Поколения ЭВМ. Сообщение 2003г. Источник - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Поколения ЭВМ. Сообщение 2003г. Источник - страница №1/1


Поколения ЭВМ. Сообщение – 2003г. Источник: http://www.infobalt.narod.ru/

Этот текст колонтитулов легко может быть удалён

Поколения ЭВМ – «нестрогая классификация вычислительных систем по степени развития аппаратных и в последнее время - программных средств». (Толковый словарь по вычислительным системам: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1990).

Первое поколение - Ряд счетных и вычислительных машин, проектирование которых началось между 1940 (приблизительно) и 1955 гг. К особенностям этих машин относится использование электронных ламп в ка­честве элементной базы, а также при­менение Запоминающих Устройств на линиях задержки, ЗУ вращающегося типа и электростати­ческих ЗУ (на трубках Уильямса). В большинстве машин первого поко­ления была реализована концепция хранимой программы, а для ввода-вывода использовалась перфорируе­мая бумажная лента, перфокарты, магнитная проволока, магнитная лента и печатающие устройства. Несмотря на кажущуюся ограниченность возможностей эти машины позволили сделать реальностью сложнейшие рас­четы, необходимые для прогнозиро­вания погоды, решения задач атомной энергетики и ряда других научных проблем. Наиболее важными экспери­ментальными проектами машин пер­вого поколения стали Manchester Mark I EDSAC, EDVAC, SEAC, Whirlwid, IAS и ENIAC.

Самыми первыми серийными маши­нами стали Ferranti Mark I, UNIVAC I и Leo I.



Второе, поколение ЭВМ вычислительные машины, сконструированные примерно после 1955 г. Ха­рактеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискрет­ной транзисторной логики. Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В то время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода/вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами и первые виды оперативно-доступной памяти (магнитные барабаны и первые магнитные диски). В модели таких устройств оперативно-доступной памя­ти использовались магнитные бараба­ны (в машинах UNIVAC LARC и 1105) и первые магнитные диски (в машинах IBM 1401—1410). В вычислительных машинах второго поколения были пред­приняты первые попытки автоматиче­ского программирования, которые привели к созданию языков программирования ВО, Commercial Translator, FACT, Фор­тран и Mathmatic; это, в свою очередь, повлияло на развитие языков третьего поколения — Кобола и более поздних версий Фор­трана.

Третье поколение ЭВМ - Машины, создаваемые примерно после 1960г.. Поскольку процесс создания цифровых вычислительных машин в последние три десятилетия шел не­прерывно (в нем участвовало множество людей из разных стран, имеющих дело с решением различных проблем), трудно и бесполезно пытаться устано­вить, когда «поколение» начиналось и заканчивалось. Возможно, наиболее важным критерием различия вычисли­тельных машин второго и третьего поколений, свя­занным с их развитием, является кри­терий основанный на понятии архи­тектуры ЭВМ.

В общем возможности ЭВМ второго поколения ограничивались проведе­нием на них работы группой инжене­ров, собирающихся для этого вместе. Достижения в электронике — разви­тие интегральных схем и тому подобное — обес­печили конструкторам ЭВМ возмож­ность создания архитектуры, удовле­творяющей требованиям как решаемых на ЭВМ задач, так и работающих на ней программистов. С разработкой экспериментальных машин — Stretch фирмы IBM и Atlas Манчестерского универ­ситета — подобная концепция архи­тектуры вычислительных машин стала реальностью. Частью вычислительных машин в большей или меньшей сте­пени стали следящие за всем опера­ционные системы, появились возможности муль­типрограммирования, многие задачи управления памятью, устройствами ввода-вывода и другими ресурсами стала брать на себя операционная си­стема или же непосредственно сама вычислительная машина.

К этому времени относится утверждение понятия принадлежности компьютеров к тому или иному поколению и появление самого термина «поколение». Это произошло в 1964 г., когда фирма IBM выпустила серию компьютеров IBM360 на гибридных микросхемах (монолитные интегральные схемы в то время ещё не выпускались в достаточном количестве), назвав эту серию компьютерами третьего поколения. Соответственно предыдущие компьютеры - на транзисторах и электронных лампах - компьютерами второго и первого поколений. В дальнейшем эта классификация, вошедшая в употребление, была расширена и появились компьютеры четвёртого и пятого поколений.

Четвертое поколение ЭВМ - обобщенное названий ЭВМ, разрабо­танных после 1970 г. Наиболее важный в кон­цептуальном отношении критерий, по которому эти ЭВМ можно отделить от ЭВМ третьего состоит в том, что машины четвертого поколения проек­тировались в расчете на эффективное использование современных высоко­уровневых языков и упрощения про­цесса программирования для конеч­ного пользователя. В аппаратурном отношении для них характерно широ­кое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольным доступом на МОП-структурах, ем­костью в несколько мегабайт. Эти энергозависимые запоминающие устройства (ОЗУ) работают в тес­ном взаимодействии с высокоскорост­ными накопителями на магнитных дисках, так что в случае пропадания питающего напряжения или выключе­ния машины, данные, содержащиеся в МОП-ЗУ, сохраняются путем авто­матического переноса на диски. При включении машины запуск системы производится при помощи хранимой в специальном ПЗУ программы само­загрузки, обеспечивающей выгрузку операционной системы и резидентного программного обеспечения в МОП-ЗУ. Появление все более разнообразных интегральных схем и рост числа спе­циалистов по вычислительной технике привели к быстрому уменьшению стоимости аппаратных средств, в то время как стоимость программного обеспе­чения постоянно увеличивается. В связи с этим появилось множество ЭВМ, ориентированных на специальные при­менения — связь, автоматическое уп­равление, решение военных задач — для чего в прошлом использовались универсальные ЭВМ со специализированным программным обеспечением.

В настоящее время разрабатывается и выпускается пятый класс ЭВМ, о критериях этого класса можно говорить только предположительно, но упор сделан на «интеллектуальность».



По структуре и конструктивному исполнению можно выделить три основные категории ЭВМ: настольные, портативные, модульные открытого типа.

Настольные ЭВМ в настоящее время распространены наиболее широко. В них оптимально сочетаются приемлемые показатели назначения и гибкие функциональные возможности, необходимые для построения автоматизированного рабочего места (АРМ) общего назначения.

Портативные ЭВМ, ориентирующиеся на использование вне рабо­чих помещений, по своим показателям назначения приближаются к на­стольным ЭВМ.

Модульные ЭВМ открытого типа рассчитаны в основном на работу одного пользователя, но обладают существенно большими функцио­нальными возможностями вследствие обеспечения подключения моду­лей блоков расширения, дополнительных периферийных устройств (ПУ).

Портативные ЭВМ. Современные портативные ЭВМ ориентируются в основном на профессиональную деятельность, что обусловило усовер­шенствование традиционных портативных ЭВМ, используемых ранее дома и в учебном процессе.

Переход на 16-разрядные микропроцессоры (МП) обеспечил создание портативных ПЭВМ, полностью совместимых с настольными ЭВМ, что позволо пользователю работать дома или в другом месте вне своей организации, а также переносить результаты на более мощные настольные ПЭВМ.

Использование вместо бытового телевизора встроенного компакт­ного жидкокристаллического дисплея с экраном большого размера поз­воляет выводить как текст так и графические изображения.

Введение встроенного накопителя на основе гибких дисков и компактных термографических принтеров позволяет организовать профессиональную работу на ПЭВМ.

Конструкция портативной ПЭВМ—это небольшой чемоданчик (портфель) массой 3...4 кг. В рабочем состоянии клавиатура, содержа­щая ЭВМ, размещается на столе, дисплей наклонен к клавиатуре под углом. Принтер может быть установлен рядом. Портативная ЭВМ и ее компоненты могут питаться от сети или от встроенных аккумуляторных батарей.

Модульные ЭВМ открытого типа (рабочие станции). Для сфер про­фессиональной деятельности применяются более мощные модульные ЭВМ (называемые профессиональными). Они предназначаются для создания настольных и напольных профессиональных рабочих мест, главным образом для автоматизации проектирования научных иссле­дований и научно-технических экспериментов.

В основном типе модульных ЭВМ массового применения совместно используются стандартные высокопроизводительные МП, арифметические сопроцессоры, периферийные МП общего назначения.

Более мощные ЭВМ используют МП общего назна­чения с увеличенным объемом ОЗУ. Высокая тактовая частота обеспечивает повышенное быстродействие ЭВМ.

Растровые монохромные дисплеи с увеличенным экраном (47 см и более) имеют повышенную разрешающую способность.

Профессиональные ЭВМ дополнительно оснащаются адаптерами выхода на унифицирован­ные приборные интерфейсы и интерфейсы ввода-вывода микроЭВМ, а также модулями профессиональной ориентации (расши­рения), главным образом типа УСО (АЦП, ПАП, ввода-вывода дис­кретных, число-импульсных сигналов и т. д.) и спецпроцессоров (Фурье, матричных и т. п.).

ЭВМ снабжается аппаратными и программными средствами для подключения к локальной сети а также для связи с мощными ЭВМ общего назначения по унифицированным стыкам средств телеобработки и специализирован­ным высокоскоростным интерфейсам.

По вычислительным возможностям, мощности и кругу выполняемых задач ранее применялась условная классификация ЭВМ на: большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные ЭВМ (ПЭВМ). В последнее время эта терминология практически не применяется а в обиход прочно вошёл англоязычный термин «компьютер».

Любой компьютер имеет три основные составные части: процессор, память и периферийные устройства. Они взаимодействуют между собой с помощью шин, стандартизация которых делает архитектуру компьютеров открытой.

Процессор является основным «мозговым» узлом, в задачу которого входит исполнение программного кода, находящегося в памяти. В настоящее время под словом «процессор» подразумевают микропроцессор — микросхему, кото­рая, кроме собственно процессора, может содержать и другие узлы — например, кэш-память. Процессор в определенной последовательности выбирает из памяти инструкции и исполняет их. Инструкции процессора предназначены для пере­сылки, обработки и анализа данных, расположенных в пространствах памяти и портов ввода/вывода, а также организации ветвлений и переходов в вычис­лительном процессе. В компьютере обязательно должен присутствовать централь­ный процессор (CPU — Central Processing Unit), который исполняет основную программу. В многопроцессорной системе функции центрального процессора распределяются между несколькими обычно идентичными процессорами для повышения общей производительности системы, а один из них назначается главным. В помощь центральному процессору в компьютер часто вводят сопро­цессоры, ориентированные на эффективное исполнение каких-либо специфических функций. Широко распространены математические сопроцессоры, эффективно обрабатывающие числовые данные в формате с плавающей точкой; графические сопроцессоры, выполняющие геометрические построения и обработку графи­ческих изображений; сопроцессоры ввода-вывода, разгружающие центральный процессор от несложных, но многочисленных операций взаимодействия с пе­риферийными устройствами. Возможны и другие сопроцессоры, однако все они несамостоятельны — исполнение основного вычислительного процесса осущест­вляется центральным процессором, который в соответствии с программой вы­дает «задания» сопроцессорам на исполнение их «партий».

В настоящее время стала применяться классификация поколений компьютеров по типам микропроцессоров установленных в них. Первый микропроцессор был разработан фирмой Intel в начале 70-х годов ХХ века. Его название было 4004 а количество одновременно обрабатываемых разрядов - 4. Затем появились и другие МП этой фирмы – 8 разрядный 8080, 16 – разрядные 8086 и 80286. Процессор Intel386 выпущенный в 1985 году, был первым 32-разрядным процессором. Intel486 это уже второе поколение 32-разрядных машин. Далее следует поколение Pentium: Pentium I, Pentium Pro, Pentium II (и его модификация Pentium Celeron), Pentium III, и наконец, Pentium IV – самый совершенный на сегодняшний день микропроцессор.