Файл: История развития средств вычислительной техники (этапы развития вычислительной техники).pdf

Машины первого поколения (вторая половина 40-х — середина 50-х гг.), работавшие на электронных лампах, были очень больших размеров и могли выполнять небольшое количество элементарных операций. В бывшем СССР — это ЭВМ, созданные под руководством академика С. А. Лебедева, и прежде всего БЭСМ-1 — самая быстродействующая в то время машина в Европе; в Беларуси, на Минском заводе ЭВМ им. Г.К. Орджоникидзе, — серийная Минск-22 и др.

Основными пользователями первых ЭВМ были инженеры-программисты, занимавшиеся сложными расчетами, а также ученые, работавшие в различных областях физики, и др. Программу выполнения действий и данные пробивали вручную на перфоленте или перфокартах, посредством которых эти сведения вводились в ЭВМ. Затем производили "отладку", в процессе которой выявлялись ошибки и перебивались перфокарты. Этот процесс тянулся неделями и месяцами. Когда все было выверено, машина за несколько минут выдавала результат счета.

Машины второго поколения (конец 50-х — первая половина 60-х гг.), работавшие на транзисторах, были меньших размеров, более надежны в работе и могли выполнять до миллиона операций в секунду. Среди них — СТРЕЧ (США), АТЛАС (Англия), БЭСМ-6 (Россия); "Минск-32" (Беларусь) и др. БЭСМ-6 поставлялась на экспорт и оказалась "долгожительницей". Корректировку и выполнение программ на них производили операторы ЭВМ.

Машины третьего поколения (вторая половина 60-х — 70-е гг.) уже были собраны на интегральных схемах. Это машины IBM-360 (фирмы International Business Mashine Corporation, США), а среди отечественных — серии ЕС (единой системы). Их мощность позволяли решать не только вычислительные, но и экономические задачи, когда приходилось вводить и выводить огромные объемы данных. Только на этих машинах стало возможным эффективно обрабатывать и нечисловую информацию, т.е. вести поиск, работать в режиме "вопрос-ответ", реализующем человеко-машинный диалог. Многопрограммный режим работы в сочетании с режимом разделения времени обеспечил взаимодействие таких машин с автоматизированными классами, оснащенными алфавитно-цифровыми дисплеями. А поскольку за различными дисплеями могли решаться различные задачи, программисты вновь получили доступ к машинам.

Машины четвертого поколения (с 80-х гг.) в качестве элементной базы имели большие и сверхбольшие интегральные схемы (ILLIAC-4, ЕС-1060, 1065; "Эльбрус"-1,2 и др.). Их рекордная продуктивность (у ILLIAC-4 до 200 млн. операций в сек.) обеспечивала решение целого круга больших задач. ЭВМ стали объединяться в многомашинные комплексы и сети с использованием для этой цели телефонной кабельной и спутниковой связи. Тем самым пользователь получил доступ к различной информации большого объема.

С другой стороны, успехи микроэлектроники привели к "новой революции" — микрокомпьютерной. Появились персональные компьютеры (ПК) — небольшие по размерам универсальные ЭВМ, предназначенные для индивидуального пользования и, в ряде случаев,

не уступающие по своим характеристикам большим ЭВМ.

Отцом микроЭВМ по праву считается американский инженер С. Джобс. Свою первую машину он построил вместе с С. Возняком в 1977 г. Она строилась в гараже на средства, вырученные Джобсом от продажи своего личного автомобиля "Фольксваген".

Профессиональная карьера С. Джобса началась с момента основания им фирмы APPLE. Сразу же возникли и непредвиденные проблемы. Обнаружилось, что такое же название и очень похожий фирменный знак имеет рок-группа "Битлз". Возникла путаница, приведшая к судебным разбирательствам. Хотя они и стали неотъемлемой частью жизни Джобса, ему все же сопутствовала удача. Популярность разработанных его фирмой микрокомпьютеров Apple — Macintosh и Lisa — с каждым годом росла, и в первую очередь среди студентов, преподавателей и научных сотрудников американских университетов.

И все же начало эпохи персональных компьютеров связано фирмой IBM. В 1981 г. она выпустила свой первый компьютер ЮМ РС (Personal Computer — персональный компьютер). Затем стала выпускать более современную модель на основе микропроцессора Intel 808i которая была названа ЮМ PC XT (буквы XT взяты из слова еХТга). 1984 г. она выпустила новую модель на основе Intel 80286 — IBM-28( которая стала называться ЮМ PC AT (Advanced Technology — передовая технология). IBM AT, хотя и была совместима аппаратно и программно с IBM XT, превосходила последнюю по производительности более чем в 10 раз и была способна хранить значительно больший объем информации.

Вскоре на рынке появились компьютеры, совместимые с IBM AT, но с торговой маркой других фирм. Среди них оказались и отечественные ПК, в т.ч. ЕС-1840. 1841. 1842, 1849 и др.

Во второй половине 80-х гг. были выпущены новые модели:

IBM-386, способная реализовать сложные программы автоматизированного проектирования и искусственного интеллекта; PS/2 (Personal Sistem/2), аналогичная XT и AT; IBM-486, производительность которой была в 2-3 раза больше, чем у IBM-386. В 1994 г. появился Pentium (IBM- 586). Благодаря ему в Лондоне наконец-то удалось обыграть чемпиона мира по шахматам Гари Каспарова. А на горизонте уже предвиделись новые "гуманизированные" компьютеры — не просто более мощные, а и более компактные, удобные и безопасные.

На пути к пятому поколению происходит поиск ЭВМ с высоким показателем отношения производительности машин к их себестоимости. При этом немалые надежды возлагаются на микроэлектронику с большой степенью интеграции и динамическую топографию. Разрабатываются "биокомпьютеры", реализующие принципы обработки и хранения информации, присущие живым организмам, " нейроком-пьютеры" — системы нечисловой информационно-логической обработки, различные ассоциативные запоминающие устройства. Мощная волна "микрокомпьютерной" революции приводит к быстрому решению и этих задач.

2.2 Перспективы развития вычислительной техники XXI века

С начала ХХ века наука достигла больших успехов. Появились: атомная энергетика, телевидение, магнитофоны, радиолокация, волоконная оптика, сверхзвуковая авиация, компьютеры, полимеры, сотовая связь и Интернет, транзисторы и ЖК мониторы, интегральные микросхемы, лазеры, ракетно-комическая техника. Всё это стало доступно благодаря достижениям фундаментальной физики XIX-XX вв. Раскрыта структура ДНК, генетический код живых организмов и на данной базе развиваются клонирование и генная инженерия, изучаются эволюция организмов и «устройство» (протекание) мутаций. Проводится пересадка органов. Появились новые ветви науки, к примеру, фрактальная геометрия и синергетика, торсионные поля, энергия вакуума. Наряду с этими потрясающими достижениями, человечество получило беспрецедентный вызов, связанный с глобальными проблемами: экологической, демографической, военной и т.д. [3].

Ближайшие же перспективы развития науки могут быть следующими.

Микро- и нанотехнологии

Разрабатываются интегральные схемы, габариты частей которых составляют 10-9 нм (нанометры). Количество частей интегральной схемы удваивается каждые 1,5 года. Уже предложены составляющие памяти на отдельных атомах, на которыхможносоздать суперкомпьютер площадью 200 мкм2, имеющий 107 логических элементов, 109 частей памяти и способный действовать на частоте 1012 гц.

Перспективы нанотехнологий громадны, из атомов и молекул можно создавать всё, что угодно: кремниевые микросхемы - из песка; продукты питания - из воздуха и земли и т.д. [1].

Голография и определение образов

Голография позволяет вести поиск любых образов при каком угодно их количестве (в том числе и по фрагменту образа).

Использование антенн, принимающих электромагнитное поле

Существующие антенны фактически принимают лишь электрическую

составляющую электромагнитного поля. При создании так называемых EH-антенн происходит прием обоих составляющих поля, что при снижении габаритов и веса антенн позволяет увеличить усиление на 15 - 50 дБ.

Биотехнологии (внедрение живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве)

Это микробиологический синтез гормональных веществ, аминокислот, витаминов, ферментов, лекарств и т.п. Система новейших, на генном уровне измененных микроорганизмов, вакцин.

Создание искусственной формы жизни, где все 100% ДНК будут получены в лаборатории в отсутствии применения каких-либо живых созданий.

Создание растений, владеющих неповторимыми качествами: повышенной урожайностью, наиболее долгим и интенсивным ростом, повышенной засухоустойчивостью, повышенным сроком сохранения плодов и т. д. [8].

Клонирование

Начнется обширное использование клонирования. Уже получена способом клонирования здоровая кошка, у которой появились 2 «здоровых» котенка. Примечательно, что клонированная кошка не такая как мать, хотя их генетические коды идентичны. Получается, что не только гены, но и условия жизни тоже влияют на результат.

Лазерные технологии

Преимущества лазерного луча:

• распределение практически в отсутствии расширения;
• монохроматичность света лазера, что позволяет фокусировать луч в точку, поперечником сотые - тысячные доли мм. Это позволяет собирать оптическую запись информации с высочайшей плотностью;
• высокая емкость излучения по 1012 - 1013 Вт.

Производство энергии

Создание маленьких атомных электростанций, переносимых, не опасных и способных снабдить электричеством маленький град. Вместо рискованного и все более редкого урана использование тория. Ториевый реактор способен в отсутствии перезагрузки действовать по 50 лет.

В ближайшем будущем начнётся обширное введение бестопливного изготовления энергии, то есть энергии, основанной на использовании недр Земли, солнечной энергии, приливов иэнергии ветра.

Создание космических электростанций позволит производить полностью экологически чистую энергию; стоимость ее в том числе и при больших начальных затратах ниже, нежели у тепловых и атомных станций; обеспечивается независимость от углеводородного сырья [7].

Робототехника

К 2025 г. станет употребляться 50 млрд. роботов (в данный момент их 7 млн.). Роботы станут использоваться на небезопасных производствах, при поисково- спасательных работах.

Использование энергии магнитного поля Земли

Магнитное поле Земли имеет огромную энергию. По расчетам физиков электростанция, использующая магнитное поле Земли, равна по силе 50 атомным станциям.

Ракетно-космические технологии

К 2020 г. ожидается появление непрерывно работающей базы на Луне, к 2030 г. - полет на Марс. Планируется создание ядерного космического двигателя мегаваттного класса. Это позволит понизить цену выведения нужного груза на окололунную орбиту в 2 раза. Появится возможность создания систем энергоснабжения из космоса.

Альтернативные компьютеры: квантовые, фотонные, биокомпьютеры

Возможно, в ближайшем времени появится масштабированный квантовый

компьютер, который по своим показателям опередит все компьютеры на планете, вместе взятые. Развитие компьютеров и сетей приведёт к возможности искусственно воссоздать устройство человечного мозга, а потом приблизить компьютер к интеллектуальному уровню человека. Вероятно, к концу XXI века размер искусственного интеллекта существенно превзойдет «объем» человеческих мыслительных способностей.