Основные этапы эволюции ВС

Понятие вычислительной системы (ВС)

Первый период (1945-1955 гг.). Ламповые машины. Операционных систем нет. В середине 1940-х годов были созданы первые ламповые вычислительные устройства и появился принцип программы, хранящейся в памяти машины (John Von Neumann, июнь 1945 г.). В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Программа загружалась в память машины в лучшем случае с колоды перфокарт, а обычно — с помощью панели переключателей. Вычислительная система выполняла одновременно только одну операцию (ввод-вывод или собственно вычисления). Отладка программ велась с пульта управления с помощью изучения состояния памяти и регистров машины. В конце этого периода появляется первое системное программное обеспечение: в 1951-1952 гг. возникают прообразы первых компиляторов с символических языков (Fortran и др.), а в 1954 г. Nat Rochester разрабатывает Ассемблер для 1ВМ-701.

Второй период (1955 г.-начало 1960-х гг.). Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные операционные системы. Применение транзисторов вместо часто перегоравших электронных ламп привело к повышению надежности компьютеров. Снизилось потребление вычислительными машинами электроэнергии, усовершенствовались системы охлаждения. Размеры компьютеров уменьшились. Снизилась стоимость эксплуатации и обслуживания вычислительной техники. Началось использование ЭВМ коммерческими фирмами. Одновременно наблюдается бурное развитие алгоритмических языков (LISP, COBOL, ALGOL-6O, PL-1 и т.д.). Появляются первые настоящие компиляторы, редакторы связей, библиотеки математических и служебных подпрограмм. Именно в этот период происходит разделение персонала на программистов и операторов, разработчиков вычислительных машин и специалистов по эксплуатации. Появляются первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизируют запуск одной программы из пакета задругой и тем самым увеличивают коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки стали прообразом современных операционных систем, они были первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом.

Третий период (начало 1960-х - 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам. Вычислительная техника становится более надежной и дешевой. Растет сложность и количество задач, решаемых компьютерами. Повышается производительность процессоров. Повышению эффективности использования процессорного времени мешает низкая скорость работы механических устройств ввода-вывода. Введение техники подкачки-откачки данных в пакетные системы позволило совместить реальные операции ввода-вывода одного задания с выполнением другого задания, но потребовало разработки аппарата прерываний для извещения процессора об окончании этих операций. Появление магнитного диска, для которого не важен порядок чтения информации, то есть устройства прямого доступа, привело к дальнейшему развитию вычислительных систем, т.к. при обработке пакета заданий на магнитной ленте очередность запуска заданий определялась порядком их ввода. Пакетные системы начинают заниматься планированием заданий: в зависимости от наличия запрошенных ресурсов, срочности вычислений и т. д. на счет выбирается то или иное задание. Дальнейшее повышение эффективности использования процессора было достигнуто с помощью мультипрограммирования. Идея мультипрограммирования заключается в следующем: пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при однопрограммном режиме, а выполняет другую программу. Отладка программ по-прежнему занимала много времени и требовала изучения многостраничных рапечток содержимого памяти и регистров или использования отладочной печати. Появление электронно-лучевых дисплеев и переосмысление возможностей применения клавиатур поставили на очередь решение этой проблемы.

Четвертый период (с 1980 г. по настоящее время) Персональные компьютеры. Классические, сетевые и

распределенные системы. Следующий период в эволюции вычислительных систем связан с

появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и снижение стоимости микросхем. Компьютер по цене и простоте эксплуатации стал доступен отдельному человеку, а не только отделу предприятия или уверситета. Наступила эра персональных компьютеров. В середине 1980-х годов стали бурно развиваться сети компьютеров, в том числе персональных, работающих под управлением сетевых или распределенных опецонных систем. В сетевых операционных системах пользователи могут получить доступ к ресурсам другого сетевого компьютера, только они должны знать об их наличии и уметь это сделать. Каждая машина в сети работает под управлением своей локальной операционной системы, отличающейся от операционной системы автономного компьютера наличием дополнительных средств (программной поддержкой для сетевых интерфейсных устройств и доступа к удаленным ресурсам), но эти дополнения не меняют структуру операционной системы. Распределенная система, напротив, внешне выглядит как обычная автономная(классическая) система. Пользователь не знает и не должен знать, где хранятся его файлы — на локальной или удаленной машине — и где его программы выполняются. Он может вообще не знать, подключен ли его компьютер к сети. Внутреннее строение распределенной операционной системы имеет существенные отличия от автономных систем.

Дата добавления: 2015-06-25