Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые приборы (транзисторы)

Поколения ЭВМ

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели ЭВМ, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспе­чением.

Первое поколение ЭВМ (1948 — 1958 гг.)

ЭВМ первого поколения были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.

Например, одна из первых ЭВМ – ENIAC –представляла собой огромный по объему агрегат длиной более 30 метров, содержала 18 тысяч электровакуумных ламп и потребляла около 150 киловатт электроэнергии.

Для каждой машины использовался свой язык программирования. Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных.

Вычислительная мощность составляла всего несколько тысяч операций в секунду. К примеру, на такие операции как сложение, вычитание требовалось несколько секунд. На деления и умножение уходило до нескольких десятков секунд. А на вычисление логарифма или тригонометрической функции понадобилось больше минуты.

Элементной базой компьютеров этого поколения были: электромеханические реле, которые быстро ломались и создавали сильный шум как в производственном цехе, электронно-вакуумные лампы, срок службы которых не превышал несколько месяцев. Их в машине было десятки тысяч. Таким образом, каждый день, что-то ломалось. Надежность ЭВМ этого поколения была крайне низкой.

Второе поколение ЭВМ (1959 — 1967 гг.)

Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличило емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность. Данный период характеризуется широким применением транзисторов и усовершенствованных схем памяти на сердечниках. Большое внимание начали уделять созданию системного программного обеспечения, компиляторов и средств ввода-вывода.

С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Вычислительные машины этого периода успешно применялись в областях, связанных с обработкой множеств данных и решением задач, обычно требующих выполнения рутинных операций на заводах, в учреждениях и банках.

С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Появились также специализированные машины, например ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д.

Третье поколение ЭВМ (1968 — 1973 гг.)

Элементная база ЭВМ - малые интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники. Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ. Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились. Характерной чертой данного периода явилось резкое снижение цен на аппаратное обеспечение.

ЭВМ третьего поколения можно было встретить на борту самолета, корабля, подводной лодке, спутнике. Эти машины называли Мини-ЭВМ.

Первое и второе поколение машин использовали только военные, государственные ведомства и институты. Теперь они становятся доступными даже для небольших компаний.

Четвертое поколение (1974 — 1985гг.)

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года. Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвёртого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование больших интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в десятки мегабайт.

C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Для них характерны: применение персональных компьютеров; телекоммуникационная обработка данных; компьютерные сети; широкое применение систем управления базами данных; элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

Характеристики ЭВМ четвертого поколения:

· мультипроцессорность;

· языки высокого уровня;

· компьютерные сети;

· параллельная и последовательная обработка данных.

ЭВМ четвертого поколения являются машинами массового применения.

Пятое поколение (1985 — наши дни)

Компьютеры нынешнего поколения отличаются от предыдущих главным образом широкими коммуникационными возможностями и повышением степени интеграции полупроводников элементной базы (сверхвысокая интеграция).

Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе БИС повышенной степени интеграции, использование оптоэлектронных принципов (лазеры, голография). Развитие идет также по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текстов, человеческого голоса, с бланков, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.

В компьютерах пятого поколения произойдет качественный переход от обработки данных к обработке знаний.

Архитектура компьютера будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них - это традиционный компьютер, но теперь он лишен связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, так называемый интеллектуальный интерфейс. Эго задача - понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу компьютера.

Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей, как больших, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, так и миниатюрных компьютеров, размещенных на одном кристалле полупроводника.

Классификация компьютеров

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) – комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Рассмотрим две из них.

Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям

• суперЭВМ - мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов – десятки миллиардов операций в секунду.

• большие ЭВМ (мэйнфреймы) - самые мощные компьютеры. Поддерживают работу по управлению крупными фирмами, предприятиями, средними и малыми банками.

• мини-ЭВМ - используются в системах управления предприятиями среднего уровня, многопользовательских вычислительных системах.

• микро-ЭВМ - индивидуальное обслуживание пользователей, работа в локальных автоматизированных системах управления.

• персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на:

- настольные

- портативные,

- карманные.

Настольные ПК являются стационарными компьютерами на рабочем месте. Одним из их достоинств является простота изменения конфигурации.

Портативные ПК очень удобны при отсутствии постоянного места работы или в поездках. Обычно они оснащены удобными средствами связи и по производительности не уступают настольным ПК.

Карманные ПК имеют размер записных книжек и используются для хранения и обработки оперативных данных.

Классификация по уровню специализации

По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава (конфигурации).

Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов.

Дата добавления: 2014-01-05