Основные этапы развития электронной вычислительной техники

(АЦПУ), графопостроителей дало возможность гибко менять форму выдачи результатов, например, печатать данные в виде таблиц, оформлять в виде графиков. Всё это существенно облегчало обработ­ку результатов, повысило производительность человеческого труда. Наряду с техническим совершенствованием развиваются методы и приёмы программирования вычислений, высшей ступенью которых явилось автоматическое программирование, требующее минимальной затраты тру­да математиков-программистов. Большое развитие получают алгоритми­ческие языки, существенно упрощающие процесс подготовки задач к решению на ЭВМ (АЛГОЛ, ФОРТРАН).

В период развития и совершенствования машин второго поколения наряду с однопрограммными ЭВМ появляются многопрограммные ЭВМ. В отличие от однопрограммных в многопрограммных ЭВМ стала возможной одновременная реализация нескольких программ за счёт организации параллельной работы основных устройств машины.

Общение с ЭВМ стало несколько проще. Однако, по-прежнему в непосредственный контакт с машиной вступал узкий круг специалистов: операторов-программистов, инженеров по эксплуатации ЭВМ.

Яркими представителями отечественных ЭВМ 2-го поколения явля­лись "Минск-32", "Урал-16". Они имели быстродействие порядка 25000 и 100000 операций в секунду. Их оперативная память хранила соответственно 65000 и 500000 чисел. ЭВМ "Минск-32" могла работать со 136 внеш­ними устройствами, а управлял ею один оператор с помощью устройст­ва наподобие пишущей машинки.

Ещё более совершенной была БЭСМ-6 (выпуск 1967г.). Её быстродействие составляло 1 млн. опер./сек. Это была самая быстродействующая ЭВМ второго поколения. Фирма IBM достигла этих показателей практически десятилетие спустя. Оперативная память позволяла хранить 128000 чисел, а промежуточная на магнитном барабане -512000 чисел, кроме того каждый из 32 подключаемых к ЭВМ магнитофонов обеспечивал хранение на магнитной ленте до миллиона машинных слов (5000 страниц текста). БЭСМ-6 отличает не только то, что она была одной из самых лучших машин второго поколения, но и удивительная "живучесть", обеспечившая её эксплуатацию до 90 годов двадцатого столетия.

К концу 60-х годов стало ясно, что для повышения эффективности использования ЭВМ при обработке данных и управлении необходимо создавать модели ЭВМ разной производительности, но одинаковые по своей организации и обладающие программной совместимостью. Последнее означает возможность использовать запас программ, написанных для одной ЭВМ, на машинах других моделей за счёт чего снижаются затраты на об­работку информации.

Третье поколение ЭВМ (с 1964 года)

Начало этому этапу положили принцип программной совместимости и технология интегральных схем. Для машин третье­го поколения характерно не только улучшение габаритно-стоимостных показателей, но и модульный принцип организации технических и программных средств, обеспечивающий возможность составлять приспособленную для соответствующего конкретного назначения конфигурацию ЭВМ. Машины 3-го поколения обрабатывали не только числа, но и слова, тексты, т.е. оперировали буквенно-цифровой информацией. В машинах этого поколения значительно расширился набор различных электромеханичес­ких устройств ввода-вывода информации. Развитие этих устройств но­сит эволюционный характер: их характеристики улучшаются гораздо медленнее, чем характеристики электронного оборудования. Изменилась и форма общения человека с машиной. Пользователи получили доступ к ЭВМ через абонентские пункты. Математическое обеспечение машин 3-го поколения получило дальнейшее развитие, особенно это касается операционных систем (ОС). Развитие ОС многопрограммных машин, снабжённых периферийными устройствами ввода-вывода с автономными пультами абонентов, обеспечивали управление работой ЭВМ в различных режимах: пакетной обработки, разделения времени, диалоговый режим (запрос-ответ).

Начало создания машин третьего поколения положила фирма IBM (США), приступившая в 1966 году к выпуску машин серии IBM-360. Выпуск машин данного класса, совместимых с IBM, в рамках единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) в странах членах СЭВ (Болгария, Венгрия, ГДР, Куба, Польша, Румыния, СССР, Чехословакия) начался в 1972 году.

В ЕС ЭВМ были приняты единые стандарты на технические характеристики всех устройств и узлов, на системы кодов, операций, средств программирования. Все модели ЕС ЭВМ имели общий состав периферийного обо­рудования, обеспечивающего ввод-вывод информации. В них была предусмотрена возможность связи с абонентами по телефонно-телеграфным линиям связи с использованием терминальных пультов, включающих устройства алфавитно-цифрового и графического отображения данных на экранах электрон­но-лучевых трубок. Каждая модель ЕС ЭВМ имела свой собственный про­цессор, являющийся как бы ядром этой модели. Весь ряд таких моделей строился в порядке возрастания их быстродействия, от нескольких ты­сяч (ЕС 1010, Венгрия) до миллионов (ЕС 1065, СССР) операций в сек.

В странах СЭВ в этот период было создано два семейства ЕС ЭВМ разной производительности:

"Ряд-1: EC1010, EC1020, EC1022, EC1030, EC1040, EC1050;

"Ряд-2": ЕС1035, EC1045, EC1065.

На этом же этапе большее развитие получили управляющие ЭВМ.

При этом появились новые понятия: малые ЭВМ, малые управляющие ЭВМ, мини-ЭВМ. В 1974 году страны члены СЭВ объединили свои усилия в области создания семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ), предназначенных для использования в информационно-измерительных и управляющих системах. С появлением малых ЭВМ возникло ещё одно направление использования вычислительной техники: децентрализованная обработка данных и использование ЭВМ в непосредственной близости от рабочих мест (настольные ЭВМ). На этом же этапе зародились супер-ЭВМ, целевой уста­новкой при разработке которых было и остаётся достижение максимальной производительности вычислительных процессов (несколько сотен миллио­нов операций в секунду). Их возникновение определено необходимостью решения научно-технических задач, например, современных задач аэро­динамики и ядерной физики, предполагающих выполнение значительного числа операций (для указанного примера не менее 10¹³) за ограничен­ный промежуток времени. Очевидно, что суперЭВМ весьма сложны и доро­ги, а поэтому в настоящее время насчитывается несколько сотен таких машин во всём мире.

Четвёртое поколение ЭВМ (с 1971 года)

Четвёртое поколение ЭВМ служит еще одним примером перехода количества в качество. Степень интеграции электронных схем повысилась настолько, что стало возможным сосредоточить значительное число функциональных устройств в одной большой интегральной схеме (БИС) и таким образом изготовить по этой технологии большие блоки или всю ЭВМ вцелом. Вначале появились сложные арифметические устройства и полупроводниковые запоминающие устройства; позднее появились микропроцессоры. Появление БИС создало предпосылки для качественного изменения вычислительной техники. Их применение привело к новым представлениям о функциональных возможностях элементов и узлов ЭВМ, децентрализации вычислительной мощности и встраивания вычислительных средств в оборудование и приборы.

Продолжая традиции добрососедского сотрудничества, в рамках СЭВ в этот период создаётся два новых семейства ЕС ЭВМ "Ряд-3" и "Ряд-4":

"Ряд-3": ЕС 1036, ЕС 1046, ЕС 1066;

"Ряд-4": ЕС 1037, ЕС 1077, ЕС 1087, ЕС 1191, ЕС 1766.

Быстродействие семейства ЕС ЭВМ "Ряд-3" находилось в диапазоне от 0,4 до 10 млн. операций в секунду. Последние модели ЕС ЭВМ "Ряд-4" достигли быстродействия более 100 млн. операций в секунду.

Начинается бурный рост числа ЭВМ малых размеров. Появляются одноплатные и многоплатные ЭВМ, встраиваемые и настольные ЭВМ. Резко возрастает быстродействие и объём памяти, габариты и вес напротив - резко снижается. Благодаря децентрализации вычислительных мощностей достигнуто небывалое быстродействие. Например, "Машина связи" (США) с объёмом 1,5м³ построенная на базе 65000 микропроцессоров при од­ной из демонстраций за одну двадцатую долю секунды "прочитала" 16000 сообщений типа газетных новостей и за три минуты рассчитала схему кристалла с 4000 транзисторов.

Новые технологии производства сверхбольших интегральных схем (СБИС) в сочетании с новыми концепциями в архитектуре компьютеров (распределённая обработка данных) позволили достичь небывалого быстродействия. В ведущих странах мира (США, Япония, СССР) создаются суперЭВМ, используемые для решения сложных научно-технических задач. Их быстродействие достигает 1млрд. операций с плавающей точкой в се­кунду (1 мегафлоп), например, SX-2 (Япония), ёмкость оперативной памяти при этом достигает 2²⁰ слов (Эльбрус-1, СССР).

Объёмы производства ЭВМ с каждым годом возрастают, одновремен­но уменьшается их стоимость. Это позволило сделать вычислительную машину "персональной" - поставить её на рабочее место каждого спе­циалиста: инженера, технолога, учёного, администратора и т. д. По­явление персональных ЭВМ вызвало также бурный рост числа программных средств, ориентированных на пользователя, обеспечивающих "дружественный" интерфейс человека и машины.

Развал Советского Союза больно ударил по всем республикам бывшего Союза. Разорвались экономические связи. Прекратилось или резко снизилось финансирование базовых отраслей науки и производства. Погоня за сверхприбылью нарождающейся национальной буржуазии привела к массовому ввозу зарубежной вычислительной техники, с которой отечественная техника не могла конкурировать. Это подорвало полностью национальную электронную промышленность. В лучшем случае нам удастся обеспечить сборку электронной техники из деталей, ввозимых из-за рубежа. Именно в последнее десятилетие 20 столетия, когда отечественная электронная промышленность оказалась в глубоком параличе, в ведущих капиталистических странах, прежде всего США, Японии, Германии был сделан мощный скачок в области микро миниатюризации. Резко возросла степень интеграции микросхем, быстродействие процессоров, емкость памяти, появились новые графические операционные системы и ориентированные на них прикладные программы Word, Excel, Access и другие. Значительное развитие получили и периферийные устройства ввода-вывода информации.

Дата добавления: 2014-01-06