Выделяют пять поколений ЭВМ

Понятие ЭВМ. Поколения ЭВМ

Лекция 1

ЭВМ – это комплекс технических средств, предназначенных для автоматизированной обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

ЭВМ можно классифицировать по ряду признаков, в частности:

- физическое представление обрабатываемой информации;

- поколениям (этапам создания и элементной базе);

- по информационным связям между устройствами;

- по взаимосвязи потока команд и потока данных;

- по способу их применения;

- по принципам действия.

1. Первое поколение

Обычно к первому поколению относят машины, созданные в тридцатых годах, и базируются на электронных лампах. Эти компьютеры были довольно громоздкими и лампы потребляли значительное количество электроэнергии.

Набор команд таких машин ограничен. Схемы арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно просты, программное обеспечение практически отсутствовало.

Быстродействие машин составляло 10 – 20 тысяч операций в секунду.

Программы для этих машин писались на языках конкретной машины.

2. Второе поколение

Это машины, сконструированные в 1955 – 1965 годах. Они характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических магнитных сердечников.

В этот период были разработаны первые магнитные диски, магнитные ленты, магнитные барабаны.

Эти машины характеризуются быстродействием до сотен тысяч операций в секунду.

Появляются первые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.

Появляется программное обеспечение, которое можно отнести к первым операционным системам.

Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем.

3. Третье поколение

Это семейство машин с единой архитектурой, то есть программно совместимых.

В качестве электронной базы в них используются интегральные схемы, которые называются микросхемами.

Машины третьего поколения появились в середине 60 – х годов.

Для машин третьего поколения были разработаны развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, то есть параллельного выполнения нескольких программ.

Примеры машин третьего поколения:

- IBM – 360;

- IBM – 370;

- PDP – II;

- VAX;

- ЕС ЭВМ.

Быстродействие машин этого поколения изменяется от нескольких десятков тысяч до миллиона операций в секунду.

4. Четвертое поколение

Это компьютеры, которые начали разрабатывать после 70-х.

Наиболее важной отличительной возможностью является проектирование компьютеров четвертого поколения с расчетом на эффективное использование языков высокого уровня и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

С точки зрения аппаратной реализации для них характерно использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств.

Машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, использующие общую память и общее поле внешних устройств.

Для них характерно:

- появление и использование ПК;

- телекоммуникационная обработка данных;

- объединение в ЛВС;

- использование СУБД;

- появление баз знаний.

5. Пятое поколение

Планируется переход от обработки данных к обработке знаний.

Выделяют две основные составляющие: традиционные компьютеры и интеллектуальный интерфейс.

1982 году создан комитет по разработке компьютеров пятого поколения.

Для разработки компьютеров пятого поколения выделяют следующие направления:

5.1. Биологические ЭВМ

- молекулярная электроника

Отказ от кремния, попытка использования углерода, логических элементов состоящих из одной молекулы.

- создание нанокомпьютеров

Основой данных компьютеров считаются ДНК.

В 1994 году в США создан компьютер решающий задачу комиваежера.

5.2. Квантовые ЭВМ

Элементы памяти g-bit. На основе их строится квантовый регистр. Максимальный регистр состоит из 5 g-bit.

В основе этих элементов состоит полупроводник.

Управление осуществляется с помощью магнитных электронных волн.

Квантовые компьютеры дают огромные скорости и сверхзащищенность.

5.3. Оптические ЭВМ

Их действие основано на использование световых потоков и оптических аналоговых вычислений.

Использование оптических соединений элементов в место современных электрических.

Создание полностью оптических компьютеров, основано на понятии оптической биостабильности.

Огромное преимущество оптики заключается в скорости. Но если собрать такой компьютер, то его придется охлаждать жидким гелием и в настоящее время тахокомпьютер по размерам равен легковому автомобилю.

Классификация по информационным связям между устройствами.

1. ЭВМ с одним центральным процессором и одним периферийным процессором

Периферийный процессор – это некоторый дополнительный процессор, который выполняет часть работы ЦП, как правило ввод/вывод.

Примеры: IBM 360/370, ЕС ЭВМ, ICL System 4.

2. ЭВМ с одним ЦП и несколькими ПП

Структура подключения внешних устройств зависит от конструкции машины.

Примеры: CDC, Cyber, Cday.

3. ЭВМ с несколькими ЦП и несколькими ПП

В этой структуре происходит сегментация ОП, то есть каждый процессор имеет свою ОП.

Все ЦП могут работать по единой программе, тогда идет распараллеливание программ.

Примеры: Iris, BarRoughs, Эльбрус.

4. Машины с единой магистралью

Примеры: IBM PC, Macintosh, PDP.

5. Многопроцессорные ЭВМ – функционально-перестраиваемые

Все процессоры специализированны, в качестве единицы используется понятие модуль.

Машина состоит не менее чем из трех процессоров:

- управляющий – небольшое воплощение ОС;

- аппаратная реализация Assembler – устройство управления отвечающее за функционирования модуля;

- исполнительный (арифметический) – выполняет операции обработки информации;

- коммуникационный – отвечает за взаимосвязь с между всеми модулями в системе, загрузку и использование ресурсов, имеет восемь соединений;

- информационные (интерфейсные) – представляют периферийный процессор для ввода/вывода.

6. Масспроцессорные ЭВМ

Здесь переход осуществляется синхронно под управлением одной программы (от одного процессора к другому), здесь выполняется большой набор операций на каждом модуле.

Дата добавления: 2014-01-06