Персональные компьютеры

Поколения ЭВМ

Начальный этап развития вычислительной техники

Общие сведения о персональных компьютерах

Все началось с идеи научить машину считать или хотя бы складывать многоразрядные целые числа. Ещё приблизительно в 1500 г. знаменитый деятель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства, что явилось первой дошедшей до нас попыткой решить указанную задачу. Первую же действующую суммирующую машину построил в 1642 г. Блез Паскаль – знаменитый французский физик, математик и инженер. Его 8-разрядная машина сохранилась до наших дней. Только через 250 лет был создан практически полезный и широко используемый агрегат – арифмометр (механическое вычислительное устройство, способное выполнять 4 арифметических действия). С тех пор над созданием и совершенствованием механических вычислительных устройств трудились, как ученые с мировыми именами, так и сотни людей, оставшиеся неизвестными. В 1822 г. Чарльз Бэббидж – английский математик и инженер спроектировал и почти 30 лет совершенствовал машину, которую впоследствии назвал аналитической. В аналитическую машину были заложены принципы, ставшие фундаментальными для вычислительной техники:

автоматическое выполнение операций;

работа по вводимой программе;

необходимость специального устройства - памяти – для хранения данных (Бэббидж назвал его складом).

Эти революционные идеи натолкнулись на невозможность их реализации на основе механической техники, ведь до появления электромотора оставалось ещё полвека, а первой электронной радиолампы – почти век. Они настолько опередили своё время, что были в значительной мере забыты и переоткрыты в следующем столетии.

Подлинная революция в вычислительной технике произошла в связи с применением электронных устройств. работа над ними началась в конце 30-х годов одновременно в США, Германии, Великобритании и СССР.

Первое поколение - компьютеры на электронных лампах (1946-1956г.). За точку отсчёта эры ЭВМ обычно принимают 15 февраля 1946 года, когда учёные Пенсильванского университета США ввели в строй первый в мире электронный компьютер ЭНИАК. В нём использовалось 18 тысяч электронных ламп. Машина занимала площадь 135 м², весила 30 тонн и потребляла 150 кВт электроэнергии. Она использовалась для решения задач, связанных с созданием атомной бомбы. И хотя механические и электромеханические машины появились значительно раньше, все дальнейшие успехи ЭВМ связаны именно с электронными компьютерами.

В СССР в 1952 году академиком С.А. Лебедевым была создана самая быстродействующая в Европе ЭВМ БЭСМ (Большая электронно-счетная машина). Быстродействие первых машин было несколько тысяч операций в секунду.

Второе поколение - компьютеры на транзисторах –полупроводниковых приборах (1956-1964г.). Компьютеры на транзисторах резко уменьшили габариты, массу, потребляемую мощность, повысили быстродействие и надёжность. Типичная отечественная машина (серий "Минск", "Урал") содержала около 25 тысяч транзисторов. Лучшая наша ЭВМ БЭСМ-6 имела быстродействие 1 млн. оп/с.

Третье поколение - компьютеры на микросхемах с малой степенью интеграции (1964-1971г.). Микросхема была изобретена в 1958 году в США. Микросхемы позволили повысить быстродействие и надёжность ЭВМ, снизить габариты, массу и потребляемую мощность. Первая ЭВМ на микросхемах IBM-360 была выпущена в США в 1965 году, как и первая мини-ЭВМ PDP-8 размером с холодильник. В СССР с 1972 года. выпускались аналоги американских IBM-360, IBM-370.большие ЭВМ третьего поколения серии ЕС (ЕС-1022 - ЕС-1060).

Четвёртое поколение - компьютеры на микропроцессорах (1971-настоящее время). Микропроцессор - это арифметическое и логическое устройство, выполненное чаще всего в виде одной микросхемы с большой степенью интеграции. Применение микропроцессоров привело к резкому снижению габаритов, массы и потребляемой мощности ЭВМ, повысило их быстродействие и надёжность. Первый микропроцессор Intel-4004 был выпущен в США фирмой Intel в 1971 году. Его разрядность была 4 бита. В 1973г. был выпущен 8-битовый Intel-8008, а в 1974г. Intel-8080. В 1975г. появился первый в мире персональный компьютер Альтаир-8800, построенный на базе Intel-8080. Началась эра персональных ЭВМ. В 1976г. появился персональный компьютер Apple на базе микропроцессора фирмы Motorola, который имел большой коммерческий успех. Он положил начало компьютерам серии Макинтош. Первый компьютер фирмы IBM с названием IBM PC появился в 1981 году. Он был сделан на базе 16-битового микропроцессора Intel-8088 и имел ОЗУ 1 Мб (у всех других машин было тогда ОЗУ 64 Кб). Фактически он стал стандартом персонального компьютера. Сейчас IBM-совместимые компьютеры составляют 90% всех производимых в мире персональных компьютеров. В 1983г. на базе Intel-8088 был выпущен компьютер IBM PC/ХT, имеющий жёсткий диск. В 1982г. был сделан 16-битовый процессор Intel-80286, который был использован фирмой IBM в 1984г. в компьютере серии IBM PC/AT. Его быстродействие было в 3-4 раза выше, чем у IBM PC/ХT. В 1985г. фирма Intel разработала 32-битовый процессор Intel-80386. Он содержал примерно 275 тысяч транзисторов и мог работать с 4 Гб дисковой памяти.

Для процессоров Intel-80286 и Intel-80386 появились математические сопроцессоры соответственно Intel-80287 и Intel-80387, которые повышали быстродействие компьютеров при математических расчётах и при работе с плавающей запятой. Процессоры 80486 (1989г.), Pentium (1993г.), Pentium-Pro (1995г.), Pentium-2 (1997г.) и Pentium-3 (1999г.) уже имеют встроенный математический сопроцессор.

На базе процессоров Pentium собраны многие современные персональные компьютеры.

Пятое поколение (перспективное) - это ЭВМ, использующие новые технологии и новую элементную базу, например сверхбольшие интегральные схемы, оптические и магнито-оптические элементы, работающие посредством обычного разговорного языка, оснащённые огромными базами данных. Предполагается также использовать элементы искусственного интеллекта и распознавание зрительных и звуковых образов. Такие проекты разрабатываются в ведущих промышленно развитых странах.

Персональный компьютер — это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи информации.

Слово электронный в данном определении не очень принципиально. История техники знает и электрические, и механические устройства для обработки информации. Электронный — это просто констатация факта. Именно электронные устройства достигли производительности в сотни миллионов операций в секунду, и именно они сегодня составляют парк мировой вычислительной техники.

Персональные компьютеры – это малогабаритные вычислительные машины, которые могут быть установлены на любом рабочем месте. Наиболее известны и распространены персональные компьютеры IBM PC и Macintosh.

Лекция 2. Технические и программные средства реализации информационных процессов

При рассмотрении данной темы основное внимание уделяется знакомству с аппаратным и программным обеспечением с точки зрения пользователя, т.е. студента, который должен уметь “использовать компьютерную технику и наработанное в мире программное обеспечение для реализации информационных процессов в учебной и в будущей профессиональной деятельности” (из Рабочей программы).

Дата добавления: 2017-01-13