Повторять цикл вычислений

Автоматически прекращать вычисления после выполнения задачи;

Выводить результаты вычислений;

Запоминать группу команд, по которым идет решение задачи;

Выполнять простые арифметические действия;

2) запоминать начальные и промежуточные данные, результаты вычис­лений;

В новой машине предусматривалось устройство — «мельница», которое выполняло все арифметические действия. Исходные данные, промежуточные результаты запоминались на регистрах, объединенных в единое устройство — «склад». Управление перемещением чисел со «склада» на «мельницу» и об­ратно, а также управление действиями «мельницы» осуществлялось «конто­рой» при помощи перфокарт. Его машина намного опережала технические возможности своего времени, и довести ее до конца было практически невоз­можно. В его работах ему помогала математик Ада Лавлейс (1815—1852). Она создала для машины Бэббиджа несколько программ, которые хранились на специальных перфорированных картах. Она доказала, что машина спо­собна не только решать задачи числового характера, но и выполнять опера­ции, над словами.

Сорок моделей оригинальных механизмов создал выдающийся русский ма­тематик и механик П.Л. Чебышев и среди них — арифмометр (1878), особеннос­тью которого было оригинальное приспособление для переноса десятков из млад­ших разрядов в старшие. Для своего времени это была самая совершенная счетная машина. Идеи, заложенные в этом арифмометре, легли в основу многих совре­менных вычислительных устройств. В 1875г. удобный механический арифмо­метр сконструировал петербургский инженер В.Т. Однер. За короткий срок этот арифмометр завоевал весь мир и на Всемирной выставке в Париже, устроенной в канун нового XX столетия, был удостоен золотой медали. Промышленный выпуск арифмометров в России начался в 1894 г. и продолжался более 70 лет.

Герман Холлерит (1860—1929), сын немецких эмигрантов в США, скон­струировал в 1884 г. табулятор — электрическую счетную машину, автома­тизирующую процесс обработки данных при проведении переписи населе­ния. Впервые машина Холлерита была опробована в 1887 г. В 1890 году она победила в конкурсе машин для обработки данных переписи населения США. В этой машине использовались перфокарты в качестве носителей информа­ции. Основанная Холлеритом в 1887г. фирма специализировалась на выпуске перфораторов. Эта фирма сегодня носит название 1ВМ и является круп­нейшим в мире производителем компьютеров.

Прообразом ЭВМ считают аналитическую машину Ч.Бэббиджа (1833), а непосредственным предшественником — электромеханическую цифровую вы­числительную машину на электромагнитных реле, созданную в 1937 г. аме­риканским ученым Г.Эйкеном.

Первую вычислительную машину на электрических реле создал в 1925 г. американский ученый В.Буш, в 1930 г. он разработал дифференциальный анализатор на электронных лампах. В Германии молодой инженер К.Цузе создал машину, состоящую из тысяч телефонных реле, а в 1937—1942 гг. он разработал проект электронной машины, не реализованный из-за отсутствия ассигнований. В 1936 г.

А.Тьюринг дал строгое логическое доказательство возможности создания универсальной программно управляемой вычислитель­ной машины («машина Тьюринга»). В 1937 г. американский профессор А.В. Атанасов начал разработку арифметического устройства на специальных электромеханических блоках. В 1939—1942 гг. А.В.Атанасов со своим помощником К.Верри создали первую электронную цифровую вычислительную машину. Эта машина вошла в историю под названием «АВС» — по первым буква фамилий создателей этой вычислительной машины.

Во время второй мировой войны многие страны работали над созданием вычислительных машин. Ученые разных стран не знали о разработках друг друга, поэтому многие работы Тьюринга были в то время неизвестными. Тью­ринг возглавлял группу создателей первого электронного компьютера для Британской разведки во время второй мировой войны. В 1942 г. машина была создана, но все сведения о ней были засекречены до 1975 г. В 1943 г. в Англии первая программируемая вычислительная машина на вакуумных лам­пах получила название «Колосс». В 1944 г. на основе реле была построена цифровая вычислительная машина «Марк-1», а вскоре в 1947 г. — «Марк-П», в которой использовалась двоичная система счисления. Одной из удачных конструкций релейных вычислительных машин была машина РВМ-1, пост­роенная под руководством советского инженера Н.И.Бессонова в 1956г.

Главный недостаток релейных машин — малая оперативная память, невысокая скорость работы, малая надежность.

В США в Пенсильванском университете по заказу артиллерийского уп­равления велись работы над проектом «Электронный цифровой интегратор и вычислитель», нглийски сокращенно по первым буквам ЕК1АС. Созданная в 1946 г. машина ЕМ1АС (или по-русски ЭНИАК) и считается первой ЭВМ. Разработчиками этого проекта были Джон Мочли и Джон Эккерт.. Созданная машина весила 30 т, занимала площадь около 150 кв. м., состояла из 18000 ламп и 1500 реле. Машина работала в деся­тичной системе счисления, быстродействие — 200 мкс для операций сложе­ния и 2300 мкс — при умножении. Эта машина и вошла в историю как первая ЭВМ, хотя работоспособность ее была очень ограниченной (каждые 7 мин одна из ламп выходила из строя, задачи надо было набирать вручную на многочисленных переключателях). Несоответствие между временем ре­шения задач и временем подготовки ее вручную было настолько большим, что выигрыш от скорости вычисления почти полностью покрывался проиг­рышем во времени на подготовительных операциях. В США первая серий­ная универсальная ЭВМ «1ВМ-603» была выпущена в 1948 г.

Создание ЭНИАК послужило началом бурного развития Вычислитель­ных машин. Проект первой ЭВМ заинтересовал известного математика Джона фон Неймана (1903-1957), который занялся разработкой логической схемы ЭВМ, благодаря которой можно было бы запоминать программу и изменять ее, не меняя всей схемы машины.

Первая отечественная ЭВМ «МЭСМ» (малая электронная счетная маши­на) была разработана в Институте электротехники АН УССР в 1951 г. под руководством Лебедева и Глушкова. В 1947 году была создана лаборатория по разработке макета МЭСМ, а в конце 1951г. МЭСМ была построена. МЭСМ имела более универсальное назначение, чем ЭНИАК, она стала базовым про­тотипом для мирового цифрового математического машиностроения и обус­ловила переход к новому периоду — развитию искусства программирования. Несмотря на маломощность МЭСМ, с ее помощью были решены важные на­роднохозяйственные проблемы.

В 1951 г. Лебедев возглавил лабораторию в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР и присту­пил к созданию БЭСМ-1. В 1952 г. создается первая ЭВМ из серии быстродей­ствующих электронных счетных машин (БЭСМ) общего назначения. При со­здании БЭСМ-1 были применены оригинальные научные и конструкторские разработки, которые вошли в мировой фонд вычислительной техники. Ма­шина БЭСМ-1 была не только первой быстродействующей советской ЭВМ с производительностью 8—10 тыс. операций в секунду, но и самой высокопро­изводительной машиной в Европе и одной из лучших в мире. Вскоре была создана и самая популярная в те годы машина БЭСМ-6 с быстродействием 1 млн. операций в секунду. Она серийно выпускалась с 1964 по 1984 гг. Лебедев возглавил работы по созданию трех поколений советских ЭВМ — это знаме­нитая серия БЭСМ -1, -2, ЗМ, -4, -6 и машины М-20, М-220.

В зависимости от технических характеристик ЭВМ делятся на поколе­ния. В настоящее время говорят о пяти поколениях компьютеров.

Компьютеры первого поколения (40—50-е гг.) работали на электронных лампах размером 8—10 см. Компьютеры имели большие размеры, недоста­точную надежность, низкую скорость вычислений (неск. десят. тыс.опера­ций/сек). Эти ЭВМ предназначались для математических расчетов, програм­мы для них писались в машинных кодах. В Минске под руководством Г.П.Лопато и В.В.Пржиялковского была создана первая машина, известного в дальнейшем семейства Минск-1. Она выпускалась Минским заводом вычислительных машин в различных модификациях: Минск-1, Минск-11, Минск-12, Минск-14. Машина широко использовалась в вычислительных центрах нашей страны. Средняя производительность машины составляла 2-3 тыс.оп/сек.

На этом, по мнению некоторых экспертов, закончилась эра первого поколения ЭВМ.

Компьютеры второго поколения (60-е гг.) работали на полупроводнико­вых транзисторах размером до 2 см, имели меньшие размеры, большую на­дежность, больший объем оперативной памяти, скорость вычислений — неск. сот тыс. операций/сек. Эти ЭВМ уже имели магнитные носители ин­формации, приспособления для печати. ЭВМ стали использоваться для ре­шения экономических задач, задач управления производством, появились языки программирования высокого уровня, ориентированные на решения задач определенного типа. Эпоха второго поколения компьютеров началась в 1959 году и ознаменовалась она созданием опытных образцов ЭВМ М-40 и М-50 для системы противоракетной обороны. Их создатели С. А. Лебедев и Бурцев В.С. в 1966 году были награждены Ленинской премией за специализированный автоматизированный комплекс обработки информации для системы ПРО на базе этих ЭВМ.

Компьютеры третьего поколения (70-е гг.) работали на интегральных микросхемах. Характеристики ЭВМ улучшились, скорость вычислений ста­ла неск. млн. операций/сек. В ЭВМ стали использовать дисплеи с электрон­но-лучевой трубкой. Появились первые ОС и первые пакеты прикладных программ, компьютеры, работающие в многозадачном режиме.

В 1964 году фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.

Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объемом оперативной памяти и производительностью.

В 1960 году в Институте кибернетики АН УССР создана первая полупроводниковая управляющая машина широкого назначения "Днепр", руководители проекта - Глушков и Б.Н.Малиновский. ЭВМ включала аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Эта ЭВМ использовалась в качестве центрального звена систем автоматизации непрерывных процессов. Выпускалась на протяжении 10 лет.

В 1963 году была запущена в серийное производство ЭВМ Промiнь. В этой машине впервые в мире использовалось ступенчатое микропрограммное управление. К сожалению, новая схема управления не была запатентована, т.к. СССР не входил в Международный патентный союз и не могли заниматься патентованием и приобретением лицензий.

Еще одним новшеством было использование памяти на металлизированных картах.

Компьютеры четвертого поколения (80—90-е гг.) стали использовать большие интегральные схемы (БИС). Весь ЦП помещался в одном кристал­ле, их стали называть микропроцессорами. Быстродействие компьютеров стало десятки и сотни млн. операций/сек. Были созданы компьютеры ин­дивидуального пользования — персональные компьютеры.

Компьютеры пятого поколения. Работа над компьютерами 5-го поколе­ния началась в конце 80-х гг. и продолжается в настоящее время. Ожида­лось, что компьютеры нового поколения будут использовать биологические принципы обработки информации, решать задачи, используя принцип дея­тельности головного мозга человека. Программное обеспечение будет бази­роваться на системах искусственного интеллекта

Дата добавления: 2014-01-06