ЭВМ 4-го поколения

В ЕС ЭВМ скопирована была только архитектура системы, аппаратная же реализация была создана заново. На надёжность и эксплуатационные характеристики этой серии отрицательно влияло низкое качество советских компонентов.

Первые компьютеры появились в 1971 году. Выпускались, в частности на заводах в Казани (Казанский завод ЭВМ), Минске иПензе. Последние машины были выпущены в 1998 году (ЕС-1220). Всего было выпущено свыше 15 тыс. машин ЕС ЭВМ.

Рис. 2.31. ЭВМ из серии ЕС

Компьютеры серии ЕС ЭВМ условно относили, в соответствии с их архитектурой, к т. н. «Ряду 1», «Ряду 2», «Ряду 3», «Ряду 4».

К «Ряду 1» (аналог серии System/360) принадлежали модели 1020, 1030, 1032, 1040, 1050, 1060 (на самом деле выпускалась в рамках Ряд 2) и основанные на них усовершенствованные модели, напр., ЕС-1022.

К «Ряду 2» (аналог серии System/370) принадлежали модели 1025, 1035, 1045, 1055, 1065.

К «Ряду 3» принадлежали модели 1036, 1046, 1066, 1068.

Разработанные и выпускавшиеся в Венгерской Народной Республике модели 1010, 1011, 1012 и 1015 номинально относились к Ряду 1 и Ряду 2, соответственно, но имели архитектуру французских мини-ЭВМ Mitra.

В сериях устройств Ряд 3 и особенно Ряд 4 был запланирован и частично реализован ряд технических усовершенствований, не имевших аналогов в IBM-овской серии машин. Реализовывались специализированные вычислительные блоки, такие как векторные и матричные процессоры, процессоры, работавшие на иных физических принципах (например оптический) и т. д.

Практически все эти разработки были остановлены в 1990-х годах после распада СССР.

Последние машины серии ЕС выпускались уже под лицензией и с использованием оборудования IBM.

PDP-8 — первый успешный коммерческий миникомпьютер, производившийся корпорацией Digital Equipment Corporation (DEC) в 1960-х. DEC представила его 22 марта 1965 и продала более 50 тысяч штук, самое большое количество компьютеров для того времени. Это был первый широко продаваемый компьютер серии DEC PDP(PDP-5 являлся компьютером для решения специфических задач).

Ранняя модель PDP-8 (неофициально называвшаяся «Straight-8») была построена на диодно-транзисторной логике, упакованной на картах Flip Chip, и достигала размеров холодильника.

Далее последовала модель PDP-8/s для настольного использования. Она была меньше по размеру, менее дорогой, но и значительно более медленной машиной.

Системы среднего класса (PDP-8/I, /L, /E, /F, /M и /A) были достаточно производительными, при этом использовали менее дорогую транзистор-транзисторную логику MSI. Большинство сохранившихся до наших дней машин относятся именно к этим семействам. Наиболее широко применялся PDP-8/E в качестве компьютера общего назначения.

В 1975 ранние персональные компьютеры, основанные на недорогих микропроцессорах, такие как MITS Altair иApple II, стали доминировать на рынке небольших компьютеров общего назначения.

Последняя модель PDP-8 была произведена в 1979 и называлась «CMOS-8s», потому что использовала микропроцессоры КМОП (англ. CMOS). Они имели неконкурентоспособную цену, и проект провалился.

Рис. 2.32. PDP-8.

Конструктивно-технологической основой ВТ 4-го поколения становятся большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы, созданные соответственно в 70—80-х гг. Такие ИС содержат уже десятки, сотни тысяч и миллионы транзисторов на одном кристалле (чипе). При этом БИС-технология частично использовалась уже и в проектах предыдущего поколения (IВМ/360, ЕС ЭВМ ряд-2 и др.). Наиболее важный в концептуальном плане критерий, по которому ЭВМ 4-го поколения можно отделить от ЭВМ 3-го поколения, состоит в том, что первые проектировались уже в расчете на эффективное использование современных ЯВУ и упрощения процесса программирования для проблемного программиста. В аппаратном отношении для них характерно широкое использование ИС-технологии и быстродействующих запоминающих устройств. Наиболее известной серией ЭВМ четвертого поколения в большом количестве литературных источников называется IВМ/370, которая в отличие от не менее известной серии IВМ/360 3-го поколения, располагает более развитой системой команд и более широким использованием микропрограммирования. В старших моделях 370-й серии был реализован аппарат виртуальной памяти, позволяющий создавать для пользователя видимость неограниченных ресурсов оперативной памяти.

Понятие 4 поколения компьютеров вообще достаточно размыто, «классические литературные» представители 3 и 4 поколений – IBM 360 и IBM 370 отличаются слишком мало, чтобы всерьез полагать их представителями разных поколений. При описании компьютеров 4 поколения в литературе наиболее часто упоминаются связанные с этим поколением понятия (кстати, IBM 370 практически не связана ни с одним из этих понятий):

- многопроцессорные системы;

- персональные компьютеры;

- использование БИС и СБИС.

Анализ литературы позволяет сделать выводы о том, что большинство литературных источников относят к ЭВМ 4 поколения следующие компьютеры:

1. Персональные компьютеры (ПК);

2. Менфреймы (мощные компьютеры коллективного пользования);

3. Суперкомпьютеры (многопроцессорные мощные вычислительные системы с параллельной обработкой информации).

Оставив ПК за рамками этого раздела (рассмотрим их отдельно), приведем несколько примеров компьютеров 4 поколения.

IBM ESA/390 является развитием архитектур System/360 и System/370; о её выпуске было объявлено в 1990 году, который кроме того, что поддерживал совместимость прикладных программ «снизу-вверх», явился своего рода реализацией концепции системной интеграции. Система оказалась настолько приближенной к пользователю, стабильной и детально описанной, что считается сегодня открытой. В результате пересмотра бизнес инфраструктуры в 2000 году, дальнейшее развитие архитектуры линии IBM S/390 получило название z/Architecture, а мэйнфреймы — zSeries и System z9. Одним из последних вариантов этой линейки менфреймов стал сервер Z10, анонсированный в феврале 2008 года.

Рис. 2.33. IBM System Z 10.

По оценкам специалистов Z10 по совокупности показателей превосходит предыдущую модель Z9 в 1.7 раза.

· Объём доступной основной памяти увеличен с 512 GB до 1.5 TB.

· Максимальное количество процессоров увеличено с 64 до 77.

· Пропускная способность канала ввода-вывода выросла с 172.8 до 288 GB/сек.

· Энергопотребление снижено на 14 %.

Cray-2 — векторный суперкомпьютер, выпускаемый компанией Cray Research с 1985 года. Он стал самым производительным компьютером своего времени, обогнав по производительности другой суперкомпьютер, Cray X-MP. Пиковая производительность Cray-2 составляла 1,9 GFLOPS. Только в 1990 году этот рекорд был побит суперкомпьютером ETA-10G.

Cray-2 изначально разрабатывался для Министерства обороны и Министерства энергетики США. Предполагалось использовать его для исследований в области ядерных вооружений и океанографии. Однако, Cray-2 применялся и в мирных целях, например в NASA, университетах и корпорациях по всему миру.

Рис. 2.34. Cray-2 в NASA.

PDP-11 — серия 16-разрядных мини-ЭВМ компании DEC, серийно производившихся и продававшихся в 1970—80-х годах. Развитие серии PDP-8 из общей линейки компьютеров PDP. В PDP-11 появилось несколько уникальных технологических инноваций, эта серия была проще в программировании, чем её предшественники. Но, несмотря на её всеобщее признание со стороны программистов, PDP-11 со временем была вытеснена персональными компьютерами, включая IBM PC и Apple II.

Рис. 2.35. Мини-ЭВМ PDP-11.

Программисты полюбили PDP-11 за её «ортогональную» систему команд: можно было отдельно запоминать команды, и отдельно — методы доступа к операндам. Можно было считать, что любой метод доступа (режим адресации) будет работать с любой операцией; не нужно было запоминать список исключений и особых случаев, в которых операция имеет ограниченный набор режимов адресации, все регистры (R0…R7) могли использоваться с любой командой.

В отличие от многих других компьютеров своего времени, первые модели PDP-11 не имели отдельной шины ввода/вывода — только шину памяти Unibus. Все регистры устройств ввода/вывода имели свои адреса, аналогичные адресам памяти, поэтому отдельные инструкции ввода/вывода были не нужны. Система прерываний была сделана максимально простой, но достаточно гибкой. Каждое устройство имело свой вектор прерывания, которое при необходимости сообщало процессору, поэтому не было жёсткого ограничения на количество векторов, доступных для использования устройствами.

И наконец, компьютеры PDP-11 были разработаны для производства на заводах с низкоквалифицированной рабочей силой. Размеры всех конструктивных частей были относительно некритичными. При сборке печатные платы подключались к общей плате, на которой применялся монтаж навивкой. Соединительные блоки были очень похожи на те, которые уже давно применялись в телефонии.

В СССР и других странах восточного блока было разработано и выпускалось несколько машин, совместимых по системе команд и частично по архитектуре с серией PDP-11:

· СМ-3, СМ-4, СМ-1420, СМ-1600 — в СССР

· ДВК — персональный компьютер на основе К1801ВМ1/ВМ2/ВМ3 и сопроцессора ВМ4

· Электроника-60 — клон LSI-11 (PDP-11/06)

· Электроника-79 — аналог DEC PDP-11/70.

· Электроника 85 — клон DEC Pro-350 на основе КН1831

· Электроника 87, СМ-1425 — клон Micro PDP 11/73

· Электроника 100-16

· Электроника 100-25 — Почти 100 % аналог (не только архитектурного уровня, но и аппаратного) DEC PDP-11/40. Выпускался для собственных нужд Минэлектронмаш, ПО «Кварц» г. Калининград.

Дата добавления: 2014-01-06