Программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем
Середина 60-х годов - переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе


1948 г.
Американские ученые – сотрудники компании Bell Telephone Laboratories: Джон Бардин, Уолтер Браттэйн и Уильям Шокли изобрели транзисторы (миниатюрные, по сравнению с электронной лампой, полупроводниковые приборы)
За это изобретение они получили в 1956 г. Нобелевскую премию в области физики


Преимущества транзисторов
малые размеры меньшее потребление тока пониженная теплоотдача увеличение быстродействия и надежности ЭВМ


Разработка технологии серийного производства полупроводниковых приборов привела к появлению в середине десятилетия ЭВМ второго поколения, построенных на полупроводниковой элементной базе


Появление транзисторов привело к образованию отрасли промышленности – полупроводниковая электроника: транзисторы, многотранзисторные интегральные схемы стали основными элементами радиоприемников, телевизоров, магнитофонов, фотоаппаратов, часов, детских игрушек, карманных калькуляторов, систем пожарной и охранной сигнализации, игровых телеприставок, регуляторов всех видов, систем управления


МИНСК 32


ЭВМ второго поколения:
IBM 1401
NCR 304
«Минск»
«Урал»


Первые советские универсальные ламповые ЭВМ – для ввода программ применялась бумажная перфолента


Сначала микросхемы были дорогостоящими и засекреченными и использовались только в космической и военной технике
Производство микросхем становится массовым и цена падает
Первые бытовые устройства на интегральных схемах появились в 1964 г.


Первые транзисторные компьютеры только начинали использоваться, а в науке был уже сделан следующий шаг - у исследователей возникла мысль о возможности изготовления целой схемы - нескольких транзисторов с резисторами, конденсаторами, диодами, из единого кристалла кремния.


В 1959 г.
Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) изобрел метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними
Такие электронные схемы стали называться интегральными схемами (ИС) – чипами
Первая интегральная схема содержала только 6 транзисторов
Развитие этого направления в электронике привело к появлению в 1964 г. третьего поколения

---

ЭВМ


Третье поколение компьютеров
1965-1975 гг.
Элементная база – интегральные схемы
Единая архитектура (программно-совместимые)
ОЗУ - до 10 Кбайт
Быстродействие - до 10 млн. операций /с.
Развитые операционные системы
Возможности мультипрограммирования -одновременного выполнения нескольких программ
Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами выполняет ОС или сама ЭВМ
Введены информационные каналы сопряжения, осуществляющие обмен информации между внешними устройствами и памятью ЭВМ
Использование дисплеев


Представители ЭВМ 3-го поколения:
США

IBM s/360
IBM s/370
ICL 1900

Мини ЭВМ


IBM 3081
Fujitsu M 380


Советские функциональные аналоги

ЕС ЭВМ
СМ ЭВМ

1964 г.
компания IBM предложила первое семейство совместимых компьютеров и периферийного оборудования - System-360
Владельцы System-360 могли в случае необходимости модернизировать оборудование и программное обеспечение по частям, что давало существенную экономию средств


В этот период в области вычислительной техники появляются разработки, связанные с частичным отходом от классических принципов Джона фон Неймана:
разработка фирмой IBM концепции прерывания:

выполнение программы в процессоре останавливается при получении специального сигнала от устройства ввода-вывода и процессор переключается на работу с этим устройством, по окончании обработки операции ввода-вывода, процессор возвращается к выполнению программы

разработка концепции принципиально новых ЭВМ с параллельной и конвейерной обработкой информации на нескольких процессорах

потоковые ЭВМ, в которых управление вычислительным процессом осуществляется потоком обрабатываемых данных

Ленточные накопители ЕС-5612


ЕС 1050


ПРОЦЕССОР 2436


АЦПУ 7036


4-е поколение компьютеров
(1971-по настоящее время)
Использование модульных конструкций Модуль - любое устройство ЭВМ, способное функционировать самостоятельно, имеющее собственные цепи управления
Повышения производительности, зачет разбиения программ на отдельные независимые части и параллельной обработкой этих частей одновременно на нескольких процессорах
Отход от классических принципов фон Неймана в некоторых семействах ЭВМ становится более существенным
Появляется концепция распределенной вычислительной среды, в которой нельзя выделить «одинокую» ЭВМ, монопольно выполняющую одну программу

---

Создание персональных ЭВМ, которые относят к отдельному классу машин 4-го поколения
Именно с этого периода утвердился термин «персональный компьютер» - ПК
Элементная база - интегральные схемы
Быстродействие – до нескольких десятков миллионов операций в сек.
Емкость оперативной памяти свыше 128 Мбайт


Для компьютеров 4-го поколения характерно
1. Применение ПК
2. Телекоммуникационная обработка данных
3. Компьютерные сети
4. Широкое применение СУБД
5. Элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств


1971 г.
Фирма Intel (INTegrated ELectronics) создает первый микропроцессор - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии сверхбольшой интегральной схемы, был представлен на рынке под маркой I 4004
Эдвард Хофф - автор микропроцессора Intel-4004 – однокристальной схемы, содержащей все основные компоненты центрального процессора


Микропроцессор I 4004


Кристалл микропроцессора I 4004 (увеличено)


1973г. – IBM, винчестер 1974г. – Intel, микропроцессор 8080 с 45000 транзисторами
1975 г. - Джин Амдал разработал компьютер четвертого поколения на больших интегральных схемах (БИС) –
AMDAL-470 V/6
1975г. – IBM, лазерный принтер
1981 г. фирма IBM представила новый компьютер под названием IBM PC, который стал стандартом ПК


ИСКРА 1030


Сегодня совместимые с IBM PC компьютеры составляют более 90% всех ПК, производимых в мире, чему способствовал принцип открытой архитектуры, который предоставлял возможность усовершенствования отдельных частей компьютера и использование новых устройств


1979 г.
В Японии была разработана программа создания ЭВМ 5-го поколения
Более высокая производительность
Наличие признаков искусственного интеллекта
Наиболее успешными и быстроразвивающимися направлениями из являются: нейрокомпьютеры, квантовые, оптические компьютеры


5-е поколение ЭВМ, начиная с 90-х годов
Нейронная структура,
Макропараллелилизм на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции
ЭВМ на сложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы, использование оптоэлектронных принципов (лазер, голография)


Развитие по пути интеллектуализации, устранении барьера между ПК и пользователем

---

(системы оптического распознавания образов, голосовые технологии, перевод на др. языки),
Качественный переход от обработки данных к обработке знаний, осуществление связи с пользователем через интеллектуальный интерфейс


Классификация компьютеров
По назначению 1.  Офисные –решение широкого класса задач
2.  Специализированные (проблемно-ориентированные) – решение узкого класса задач или одной задачи, требующей многократного решения, функционируют в особых условиях эксплуатации


По производительности и характеру использования
Микрокомпьютеры, в том числе ПК
Мейнфреймы (универсальные компьютеры) – решение широкого класса научно-технических задач, целесообразность применения при наличии 200-300 рабочих мест
Суперкомпьютеры


Мейнфре́йм (от англ. mainframe) - большая универсальная ЭВМ - высокопроизводительный компьютер с большим объёмом оперативной и внешней памяти, предназначен для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ
Централизованная обработка данных на мейнфрейме дешевле в 5-6 раз, распределенной обработки при подходе клиент-сервер


Лидер на рынке мейнфреймов – фирма IBM
В середине 90-х годов IBM добилась крупных коммерческих успехов на рынке мейнфреймов:
Высокая стоимость IBM ES/9000 (около $1 млн.), их покупали в порядке очереди, прибыль от продаж ежегодно составляла $3-4 млрд.
Мейнфреймы выпускают также компании Unisys и Amdahl.


Мейнфреймы IBM используются в более чем 25 000 организациях по всему миру (без учета аналогов) В России по разным оценкам их от 1500 до 7000 (с учетом аналогов)
Около 70 % всех важных бизнес-данных хранятся на мейнфреймах


Кризис мейнфреймов 80-х годов
Большое энергопотребление
Для установки мейнфреймов требовались огромные площади
Использование устаревших полупроводниковых технологий требовало необходимость водяного охлаждения
Дороговизна и сложность обслуживания
В мейнфреймах не соблюдался основной принцип открытых систем — совместимость с другими платформами


C 1994 года вновь начался рост интереса к мейнфреймам:
повышение производительности снижение стоимость владения высокая надежность и доступность систем
Web-интерфейс
Централизованная обработка на основе мейнфреймов решает многие задачи построения информационных систем масштаба предприятия проще и дешевле, чем распределённая.

---

Современные мейнфреймы имеют открытую архитектуру: способны поддерживать на одной машине сотни серверов с различными ОС, включая Linux.


Мейнфрейм S-390 IBM
оснащен не менее чем 3 процессорами объем оперативного хранения 342 Терабайт, производительность процессоров, пропускная способность каналов, объем оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих мест до 200 тысяч с помощью добавления процессоров, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей


3. Суперкомпьютеры – мощные, многопроцессорные, многомашинные комплексы, с общей памятью и внешними устройствами, с мультипроцессорная обработка данных


Производительность суперкомпьютеров определяется

в миллионах (мегафлопс - MFlops), миллиардах (гигафлопс - GFlops), триллионах (терафлопс - TFlors)

операций с плавающей точкой в секунду

Суперкомпьютеры реализуют параллельную обработку данных, в двух направлениях:
1. конвейерность – разбиение процесса выполнения общей операции на отдельные этапы (микрооперации), каждая микрооперация, выполнив свою работу, передает результат следующей, одновременно принимая новую порцию входных данных.
2. параллельность – несколько независимых устройств работают одновременно ( при разработке параллельной программы, в ней выделяют части, которые могут одновременно вычисляться разными процессорами, функциональными устройствами или же разными ступенями конвейера).


Суперкомпьютер среднего класса Intel Pentium 200 содержит:

9200 процессоров на 200 Мгц, 537 Гбайт памяти дисковые накопители емкостью 2, 25 Терабайт

Система весит 44 тонны (кондиционеры 300т) и потребляет мощность 850 кВТ.

Области применения суперкомпьютеров:

Аэродинамика
Сейсмология
Метеорология
Ядерная физика
Физика плазмы
Разведка
Управление
Киноиндустрия

Возможности компьютера Onyx Reality фирмы Silicon Graphics были применены при создании кинофильмов «Терминатор» и «Парк Юрского периода»

Начало 1990-х г.- использование суперкомпьютеров в финансовой сфере - при большом объеме сделок на биржах суперкомпьютеры осуществляют вычисления в режиме реального времени
Мейнфреймы решали такие задачи за несколько часов, а ПК не способны справиться с таким объемов вычислений даже за сутки


С начала 90-х годов дважды в год, в июне и ноябре, публикуется список Top-500 - 500 наиболее мощных компьютерных систем, установленных по всему миру
В июне 2002 г. первое место занял компьютер Earth-Simulator компании NEC, установленный в Центре моделирования Земли (Йокогама, Япония)

---

Смотрите также файлы

• Кроссворд.doc

• Предоставляет возможность введения учёта доступных для выбора кредит. Предоставление данных зарегистрированных пользователей кредитной системой.docx

• Практическое задание к субкурсу Основы психологического консультирования.docx

• Практическая работа 2.docx

• Урока по теме Письменность и знание египтян.docx