Поколения ЭВМ

 

 

Оглавление

Введение...................................................................................................................3

Глава 1. Электронные вычислительные машины.................................................4

1. ЭВМ: общая характеристика и особенности.........................................4
2. История и тенденции развития ЭВМ.....................................................6

Глава 2. Поколения ЭВМ........................................................................................9

1. Первое поколение ЭВМ.........................................................................10
2. Второе поколение ЭВМ….....................................................................12
3. Третье поколение ЭВМ..........................................................................13
4. Четвертое поколение ЭВМ....................................................................16

Вывод......................................................................................................................18

Список использованной литературы...................................................................19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла давно. Более 1500 лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д.

В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и малоизвестным широкой публике. Однако в 1971 году произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том знаменательном году еще почти никому не известная фирма Intel из небольшого американского городка Санта-Клара (шт. Калифорния), выпустила первый микропроцессор. Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем − персональных компьютеров (ПК), которыми теперь пользуются, по существу, все, от учащихся начальных классов и бухгалтеров до ученых и инженеров.

В конце XX века невозможно представить себе жизнь без персонального компьютера. Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения и поколений.

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Электронные вычислительные машины

1.1. ЭВМ: общая характеристика  и особенности

Электронные вычислительные машины (ЭВМ), или компьютеры (от англ. compute – вычислять, подсчитывать), – одно из самых удивительных творений человека.

Простейшие устройства для облегчения счета появились в глубокой древности, несколько тысячелетий назад. По мере развития человеческой цивилизации они медленно эволюционировали, непрерывно совершенствуясь. Однако только в 40-е годы XX столетия было положено начало созданию вычислительных машин современной архитектуры и с современной логикой – современных электронных вычислительных машин. За исторически очень короткий срок компьютеры – благодаря огромным успехам электроники – проделали такой путь в своем техническом совершенствовании, масштабах применения и влияния на человеческое общество,  с каким не сравнится никакое другое изобретение человечества, включая атомную энергию и космическую технику. Да и последние не могли бы получить столь мощного развития без использования достижений вычислительной техники.

Компьютер в первую очередь является машиной – не существующим в природе, а созданным человеком объектом, предназначенным для умножения природных возможностей человека. В отличие от инструментов, приспособлений и механизмов компьютер, как и любая машина, не использует для своего функционирования физическую силу (энергию) человека. При работе с любой машиной человек выполняет только функцию управления.

Компьютер является особенной – вычислительной, информационной машиной, усиливающей не физические возможности человека, а его способность к вычислениям, накоплению и обработке информации, выполняющей разного рода вычисления или облегчающей этот процесс.

Основные функциональные элементы компьютера построены с помощью электронных приборов, с использованием современной наиболее развитой технологии обработки сигналов, на базе применения достижений электроники.

По способу представления информации вычислительные машины разделяют на три группы:

• аналоговые вычислительные машины (АВМ), в которых информация представлена в виде непрерывно изменяющихся переменных, выраженных какими-либо физическими величинами;
• цифровые вычислительные машины (ЦВМ), в которых информация представлена в виде дискретных значений переменных (чисел), выраженных комбинацией дискретных значений какой-либо физической величины (цифр);
• гибридные вычислительные машины, в которых используются оба способа представления информации.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Основным достоинством ЦВМ, определившим их широкое распространение и преобладание среди всех ЭВМ, является то, что точность получаемых с их помощью результатов вычислений не зависит от точности, с которой они сами (т.е. ЦВМ) изготовлены, в отличие от АВМ. Этим объясняется и тот факт, что первое известное аналоговое вычислительное устройство – логарифмическая линейка – появилось лишь в XVII в., тогда как самыми древними цифровыми средствами для облегчения вычислений были человеческая рука и подручные предметы – камешки, палочки, косточки и т.п. «Цифровое» приспособление для счета – абак – был известен уже древним египтянам.

Понятие «вычислительная система» (ВС) появилось позже понятия «вычислительная машина» и является более общим, т. к. в структуре ВС есть нескольких равноправных и взаимодействующих обрабатывающих устройств. Таким образом, классическая вычислительная машина представляет собой всего лишь один из возможных видов вычислительной машины – однопроцессорную ВС.

Вычислительная система – это комплекс технических средств, имеющих общее управление, предназначенный для преобразования информации и обеспечивающий автоматическую обработку данных по заданной программе.

Важную роль в развитии вычислительной техники, средств обработки информации и управляющих устройств, являющихся основой автоматизации в различных сферах человеческой деятельности, сыграло появление микропроцессоров. Неослабевающий интерес к микропроцессорам объясняется такими их свойствами, как низкая стоимость, высокая  надежность,  компактность  и  значительные  вычислительные  и  функциональные возможности, позволяющие применять их даже там, где использование средств цифровой обработки информации ранее считалось нецелесообразным.

1.2.  История и тенденции развития ЭВМ

Первые электронные вычислительные машины (ЭВМ) появились немногим более 50 лет назад. За это время микроэлектроника, вычислительная техника и вся индустрия информатики стали одними из основных составляющих мирового научно-технического прогресса. Влияние вычислительной техники на все сферы деятельности человека продолжает расширяться. В настоящее время ЭВМ используются не только для выполнения сложных расчетов, но и в управлении производственными процессами, в образовании, здравоохранении, экологии и т.д. Это объясняется тем, что ЭВМ способны обрабатывать любые  виды  информации:  числовую,  текстовую,  табличную,  графическую,  звуковую, видеоинформацию.

Первая электронная вычислительная машина ENIAC была построена в 1946 г. в рамках  одного  научно-исследовательского  проекта,  финансируемого  министерством обороны США. Годом ранее Дж. фон Нейман издал статью, в которой были изложены основные принципы построения компьютеров. В основу проекта был положен макет вычислителя, разработанный американцем Дж. Атанасовым, занимавшимся крупномасштабными вычислениями. В осуществлении проекта принимали активное участие такие крупные ученые, как К. Шеннон, Н. Виннер, Дж. фон Нейман и др. С этого момента началась эра вычислительной техники. С отставанием в 10-15 лет стала развиваться и отечественная вычислительная техника.

Математические основы автоматических вычислений к этому времени были уже разработаны (Г. Лейбниц, Дж. Буль, A. Тьюринг и др.), но появление компьютеров стало возможным только благодаря развитию электронной техники. Многократные попытки создания разного рода автоматических вычислительных устройств (от простейших счет до механических и электромеханических вычислителей) не позволяли построить надежные и экономически эффективные машины.

Появление электронных схем сделало возможным построение электронных вычислительных машин.

Электронная вычислительная машина, или компьютер – это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для автоматизации подготовки и решения задач пользователей.

Под пользователем понимают человека, в интересах которого проводится обработка данных. В качестве пользователя могут выступать заказчики вычислительных работ, программисты, операторы. Как правило, время подготовки задач во много раз превышает время их решения.

Компьютеры являются универсальными техническими средствами автоматизации вычислительных работ, то есть они способны решать любые задачи, связанные с преобразованием информации. Однако подготовка задач к решению на ЭВМ была и остается до настоящего времени достаточно трудоемким процессом, требующим от пользователей во многих случаях специальных знаний и навыков.

Для снижения трудоемкости подготовки задач к решению, более эффективного использования отдельных технических, программных средств и ЭВМ в целом, а также облегчения  их  эксплуатации  каждая  ЭВМ  имеет  специальный  комплекс  программных средств. Обычно аппаратные и программные средства взаимосвязаны и объединяются в одну структуру.

Структура представляет собой совокупность элементов и их связей. В зависимости от контекста различают структуры технических, программных, аппаратно-программных и информационных средств.

Часть программных средств обеспечивает взаимодействие пользователей с ЭВМ и является своеобразным «посредником» между ними. Она получила название операционная система и является ядром программного обеспечения ЭВМ.

Под  программным  обеспечением  понимается  комплекс  программных средств регулярного применения, предназначенный для создания необходимого сервиса для работы пользователей.

Программное  обеспечение (ПО) отдельных  ЭВМ  и  вычислительных  систем (ВС) может  сильно  различаться  составом  используемых  программ,  который  определяется классом используемой вычислительной техники, режимами ее применения, содержанием вычислительных работ пользователей и т.п. Развитие ПО современных ЭВМ и ВС в значительной степени носит эволюционный и эмпирический характер, но можно выделить закономерности в его построении.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Поколения ЭВМ

Основные закономерности развития компьютеров можно представить в следующем виде (табл. 1).

Таблица 1

Автоматизация подготовки и решения задач на ЭВМ

Поко-ления ЭВМ	Этапы подготовки и решения задач
	Постановка задачи	Выбор алгоритма	Программи-рование на Вх языке	Организац. вычислит. процесса	Получение машинной программы	Решение задачи
I	ПО	ЛЬЗ	ОВА	ТЕ	ЛЬ	Аппаратура
II	П О Л	Ь З О	В А Т	Е Л Ь		Аппаратура
III	П О Л Ь	З О В А Т	Е Л Ь			Аппаратура
IV	П О Л Ь	З О В А Т	Е Л Ь			Аппаратура
V	П О Л Ь З О	ВАТЕЛЬ				Аппаратура
VI

 

В общем случае процесс подготовки и решения задач на ЭВМ предусматривает обязательное выполнение следующей последовательности этапов:

1. формулировка проблемы и математическая постановка задачи;
2. выбор метода и разработка алгоритма решения;
3. программирование (запись алгоритма) с использованием некоторого алгоритмического языка;
4. планирование и организация вычислительного процесса – порядка и последовательности использование ресурсов ЭВМ и ВС;
5. формирование «машинной программы», то есть программы, которую непосредственно будет выполнять ЭВМ;
6. собственно решение задачи – выполнение вычислений по готовой программе.