Файл: История развития средств вычислительной техники (История развития компьютеров, операционных систем, процессоров).pdf
Добавлен: 30.04.2023
Просмотров: 174
Скачиваний: 2
СОДЕРЖАНИЕ
1. История развития компьютеров, операционных систем, процессоров
1.1. Первое поколение (1945-1955): электронные лампы и коммутационные панели
1.2. Второе поколение (1955-1965): транзисторы и системы пакетной обработки
1.3. Третье поколение (1965-1980): интегральные схемы и многозадачность
1.4. Четвёртое поколение (с 1980 года по наши дни): персональные компьютеры
1.5. Сравнительная характеристика поколений компьютеров
1.6. Эволюция использования компьютеров: проект ЭВМ пятого поколения.
Главным соперником Microsoft в мире персональных компьютеров становится система UNIX (и её различные производные). UNIX является самой сильной системой для рабочих станций и других компьютеров старших моделей, таких как сетевые серверы. Она стала особенно популярна на машинах с высокопроизводительными RISC-процессорами (RISC, reduced instruction set computer – компьютер с сокращённым набором команд). На компьютерах с процессорами Pentium популярная альтернатива Windows для студентов и других разнообразных пользователей становится Linux. [10, c.38]
1.5. Сравнительная характеристика поколений компьютеров
В соответствии с элементарной базой и уровнем развития программных средств в настоящее время выделяют четыре реальных поколения ЭВМ, краткая характеристика которых приведена в Таблице 1, из которой видно, что во время развития компьютеров четко обозначилась тенденция к уменьшению размеров и увеличению производительности.
Таблица 1. Сравнительная характеристика поколений ЭВМ
|
Параметры сравнения |
Поколения ЭВМ |
|||
|
Первое |
Второе |
Третье |
Четвёртое |
|
|
Период времени |
1945-1955 |
1955-1965 |
1965-1980 |
1980 и по наши дни |
|
Элементарная база |
Электронные лампы |
Полупроводники (транзисторы) |
Интегральные схемы (ИС) |
Большие интегральные схемы (БИС) |
|
Основной тип ЭВМ |
Большие |
Малые (мини) |
Микро |
|
|
Основные устройства ввода |
Пульт, перфокарточный, перфоленточный ввод |
Добавился алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура |
Алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура |
Цветной графический дисплей, сканер, клавиатура |
|
Основные устройства вывода |
Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод |
Графопостроитель, принтер |
||
|
Внешняя память |
Магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты |
Добавился магнитный диск |
Перфоленты, магнитный диск |
Магнитные и оптические диски |
|
Ключевое решение в ПО |
Универсальные языки программирования, трансляторы |
Пакетные операционные системы, оптимизирующие трансляторы |
Интерактивные операционные системы, структурированные языки программирования |
Дружественное ПО, сетевые операционные системы |
|
Режим работы ЭВМ |
Однопрограммный |
Пакетный |
Разделение времени |
Персональная обработка данных |
|
Быстродействие |
103-104 |
104-106 |
105-107 |
106-108 |
|
Цель использования ЭВМ |
Научно-технические расчёты |
Технические и экономические расчёты |
Управление и экономические расчёты |
Телекоммуникации, информационное обслуживание |
1.6. Эволюция использования компьютеров: проект ЭВМ пятого поколения.
Особого упоминания заслуживает так называемое пятое поколение, программа разработки которого была принята в Японии в 1982 году. Предполагалось, 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.
Учитывая сложность реализации поставленных перед пятым поколением задач, вполне возможно разбиение его на более обозримые и лучше ощущаемые этапы, первый из которых во многом реализован в рамках настоящего четвертого поколения.
Рассмотренная технология проектирования программ реализует последовательное преобразование целого ряда сигналов, т.е. их кодирование (Рис. 7).
Рис. 7. Технология проектирования программ
Эта схема имеет два недостатка:
- Процесс подготовки задачи к решению на ЭВМ несоизмеримо продолжительнее самого решения: многие месяцы подготовки задачи несопоставимы с несколькими минутами ее решения компьютером.
- Цепочка «заказчик – ЭВМ» работает в общем случае как неисправный телефон в силу того, что в процессе общения участники этой цепочки используют несколько языков (естественный, математический, язык графических символов, язык программирования и т.д.), часть из которых неоднозначна по смыслу высказываний. Из-за этого результаты решения задачи требуется согласовывать с заказчиком и, возможно, вносить в программу изменения. Это также удлиняет процесс подготовки программного продукта.
Таким образом, продолжительность подготовки задачи к ее автоматизированному решению – одна из причин совершенствования традиционной технологии этой процедуры. Вторая причина связана с объективной эволюцией использования компьютеров, которая показана в Таблице 2.
Таблица 2. Эволюция использования компьютеров
|
Параметр |
Эволюция использования компьютеров |
||||
|
50-е г.г. |
60-е г.г. |
70-е г.г. |
80-е г.г. |
с 90-х г.г. 20-го века |
|
|
Критерий эффективности использования ЭВМ |
Машинные ресурсы |
Машинные ресурсы |
Человеческие ресурсы: трудоемкость разработки и сопровождения программ |
Трудоемкость формализации профессиональных знаний |
Полнота и скорость доступа к информации |
|
Расположение пользователя |
Машинный зал |
Отдельное помещение |
Терминальный зал |
Рабочий стол |
Произвольное мобильное |
|
Тип пользователя |
Инженер- программист |
Профессиональный программист |
Программист -пользователь |
Пользователь с общей компьютерной подготовкой |
Слабо обученный пользователь |
|
Тип диалога |
Работа за пультом |
Обмен перфоносителями и машинными программами |
Интерактивный (клавиатура и экран) |
Интерактивный по жесткому меню |
Интерактивный, графический интерфейс |
Как видно из Таблицы 2, компьютер «приближается» к конечному пользователю, который не является хорошо подготовленным в области общения с компьютером и испытывает значительные затруднения в решении своих прикладных задач с использованием компьютера. В этой связи возникает проблема организации нового типа взаимодействия конечного пользователя и компьютера. Основная идея этого проекта – сделать общение конечного пользователя с компьютером максимально простым, подобным общению с любым бытовым прибором. Для решения поставленной задачи предлагались следующие направления:
- Разработка простого интерфейса, позволяющего конечному пользователю вести диалог с компьютером для решения своих задач. Подобный интерфейс может быть организован двумя способами: естественно-языковым и графическим. Поддержка естественно-языкового диалога – очень сложная и не решенная пока задача. Реальным является создание графического интерфейса, что и сделано в ряде программных продуктов, например, в ОС Windows’xx. Этот интерфейс обладает наглядностью, не требует специальных знаний. Однако разработка доступных интерфейсов решает проблему только наполовину – позволяет конечному пользователю обращаться к заранее спроектированному программному обеспечению, не принимая участие в его разработке;
- Привлечение конечного пользователя к проектированию программных продуктов.
Это направление позволило бы включить заказчика непосредственно в процесс создания программ, что в конечном итоге сократило бы время разработки программных продуктов и, возможно, повысило бы их качество. Подобная технология связана с автоформализацией профессиональных знаний конечного пользователя и предполагает два этапа проектирования программных продуктов (Рис. 8):
а)
б)
Программист Заказчик
Рис. 8. Подготовка прикладных задач по проекту ЭВМ пятого поколения:
а) программист создает пустую программную оболочку;
б) заказчик (конечный пользователь) наполняет оболочку знаниями
а) Программистом создается «пустая» универсальная программная оболочка, способная наполняться конкретными знаниями и с их использованием решать практические задачи. Например, эту оболочку можно было бы заполнить правилами составления квартальных и иных балансов предприятий, и тогда она могла бы решать задачи бухгалтерского учета.
б) Конечный пользователь заполняет созданную программистом программную оболочку, вводя в нее знания, носителем которых (в некоторой предметной области) он является. Здесь может использоваться понятный интерфейс, который обсуждался выше. После этого программный продукт готов к эксплуатации.
Наполненная знаниями конечного пользователя программная оболочка готова к решению тех прикладных задач, правила решения которых внес в нее конечный пользователь. Таким образом, начинается эксплуатация программного продукта.
Предлагаемая технология имеет много серьезных проблем, связанных с представлением и манипулированием знаниями. Тем не менее, с ней связывают прорыв в области проектирования прикладных программных продуктов.
Заключение
Электронно-вычислительные машины принято делить на поколения. Для компьютерной техники характерна, прежде всего, быстрота смены поколений – за ее короткую историю развития уже успели смениться четыре поколения и сейчас учёные работают на компьютерах пятого поколения. Определяющим признаком при отнесении ЭВМ к тому или иному поколению, прежде всего, является их элементная база (из каких в основном элементов они построены), и такие важные характеристики, как быстродействие, емкость памяти, способы управления и переработки информации.
Очень большую роль в развитии компьютеров сыграли две ныне гигантские фирмы: Microsoft и Intel. Первая из них очень сильно повлияла на развитие программного обеспечения для компьютеров, вторая же стала известна благодаря выпускаемым ей лучшим микропроцессорам.