Архитектура компьютера. Краткая история развития компьютерной техники

Краткая история развития компьютерной техники

Счетные устройства используются людьми много веков.

■Около 500 г. н.э. Изобретение первых счетов (абака).

■1642 г. Французский ученый Блез Паскаль приступил к созданию механической арифметической машины. Она умела «запоминать» числа и выполнять элементарные арифметические операции.

■1834 г. Английский ученый Чарльз Бэббидж составил проект «аналитической» машины, в которую входили: устройства ввода и вывода информации; запоминающее устройство для хранения чисел; устройство, способное выполнять арифметические операции; устройство, управляющее последовательностью действий машины. Команды должны были вводиться с помощью перфокарт. Проект не был реализован до конца.

■1945 г. Джон фон Нейман сформулировал основные принципы работы и компоненты современных компьютеров.

■1946 г. Американцы Дж. Эккерт и Дж. Моучли сконструировали первый электронный цифровой компьютер «Эниак» (Electronic Numerical Integrator and Computer). Он имел 20 тысяч электронных ламп, занимал целый этаж здания и выполнял за одну секунду 5 тыс. поразрядных сложений.

■1981 г. Фирма IBM выпустила первый персональный компьютер IBM PC на базе микропроцессора8088 с быстродействием 5 млн. поразрядных сложений в секунду (5 МГц).

■1993 г. Фирма Intel выпустила микропроцессорPentium с быстродействием 100 млн. поразрядных сложений в секунду (100 МГц).

■1995 г. Фирма Microsoft выпустила операционную систему с графическим интуитивно понятным интерфейсом MS Windows 95 — первую в серии операционных систем, называемых MS Windows 9x (95,98, ME).

■2001 г. Фирма Intel выпустила микропроцессорPentium IV с быстродействием 2000 млн. поразрядных сложений в секунду (2 ГГц).

Архитектурой компьютера называется совокупность принципов действия, системы команд, информационных связей основных узлов компьютера: процессора, оперативной памяти, внешней памяти и периферийных устройств и т.д. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

Наиболее широкое применение находят следующие архитектурные решения.

■ Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — это однопроцессорная система, через которую проходит поток команд и данных. К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера.

■ Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что одновременно может выполняться несколько программ, составляющих фрагменты одной задачи, и обслуживаться несколько потоков данных.

■ Многомашинная вычислительная система. Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру. Такая система применяется достаточно широко при решении задач, состоящих из слабо связанных подзадач.

■ Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько потоков данных обрабатываются по одной программе. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на так называемых разветвляющихся алгоритмах, в которых одинаковые вычислительные операции, выполняются одновременно на многих однотипных наборах данных.

Классификация компьютеров

По производительности и характеру использования компьютеры можно условно подразделить на:

■микрокомпьютеры, в том числе — персональные;

■миникомпьютеры;

■мэйнфреймы — универсальные компьютеры;

■суперкомпьютеры.

Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора, его быстродействие - порядка 1-100 миллионов операций в секунду. Микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя, получили название персональных компьютеров (ПК).

Миникомпьютерами называются компактные по размерам, высокопроизводительные ЭВМ, оснащенные разнообразными периферийными устройствами, ориентированные на решение большого круга задач и способные обслуживать десятки рабочих мест.

Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса объемных задач создания и эксплуатации баз данных и являются дорогими машинами. Их применяют в больших системах при наличии не менее 200-300 рабочих мест.

Суперкомпьютеры — это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в секунду). Эти машины имеют десятки процессоров, работающих с общей памятью. В них параллельно, то есть одновременно, выполняется множество однотипных операций (это называется мультипроцессорной обработкой). Суперкомпьютеры используются для решения сложных и больших научных задач, задач управления, обработки метеоданных, разведданных и т.д.

Дата добавления: 2014-01-11