Файл: История развития средств вычислительной техники (Предпосылки к развитию).pdf

Первой IBM, выполненной полностью на полупроводниковых диодах и транзисторах, стала TRADIC (TRAnisitor Digital Computer), построенная в Bell Labs по заказу военно-воздушных сил США в 1955г. как прототип бортовой IВМ.^[60]

TRADIC содержал 700-800 транзисторов и 10000 диодов. TRADIC имел достаточно малые размеры и вес для установки на стратегических бомбардировщиках B-52 Stratofortress. По существу, это был компьютер специального назначения. Он мог выполнять 1 млн. логических операций в секунду.^[61]

2.3.2.3. III поколение ЭВМ

Переход на III поколение ЭВМ ознаменовалось развитием оперативных баз данных и интерактивного доступа к ним. Это было достигнуто благодаря следующим факторам:

был создан алфавитно-цифровой дисплей, а позже и интеллектуальный терминал, через который осуществлялось подключение к компьютеру;

появились и стали популярны сетевые и иерархические структуры данных, наметился переход к реляционным структурам;

стал возможен быстрый доступ к оперативным базам данных благодаря их хранению на магнитных лентах, доступ к которым осуществлялся за доли секунды.

Однако для данного этапа характерен интерфейс низкого уровня, что, в свою очередь, явилось толчком к дальнейшему развитию.^[62]

Третье поколение ЭВМ разрабатывалось с 1964 по 1974г. на новой элементной базе - интегральных схемах (ИС).^[63]

2.3.2.3.1 Система 360(IBM/360)

7 апреля 1964г. представители фирмы IBM провели 77 пресс-конференций в 15 странах мира, сделав, как выразился глава фирмы Томас Уотсон-младший, «самое важное объявление за всю историю компании». IBM объявила о создании не одной какой-либо машины, а целого семейства машин. «Система-360» (IBM/360) - так была названа серия - дебютировала сразу 6 моделями, различавшимися по мощности и стоимости.^[64]

Машины включали следующие компоненты:

центральный процессор (32 разрядный) с двухадресной системой команд.

главную (оперативную) память (от 128 Кбайт до 2 Мбайт).

накопители на магнитных дисках (НМД, МД) со сменными пакетами дисков (например, IBM-2314 - 7,25 Мбайт, IBM-231129 Мбайт, IBM 3330 - 100 Мбайт).

накопители на магнитных лентах (НМЛ, МЛ) катушечного типа, ширина ленты 0,5 дюйма, длина от 2400 футов (720 м) и менее (обычно 360 и 180 м), плотность записи от 256 байт на дюйм (обычная) и большая в 2-8 раз.

устройства печати - построчные печатающие устройства барабанного типа, с фиксированным (обычно 64 или 128 знаков) набором символов, включающих прописную латиницу и кириллицу (либо прописную и строчную латиницу) и стандартное множество служебных символов.

терминальные устройства, предназначенные для интерактивного взаимодействия с пользователем, подключаемые к системе для выполнения функций управления вычислительным процессом.^[65]

2.3.2.3.2 ЕС ЭВМ

В 1969 году Советский Союз заключил соглашение о сотрудничестве в разработке Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) и системы малых ЭВМ (СМ ЭВМ). За образец была взята лучшая в то время американская система IBM/360.^[66]

Они делились на 4 ряда:

ЕС ЭВМ-1 («Ряд-1»):

В 1968г. началась работа над первой машиной семейства ЕС - моделью ЕС-1020. Она была разработана Минским филиалом НИЦЭВТ. Быстродействие ЭВМ - 15 тысяч операций в секунду. Занимаемая основным комплектом площадь - 80-100 м. Всего было выпущено около 750 машин.

Модель ЕС-1030 была разработана Ереванским НИИММ (главный конструктор М.А. Семерджян).

Модель ЕС-1040 создана в Карлмарксштадте (ныне Хемниц, ГДР) под руководством главного конструктора М. Гюнтера.

Модель ЕС-1050 была разработана научно-исследовательским центром электронно-вычислительной техники.

С 1972 года началась поставка с машинами ЕС-1020 операционной системы ДОС ЕС, обеспечивавшей одновременное выполнение трех заданий и включавшей в себя трансляторы с языков Фортран-4, Кобол, ПЛ-1, РПГ и Ассемблер.

С 1973 году поставлялась операционная система ОС ЕС, обеспечивавшая мультипрограммный режим с фиксированным, а вскоре и переменным числом задач. ОС ЕС содержала трансляторы с языков Фортран-4, Алгол-60, Кобол-65, ПЛ-1, РПГ, Ассемблер.^[67]

ЕС ЭВМ-2 («Ряд-2»):

Модернизация машин ЕС ЭВМ-1 велась в 1973-1974 гг. параллельно с работами по системе машин ЕС ЭВМ-2.

Программа разработки второй очереди ЕС ЭВМ предусматривала создание 7 моделей и около 150 типов периферийных устройств. 4 модели и 30 типов периферийных устройств разрабатывались в СССР.

В течение 1976-1978 гг. прошли государственные и совместные испытания моделей ЕС-1025 (ВНР), ЕС-1035 (СССР), ЕС-1045 (СССР), ЕС-1055 (ГДР) и ЕС-1060 (СССР). Задержались в разработке ЭВМ ЕС-1015 (ВНР) и ЕС-1065 (СССР).

Для машин ЕС ЭВМ-2 были разработаны две новые оригинальные операционные системы: ДОС-3.1 и ОС-6.1.^[68]

ЕС ЭВМ-3 («Ряд-3»):

В конце 1970-х гг. начались работы по формированию направлений развития третьей очереди ЕС ЭВМ - с 1980 по 1985гг. Совет главных конструкторов (СГК) отметил, что к 1985г. истечет 10-летний срок эксплуатации 5500 ЭВМ общего назначения, в том числе всех машин «Урал-11», «Урал-14», «Урал-16», «БЭСМ-4» и «БЭСМ-4м», «М-220» и «М-222». Прогнозировался вывод из эксплуатации 195 ЭВМ «БЭСМ-6» и ЭВМ «Минск-32».

Было принято вынужденное решение - разделить ЕС ЭВМ-3 на две очереди. Первую очередь отечественных ЭВМ - ЕС-1036, ЕС-1046 и ЕС-1066 - строить на самых новых элементах серии ИС-500, а вторую - ЕС-1037, ЕС-1047 и ЕС-1067 - реализовать на матричных микросхемах большой степени интеграции, которые должны были появиться к моменту начала их проектирования.^[69]

ЕС ЭВМ-4 («Ряд-4»):

Исходя из сложившейся к середине 1980-х г. ситуации с производством больших и сверхбольших интегральных схем СГК ЕС ЭВМ предложил новую концепцию и программу работ по дальнейшему развитию ЕС ЭВМ. Предлагалось осуществить две большие программы - программу создания ЕС ЭВМ-4 («Ряд-4») и программу создания и развития производства персональных ЭВМ.

Программой ЕС ЭВМ-4 предусматривалась разработка трех базовых ЭВМ - ЕС-1130, ЕС-1170 и ЕС-1181. Предусматривалось также создание нескольких вычислительных комплексов на базе старших машин ЕС ЭВМ и специализированных процессоров.

Программу создания технических и программных средств ЕС ЭВМ-4 - ждал распад.

В 1995г. прекратилось производство ЭВМ общего назначения Единой системы, в 1997г. - персональных ЭВМ.^[70]

2.3.2.4. IV поколения ЭВМ

Этот период оказался самым длительным - с конца 70-х - начала 80-х.

Развитие микроэлектроники привело к созданию возможности размещать на одном кристалле тысячи интегральных схем.^[71]

Это был переход на интегральные микросхемы большой и сверхбольшой степени интеграции. Это время становления и последующего победного шествия микропроцессоров и микроЭВМ, что, однако, не снижает важности изменений, произошедших в архитектуре других типов вычислительных машин и систем.^[72]

2.3.2.4.1. Суперкомпьютеры

Суперкомпьютер - ЭВМ мелкосерийного или штучного производства, многократно превосходящая по вычислительной мощности массово выпускаемые компьютеры.

Отличительные признаки суперкомпьютера:

не является изделием массового производства и, следовательно, при его изготовлении и применении используются уникальные технологии, более дорогие и, возможно, менее удобные, чем массовые технологии;

ориентирован на вычисления, на заметное, минимум на порядок, снижение времени выполнения сложных расчетов по сравнению с персональными ЭВМ или рабочими станциями.^[73]

Cray-1:

Появление рынка «суперкомпьютеров» связано с выпуском в 1976 г. компьютера Cray-1. Cray-1, выпущенный под типично математические расчеты, работал на частоте 80 МГц, содержал по 8 целочисленных (24 бит) и float-point регистров (64 бит), имел 12 параллельно работающих АЛУ, и обладал быстродействием 180 MFlops. ^[74]

Серия ЭВМ «Эльбрус»:

«Эльбрус» - серия советских суперкомпьютеров, разработанных в 1970-1990-х гг. «Эльбрусы» создавались для обслуживания комплексов противоракетной обороны и имели быстродействие до 15 млн. операций в секунду, а объем оперативной памяти до 64 Мб.

Пропускная способность каналов ввода-вывода достигала 120 Мб/с. Элементная база - микросхемы средней степени интеграции.^[75]

2.3.2.4.2. Большие ЭВМ (мэйнфреймы)

Мэйнфрейм - компьютер, обычно в компьютерном центре, который обладает широким спектром возможностей и ресурсов и с которым могут быть соединены другие компьютеры, причем так, что они могут использовать разделяемые возможности и ресурсы. Мэйнфрейм - синоним понятия «большая универсальная ЭВМ». Слово «мэйнфрейм» появилось в 70 - 80-е годы XX в., когда большие универсальные ЭВМ состояли из центрального процессора и множества подсистем: дисковых, ленточных, терминальных контроллеров и т.п. Практически все фирмы, которые производили подобную технику (основная доля рынка приходилась на продукцию IBM, Hitachi, Amdahl), придерживались примерно одинаковой архитектуры. Каждая из подсистем ЭВМ располагалась в отдельной стойке. Отсюда и название «мэйнфрейм» (main frame - главная стойка); оно закрепилось за центральной стойкой, где находился процессор и пульт управления.^[76]

IBM S/390:

Мэйнфрейм S/390 фирмы «IBM» обычно оснащается не менее чем тремя процессорами. Максимальный объем оперативного хранения достигает 342 терабайт. Производительность его процессоров, пропускная способность каналов, объем оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих мест в диапазоне от 20 до 200 000 с помощью простого добавления процессорных плат, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей. Десятки мэйнфреймов могут работать совместно под управлением одной операционной системы над выполнением единой задачи.^[77]

2.3.2.4.3. МиниЭВМ

МиниЭВМ появились вначале 1970-х гг. Их традиционное использование - либо для управления технологическими процессами, либо в режиме разделения времени в качестве управляющей машины небольшой локальной сети. МиниЭВМ используются, в частности, для управления станками с ЧПУ, другим оборудованием.

Как класс, миниЭВМ предназначены для использования крупными предприятиями, к примеру, для управления производственными процессами. Для их использования создаётся небольшой отдел, в котором работают несколько программистов.^[78]

2.3.2.4.4. МикроЭВМ

МикроЭВМ — устройство, созданное на основе одного либо нескольких микропроцессоров. Существует два подхода к определению микроЭВМ. Первый из них заключается в том, что под микроЭВМ понимается одна либо несколько сверхбольших интегральных схем. Во втором подходе микрокомпьютером называется любой компьютер, в котором основными компонентами являются микропроцессоры.^[79]

Также микроЭВМ подразделяют на:

многопользовательские, оборудованные многими выносными терминалами и работающие в режиме разделения времени;

встроенные, которые могут управлять станком, какой- либо подсистемой автомобиля или другого устройства (в том числе и военного назначения), будучи его малой частью. Эти встроенные устройства выполняются в виде небольших плат, не имеющих рядом привычных для пользователя компьютера внешних устройств.^[80]

2.3.2.4.5. Первые персональные компьютеры

Персональный компьютер (ПК) — personal computer (PC) — недорогой компьютер, созданный на базе микропроцессора. ПК в ряду компьютеров характеризуются небольшими размерами и массовым производством. Это позволяет делать их широкодоступным товаром, обеспечивающим обработку различной информации. ^[81]

История персональных компьютеров началась на рубеже 80-90-х гг. прошлого века.^[82]

IBM:

Термин «персональный компьютер» появился, когда в 1981г. корпорация «IBM» разработала и начала выпускать настольный компьютер IBM PC. В компьютерах IBM PC использовался 16-разрядный процессор «INTEL» 8088/86, который производила корпорация «INTEL». ^[83]