История вычислительной техники

Родоначальником современных мини-ЭВМ можно считать  компьютеры PDP-11 (Program Driven Processor - программно-управляемый  процессор) фирмы DEC (Digital Equipment Corporation - Корпорация дискретного оборудования, США), они явились прообразом и наших отечественных мини-ЭВМ - Системы Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ 1, 2,3,4, 1400, 1700 и др.

Дальнейшие успехи в области элементной базы и архитектурных  решений привели к возникновению  супермини-ЭВМ - вычислительной машины, относящейся по архитектуре, размерам и стоимости к классу малых ЭВМ, но по производительности сравнимой с большой ЭВМ.

В настоящее  время семейство мини-ЭВМ PDP-11 включает большое число моделей - от VAX-11 до VAX-3600; мощные модели мини-ЭВМ класса 8000 (VAX-8250, 8820); супермини-ЭВМ класса 9000 (VAX-9410,9430) и др. Мини-ЭВМ VAX полностью перекрывают весь диапазон характеристик этого класса компьютеров и в подклассе супермини стирают грань с мэйнфреймами.

Среди прочих мини-ЭВМ  следует отметить: однопроцессорные: IBM 4381, HP 9000; многопроцессорные: Wang VS 7320, AT&T 3В 4000; супермини-ЭВМ HS 4000, по характеристикам не уступающая мэйнфреймам.

Изобретение в 1969 г. микропроцессора (МП) привело к  появлению в 70-х гг. еще одного класса ЭВМ - микро ЭВМ. Именно наличие МП служило первоначально определяющим признаком микроЭВМ. Сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах ЭВМ.

Многопользовательские микроЭВМ - это мощные микроЭВМ, оборудованные  несколькими видеотерминалами и  функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.

Персональные  компьютеры (ПК) - однопользовательские микроЭВМ, удовлетворяющие требованиям  общедоступности и универсальности  применения.

Среди зарубежных ПК следует отметить компьютеры американской фирмы IBM: IBM PC/XT, IBM PC/AT на микропроцессорах 80286 (16-разрядные), IBM PS/2 8030 -PS/2 8080 (PS - Personal System), все PS, кроме PS/2 8080, - 16-разрядные, PS/2 8080 - 32-разрядная, IBM PC на МП 80386 и 80486 (32-разрядные), IBM PC на МП Pentium и Pentium Pro (64-разрядные).

Широко известны персональные компьютеры, выпускаемые  американскими фирмами: Compaq Computer, Apple (Macintosh), Hewlett Packard, Dell, DEC, а также фирмами  Великобритании: Spectrum, Amstrad; Франции: Micral; Италии: Olivetty; Японии: Toshiba, Panasonic и Partner.

Наибольшей популярностью  в настоящее время пользуются персональные компьютеры клона (архитектуры  определенного направления) IBM, первые модели которых появились в 1981г. Существенно им уступают по популярности персональные компьютеры клона DEC (Digital Equipment Corporation), в частности широкоизвестные ПК Macintosh фирмы Apple, занимающие по распространимости 2-е место.

В начале 90-х  гг. мировой парк компьютеров составлял  примерно 150 млн. шт., из них около 90% - это персональные компьютеры, в частности профессиональных ПК типа IBM PC более 100 млн. шт. (около 75% всех ПК); профессиональных ПК типа DEC около 5 млн. шт.

За рубежом  самыми распространенными моделями компьютеров в настоящее время являются IBM PC с микропроцессорами Pentium и Pentium Pro2.

Отечественная промышленность (страны СНГ) выпускала DEC-совместимые (диалоговые вычислительные комплексы ДВК-1 -ДВК-4 на основе Электроники  МС-1201, Электроники 85, Электроники 32 и  др.) и IBM PC-совместимые ( ЕС 1840 - ЕС 1842, ЕС 1845, ЕС1849, ЕС1861, Искра 1030, Искра 4816, Нейрон И9.66 и др.) компьютеры. Остальные типы отечественных ПК (Агат, Микроша, Спектр, Орбита, БК и др.) существенно уступают по своим характеристикам вышеназванным. Причем если еще лет 8-10 назад мы ориентировались в основном на DEC-совместимые ПК, то сейчас подавляющее большинство отечественных персональных компьютеров собирается из импортных комплектующих и относится к IBM PC-совместимым.

Первая суперЭВМ была задумана в I960 г. и создана в 1972 г. (машина ILLIAC IV с производительностью 20 MFLOPS), а начиная с 1974 г. лидерство в разработке суперЭВМ захватила фирма Cray Research, выпустившая ЭВМ Cray 1 производительностью 160 MFLOPS и объемом оперативной памяти 64 Мбайта, а в 1984 г. - ЭВМ Cray 2, в полной мере реализовавшую архитектуру MSIMD и ознаменовавшую появление нового поколения суперЭВМ. Производительность Cray 2 - 2000 MFLOPS, объем оперативной памяти - 2 Гбайта. Классическое соотношение, ибо критерий сбалансированности ресурсов ЭВМ - каждому MFLOPS производительности процессора должно соответствовать не менее 1 Мбайта оперативной памяти.

В настоящее  время в мире насчитывается несколько  тысяч суперЭВМ (в 1991 г. - 900 шт.), начиная  от простеньких офисных Cray EL до мощных Cray 3, Cray 4, Cray Y-MP C90 фирмы Cray Research, Cyber 205 фирмы Control Data, SX-3 и SX-X фирмы NEC, VP 2000 фирмы Fujitsu (Япония), VPP 500 фирмы Siemens (ФРГ) и др., производительностью несколько десятков тысяч MFLOPS; среди лучших суперЭВМ можно отметить и отечественные суперкомпьютеры.

В сфере суперЭВМ Россия, пожалуй, впервые представила  собственные оригинальные модели ЭВМ. Все остальные: и ПК, и малые, и  универсальные ЭВМ, за редким исключением (например, ЭВМ Рута 110), на базе отечественной технологии копировали зарубежные разработки (в первую очередь разработки фирм США).

В СССР, а позднее  в России была разработана и реализуется (сейчас, правда, почти заморожена) государственная  программа разработки суперкомпьютеров. По этой программе были разработаны и частично выпущены такие суперЭВМ, как повторяющая архитектуру Cray Электроника СС БИС; оригинальные разработки: ЕС1191, 1195, 1191.01, 1191.10, Эльбрус 1, 2, 3, ЗБ. Разработка ЕС1191 с производительностью 1200 MFLOPS из-за нехватки средств заморожена; офисные варианты ЕС 1195 и ЕС 1191.01 имеют производительность соответственно 50 и 500 MFLOPS; идет разработка ЕС 1191.10с ожидаемой производительностью 2000 MFLOPS.

Одно уже бесспорно - ускорение изменений в производительности суперкомпьютеров опережает ускорение эффектов закона Мура. Фирма Cray Research намерена в 2000 г. создать суперЭВМ производительностью 1 TFLOPS = 1 000 000 MFLOPS. Правда на сегодняшний день ей удалось достигнуть лишь 891,5 GFLOPS на суперЭВМ Cray/SGI T3E900 с 1324 процессоров3.

Конец 90-х превратился  в настоящую гонку конкурирующих  титанов - производителей компьютерной техники. Стремительно повышается тактовая частота процессоров и их модификации. Возрастающая скорость работы процессоров  стимулировала совершенствование других узлов и периферийных устройств копьютерного "железа". Ранее активно продвигаемый процессор от Intel под названием Pentium Pro не получил широкого распространения, путёвку в жизнь получил гибрид Pentium и Pentium Pro под названием. Если три года назад пределом мечтаний пользователя был Pentium - 233MHz, использующий технологию MMX, то сейчас стандарт де-факто Pentium - II 350MHz, а верх потребительского рынка персональных компьютеров представлен моделями Pentium-!!! (недавно получившего право называться Pentium-III) с частотой до 750 MHz. Целая ниша рынка занята клоном Intel Celeron, немного уступающим Pentium - II и выгодным по цене. Несправедливо было-бы забыть наступающих на пятки Intel конкурента - AMD с его K6 и Athlon, "уставший" Cyrix M2. На 2001 год заявлены процессоры с частотой 1100 MHz4. Осветить весь спектр клонов и разновидностей микропроцессорной техники в рамках курсовой работы просто невозможно. Литературные издания просто не успевают сообщать о новинках в мире компьютерной техники и информационных технологий.

1.3. ТЕНДЕНЦИИ  РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Представление о совершенствовании технологии использования компьютеров дает приложение 2.

Главной тенденцией развития вычислительной техники в  настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам - вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.

Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы - вычислительные сети - ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.

Специалисты считают, что в начале XXI в. в цивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды.

При разработке и создании собственно ЭВМ существенный и устойчивый приоритет в последние годы имеют сверхмощные компьютеры - суперЭВМ и миниатюрные, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся, как уже указывалось, поисковые работы по созданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре, - ней-рокомпьютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могут использоваться уже имеющиеся специализированные сетевые МП - транспьютеры - микропроцессоры сети со встроенными средствами связи.

Широкое внедрение  средств мультимедиа, в первую очередь  аудио- и видеосредств ввода и  вывода информации, позволит общаться с компьютером на естественном языке. Мультимедиа нельзя трактовать узко, только как мультимедиа на ПК. Можно говорить о бытовом (домашнем) мультимедиа, включающем в себя и ПК, и целую группу потребительских устройств, доводящих потоки информации до потребителя и активно забирающих информацию у него.

Специалисты предсказывают  в ближайшие годы возможность  создания компьютерной модели реального  мира, такой виртуальной (кажущейся, воображаемой) системы, в которой  мы можем активно жить и манипулировать виртуальными предметами. Простейший прообраз такого кажущегося мира уже сейчас существует в сложных компьютерных играх. Но в будущем можно говорить не об играх, а о виртуальной реальности в нашей повседневной жизни, когда нас в комнате, например, будут окружать сотни активных компьютерных устройств, автоматически включающихся и выключающихся по мере надобности, активно отслеживающих наше местоположение, постоянно снабжающих нас ситуационно необходимой информацией, активно воспринимающих нашу информацию и управляющих многими бытовыми приборами и устройствами.

2. РЕАЛИЗАЦИЯ  ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ НА ЭВМ  С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАКЕТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ  ТАБЛИЦ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ  БАЗАМИ ДАННЫХ

2.1. ПРАКТИЧЕСКОЕ  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТАБЛИЧНЫХ

ПРОЦЕССОРОВ

Общая характеристика задачи.

Задача представляет собой расчёт величины банковского  кредита и величины собственных  средств, необходимых предприятию  в данном году для формирования запаса материальных ценностей.

Цель задачи - реализовать процесс решения  задачи на ПЭВМ с использованием пакета электронных таблиц. Полученная в результате электронная таблица должна автоматически выдавать сведения о размере денежных сумм, покрываемых за счёт банковского кредита и собственных средств, основываясь на размере планового постоянного годового запаса сырья, при любом другом наборе корректных исходных данных.  

2.1.2. Выбор пакета  электронных таблиц.

Электронная таблица - самая распространенная и мощная информационная технология для профессиональной работы с данными. Для управления электронной таблицей созданы специальные программные продукты - табличные процессоры.

В бизнесе электронные  таблицы незаменимы для учёта  материальных и денежных средств, составления  расчётов и прогнозирования, создания графиков и диаграмм, а также решения  других важных задач.

Идея создания электронной таблицы возникла у  студента Гарвардского университета (США) Дэна Бриклина (Dan Bricklin) в 1979 г. Выполняя скучные вычисления экономического характера с помощью бухгалтерской  книги, он и его друг Боб Франкстон (Bob Frankston), который разбирался в программировании, разработали первую программу электронной таблицы, названную ими VisiCalc5.

VisiCalc скоро стала  одной из наиболее успешных  программ. Первоначально она предназначалась  для компьютеров типа Apple II, но  потом была трансформирована для всех типов компьютеров. Многие считают, что резкое повышение продаж компьютеров типа Apple в то время и было связано с возможностью использования на них табличного процессора VisiCalc. В скоро появившихся электронных таблицах-аналогах (например, SuperCalc) основные идеи VisiCalc были многократно усовершенствованы.

Новый существенный шаг в развитии электронных таблиц - появление в 1982 г. на рынке программных  средств Lotus 1-2-3. Lotus был первым табличным  процессором, интегрировавшим в своем составе, помимо обычных инструментов, графику и возможность работы с системами управления базами данных. Поскольку Lotus был разработан для компьютеров типа IBM, он сделал для этой фирмы то же, что VisiCalc в свое время сделал для фирмы Apple. После разработки Lotus 1-2-3 компания Lotus в первый же год повышает свой объем продаж до 50 млн. дол. и становится самой большой независимой компанией - производителем программных средств. Успех компании Lotus привел к ужесточению конкуренции, вызванной появлением на рынке новых электронных таблиц, таких, как VP Planner компании Paperback Software и Quattro Pro компании Borland International, которые предложили пользователю практически тот же набор инструментария, но по значительно более низким ценам.

Следующий шаг - появление в 1987 г. табличного процессора Excel фирмы Microsoft. Эта программа предложила более простой графический интерфейс в комбинации с ниспадающими меню, значительно расширив при этом функциональные возможности пакета и повысив качество выходной информации. Расширение спектра функциональных возможностей электронной таблицы, как правило, ведет к усложнению работы с программой.