История развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На тему: История развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

Введение

1. Ручной период докомпьютерной эпохи
2. Механический этап
3. Электромеханический этап
4. Поколения современных ЭВМ
1. I поколение
2. II поколение
3. III поколение
4. IV поколение
5. Какими должны быть компьютеры V поколения?

 

 

Введение

 

Вычислительные  машины состоят из большого количества элементарных электронных устройств, имеющих самые простые функции. За всю историю развития эти функции  почти не изменились, но их физическое содержание постоянно менялось.

Каждый  этап развития определялся тем материалом, из которого они изготавливались, элементной базой. И на каждом этапе более  современные модели ЭВМ быстро вытесняли  старые. При этом область применения компьютеров постоянно расширялось. Поэтому принято говорить о поколениях ЭВМ.

 

Ручной период докомпьютерной эпохи

 

Ручной период начался на заре человеческой цивилизации. Фиксация результатов счета у разных народов на разных континентах производилась разными способами: пальцевый счет, нанесение засечек, счетные палочки, узелки и т.д. Наконец, появление приборов, использующих вычисление по разрядам, как бы предполагали наличие некоторой позиционной системы счисления, десятичной, пятеричной, троичной и т.д. К таким приборам относятся абак, русские, японские, китайские счеты.

Историю цифровых устройств начать следует со счетов. Подобный инструмент был известен у всех народов. Древнегреческий абак представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проходили бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая - десяткам и т.д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камушек в следующем разряде. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, пеcка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.

Китайские счеты суан – пан состояли из деревянной рамки, разделенной на верхние и нижние секции. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки – с числами. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка.

Суан - пан разделены на две части: в нижней части на каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части – по 2. Таким образом, для того, чтобы выставить на этих счетах число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке, а затем добавляли одну косточку в разряд единиц.

У японцев это же устройство для  счета носило название серобян.

В девятом веке индийские ученые сделали одно из величайших открытий в математике. Они изобрели позиционную систему счисления, которой теперь пользуется весь мир. При записи числа, в котором отсутствует какой- либо разряд (например, 110 или 16004), индийцы вместо названия цифры говорили слово «пусто». При записи на месте «пустого» разряда ставили точку, а позднее рисовали кружок. Современное слово «нуль» происходит от латинского.

В конце 15 – начале 16 века Леонардо да Винчи создал 13- разрядное суммирующее устройство с десятизубными кольцами. Основу машины по описанию составляли стержни, на которые крепились два зубчатых колеса, большее с одной стороны стержня, а меньшее – с другой. Эти стержни должны были располагаться таким образом, чтобы меньшее колесо на одном стержне входило в зацепление с большим колесом на другом стержне. При этом меньшее колесо второго стержня сцеплялось с большим колесом третьего и т.д. Десять оборотов первого колеса, по замыслу автора, должны были приводить к одному полному обороту второго, а десять оборотов второго - к полному обороту третьего и т.д. Вся система, состоящая из 13 стержней с зубчатыми колесами должна была, приводиться в движение набором грузов.

 

Механический этап

 

Развитие механики в 17 веке стало  предпосылкой вычислительных устройств  и приборов, использующих механический принцип вычислений, обеспечивающий перенос старшего разряда. Использование  таких машин способствовало «автоматизации умственного труда».

Увеличение во второй половине 19 века вычислительных работ в целом  ряде областей человеческой деятельности выдвинуло настоятельную потребность в вычислительной технике и повышение требований к ней.

В этот период английский математик  Чарльз Бэббидж выдвинул идею создания программно-управляемой счетной  машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати.

Первая спроектированная Беббиджем  машина, Разностная машина, работала на паровом двигателе. Работающая модель была шестицифровым калькулятором, способным производить вычисления и печатать цифровые таблицы.

Главным достижением этой эпохи  можно считать изобретение арифмометра ученым, по имени Однер. Главная особенность детища Однера заключается в применении зубчатых колес с переменным числом зубцов вместо ступенчатых валиков. Оно проще валика конструктивно и имеет меньшие размеры.

Первоначально появление в этот период ЭВМ не очень повлияло на выпуск арифмометров, прежде всего  из-за различия в назначении, а также  в стоимости и распространенности. Однако с 60-х годов в массовое использование все активнее проникают электронные клавишные вычислительные машины, выпускаемые вначале на лампах, а с 1964 г. на транзисторах. Лидерство в этом направлении сразу же захватила Япония, которая отличалась миниатюризацией электронной техники, включая вычислительную.

 

Электромеханический этап

 

Электромеханический этап развития вычислительной техники явился наименее продолжительным и охватывает около 60 лет – от первого табулятора Г. Холлерита до первой ЭВМ ENIAK (1945). Предпосылками создания проектов этого типа явились как необходимость проведения массовых расчетов, так и развитие прикладной электротехники.

Классическим типом средств  электромеханического этапа был  счетно-аналитический комплекс, предназначенный  для обработки информации на перфокарточных носителях.

Значение работ Холлерита для  развития вычислительной техники определяется двумя факторами. Во-первых, он стал основоположником нового направления в вычислительной технике – счетно-перфорационного с соответствующим им оборудованием для широкого круга экономических и научно-технических расчетов. Это направление привело к созданию машиносчетных станций, послуживших прообразом современных вычислительных центров. Во-вторых, даже в наше время использование большого числа разнообразных устройств ввода/вывода информации не отменило полностью использование перфокарточной технологии.

Заключительный период электромеханического этапа развития вычислительной техники  характеризуется созданием целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управлением, характеризующихся алгоритмической  универсальностью и способных выполнять  сложные научно-технические вычисления в автоматическом режиме со скоростями, на порядок превышающими скорость работы арифмометров с электропроводом. Эти  аппараты можно рассматривать в  качестве прямых предшественников универсальных  ЭВМ.

 

Поколения современных ЭВМ

 

Историю развития современных ЭВМ  разделяют на 4 поколения. Но деление  компьютерной техники на поколения  — весьма условная, нестрогая классификация  по степени развития аппаратных и  программных средств, а также  способов общения с компьютером.

Идея делить машины на поколения  вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала  большую эволюцию, как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения  её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера  использования. Этот прогресс показан  в данной таблице: