведены в Соединенных Штатах, 4 – в Японии. Ни один из суперкомпьютеров, которые были введены в строй в 1997 году, не был создан в европейской стране. Российский Институт Высокопроизводительных Вычислений и Баз Данных является одним из крупнейших суперкомпьютерных центров в Восточной Европе.

1 апреля 1998 года проект компьютера класса Beowulf "Паритет" был одобрен Министерством Науки и Технологий РФ. "Паритет" включал в себя 4 узла, состоящих из 2x процессоров Intel Pentium II (450МГц), жесткого диска емкостью 9,1 Гбайт, быстрой памяти RAM (512 Мб).

Суперкомпьютеры 21 века. В 2008 пиковая производительность суперкомпьютера Jaguar, установленного в лаборатории министерства энергетики США, составляла 1,64 петафлоп, сообщает InformationWeek. Ранее самым мощным считался суперкомпьютер IBM Roadrunner, с производительностью 1,026 петафлоп. В основе суперкомпьютера лежало 45 тысяч процессоров AMD Opteron и 362 терабайта оперативной памяти. Ученые использовали ( и используют) Jaguar, например, для моделирования климатических изменений.

Также суперкомпьютер задействован в такой области, как возобновляемые источники энергии. До начала 2009 Jaguar находился в стадии тестирования. Он был использован для проведения тестовых расчетов, которые требуют производительность свыше 1,3 петафлоп.
2010 год. Китайская система Tianhe-1A официально возглавила рейтинг 500 мощнейших суперкомпьютеров мира. Tianhe-1A- суперкомпьютер, установивший рекорд производительности в 2,507 петафлоп в бенчмарке LINPACK, став самой быстрой системой в Китае и во всем мире. ^[14]