Элементарная база компьютеров второго поколения это: Поколения эвм и их элементная база — Информатика, информационные технологии

Содержание

Поколения компьютеров

НАЗАД

ВПЕРЕД

Поколения компьютеров

ПОКОЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРОВ

       Поколения компьютеров. Ни одно техническое устройство не совершенствовалось так быстро, как компьютер. Каждые 10-12 лет происходил резкий прыжок в их конструкциях, способах производства. Новые модели быстро вытесняли стариков. Возможности и сферы их применения постоянно расширялись, а в отличие от других устройств, например, телевизоров или автомобилей, себестоимость и цена постоянно снижались.
       Выделяют пять поколений компьютеров. Каждое поколение характеризуется элементной базой — видом элементов, из которых построена оперативная память и процессор, и развитием программного обеспечения.
       Первое поколение (50 года). Элементной базой компьютеров первого поколения были вакуумные электронные лампы, которые сегодня еще можно увидеть в старых телевизорах и радиоприемниках. Тысячи ламп были в металлических шкафах, которые занимали много места. Весила такая машина десятки тонн. Для ее работы требовалась электростанция. Для охлаждения машины использовали мощные вентиляторы. Программирование выполняли в кодах машины, доступ к которой имели только специалисты-профессионалы.

       Быстродействие составляло несколько тысяч операций за секунду. Эти машины имели небольшую оперативную память.
       Второе поколение (60 года). Элементной базой компьютеров второго поколения были транзисторы, которые заменили электронные лампы. Транзисторы значительно меньше ламп и потребляют значительно меньше энергии. Поэтому размеры компьютера уменьшились. Возможности же увеличились, поскольку появились языка программирования высокого уровня и программное обеспечение. Программирование стало доступным и для не профессионалов в области компьютеров. В программном обеспечении были заранее разработанные программы решения наиболее типичных задач. Быстродействие машин достигла сотен тысяч операций за секунду.
Значительно увеличилась оперативная память. Наиболее распространенными были такие марки машин: «Элиот» (Англия), «Сименс» (ФРГ), «Стретч», «CDC» (США), «Раздаи-2», серия «Минск», «Урал», «Найри», «Мир», «Бзсм-б» (в нашей стране).
       Третье поколение (70 года). Элементная база компьютеров третьего поколения — интегрированные устройства (интегральные схемы, чипы). Интегрированное устройство — это небольшая пластинка из чистого кремния, на которой являются миниатюрные электронные элементы: транзисторы, резисторы и т.п..
       Таких элементов на квадратном сантиметре сначала было несколько тысяч. Значительно увеличились быстродействие (до нескольких миллионов операций за секунду) и объем оперативной намятые. Развилось программное обеспечение. Удобство в пользовании открыло широкий доступ к компьютерам. Такая машина может одновременно решать несколько задач, выполняя несколько программ.
       Пользователям нет потребности работать непосредственно с внутренностями компьютера не отходя ни на шаг, так- как есть пульт управления. Для работы им предоставлены терминалы (клавиатура, дисплей и устройства введения — выведения), которые могут быть отдалены от компьютера на немалые расстояния. Для сохранения информации используют магнитные ленты и магнитные диски. Магнитные носители информации стали вытеснять перфокарты и перфоленты. Начался переход к информатике. Машины третьего поколения — серия «ІВМ-360», «ІВМ-370» в США, серия ЭС в нашей стране — аналог серии «ІBM». Разработка проекта машины третьего поколения стоила фирме ІBM в 60-х годах 5 миллиардов долларов.
       Четвертое поколение (80 года). Элементной базой компьютеров четвертого поколения являются крупномасштабные интегрированные устройства. Прогресс, в физике, полупроводников дал возможность разместить большое количество элементов на маленьком кристалле кремния (десятки тысяч на квадратном сантиметре). Кроме того, на одном кристалле кремния стало возможно разместить устройство, которое воссоздает работу процессора. Такие кристаллические процессоры называются микропроцессорами. Это обусловило появление микрокалькуляторов, персональных компьютеров, которые можно размещать на обычном рабочем столе, а также мощных много процессорных компьютеров. Увеличились быстродействие (к миллиарду операций за секунду), емкость оперативной памяти, удобство в пользовании. Массовое производство и сбыт обеспечили резкое снижение цен на компьютерную технику.
       Пользователь снова сел за пульт управления, но уже персонального компьютера. Мощнейшие машины четвертого поколения: «Эльбрус» в нашей стране, американские машины серии «Крей» и прочие.
       На уровне четвертого поколения состоялось деление машин на большие вычислительные машины и персональные компьютеры.
       Сегодня уже есть несколько поколений персональных компьютеров.
       Пятое поколение (90 года). Элементной базой компьютеров пятого поколения стали очень большие масштабные интегрированные устройства, которые содержат сотни тысяч элементов на квадратном сантиметре.

       В 1980 г. японское правительство и некоторые фирмы объявили десятилетнюю программу создания компьютерной системы пятого поколения, которое должна была базироваться на использовании искусственного интеллекта, экспертных систем и естественного языка общения. Эту программу назвали «японским вызовом», поскольку авангардная роль в области компьютерной техники сегодня належит США.
       Ну а сейчас, можно выделить, ещё пять поколений персонального PENTIUMа плюс новая оперативка, беспроводная связь, управление голосом, передача запаха, 200 гигабайт в кармане и 20 на одном диске, размер калькулятора…
       Но Вы же сами понимаете- совершенству нет предела!!!

Сайт компьютерного и сладкого

Сайт управляется системой uCoz

Выберите раздел сайтаВсе о компьютереПлатный компьютерный разделВсе о вкусномПлатный вкусный разделКарта сайтаДрузья и партнеры нашего сайтаКонтактные формальности

Поколения компьютеров

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕВОЛЮЦИИ

Информационная революция – преобразования общественных отношений в связи с кардинальным изменением в сфере обработки информации.

 

№ п/п Преобразования Время Изменения в сфере обработки информации
1
Появление устной речи
  Возможность общения, передачи информации.
2
Изобретение письменности

  Возможность распространения знаний и сохранения их для передачи следующим поколениям.
3
Изобретение книгопечатания

Середина XVI в. Возможность распространения знаний и сохранения их для передачи следующим поколениям на более качественном уровне.
4
Изобретение электричества

Конец XIX в. Изобрели телеграф, телефон, радио, которые позволяли передавать информацию на большие расстояния за короткое время.
5
Изобретение вычислительной машины

Середина XX в. Возможность хранить, передавать, обрабатывать большой объем информации в короткие сроки.
6
Появление сети Интернет

Конец XX в.
Сняты все территориальные и временные границы передачи информации.

В результате информационных революций начался постепенный переход к информационному обществу, в котором на основе овладения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность.

Для строительства информационного общества человек использует информационные технологии.

Информационные технологии — это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.

  ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Ручной

с 50-го тыс.до н.э.

Механический

с середины 17 века

Электромеханический

с 90-х годов 19 века

Электронный

с 30-х годов 20 века

 

Основные принципы построения автоматической цифровой вычислительной машины были высказаны еще в 1937 году американским физиком болгарского происхождения Д. Ж.Атанасовым. Это была первая попытка спроектировать и построить электронный компьютер. Этот компьютер, названный позже «АВС», был практически закончен к 1942 г. Однако ввести его в эксплуатацию по разным причинам так и не удалось.

Газета «ИНФОРМАТИКА» Atanasoff Berry Computer

До 1955 года происходило становление вычислительной техники. В это время определились основные принципы построения ЭВМ. С периодичностью 5-7 лет происходил переход к ЭВМ принципиально новых типов, использующих более совершенную элементную базу, которая расширяла возможности и обеспечивала больше удобства при работе человека с ЭВМ. В связи с этим появилось понятие поколение ЭВМ.

  ПОКОЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Поколение ЭВМ – период развития вычислительной техники, отмеченный относительной стабильностью архитектуры и технических решений.

Смена поколений ЭВМ обычно связана с переходом на новую элементную базу, что приводит к скачку в росте основных характеристик ЭВМ.

 

Признаки отличающие одно поколение от другого:

  1. элементная база,

  2. быстродействие,

  3. объем оперативной памяти,

  4. устройства ввода-вывода,

  5. программное обеспечение.

  
Поколение Элементная база Быстродействие
(операций в секунду)


Объем ОП
Устройства ввода-вывода Программное обеспечение Примеры
Первое поколение,
после 1946 года
Электронные лампы, реле 3х105

64 Кб
Пульт управления, перфокарта Машинные языки, однопользовательский режим ENIAC,
MARK-3, SWAC, IAS, BINAC, UNIVAC, MANIAC, WhirlWind-1, ORDVAC, IBM 701 (США)
Gamma-40 (Франция)
LEO, DEDUCE (Англия)
МЭСМ, БЭСМ, Минск-1, Урал-2, М-20 (СССР)
Второе поколение,
после 1955 года
Транзисторы 3х106

512 Кб
Перфокарты, перфоленты, АЦПУ, магнитный барабан, магнитные ленты Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим IBM 701, RCA-501, IBM 7090, LARC, Stretch; (США)
ATLAS (Англия)

Раздан, Наири, Минск, МИР, Урал, Днепр, М-400, БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22, Минск-32 (СССР)

Третье поколение,
после 1964 года
Интегральные схемы (ИС)  3х107

16 МГб

 

Видеотерминальные системы, магнитные диски Операционные системы, режим разделения времени PDP-8,PDP-11,B3500, IBM 360 (США)
ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ (СССР)
Четвертое поколение,
после 1975 года
Большие интегральные схемы (БИС) и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) более 3х107

более 16 МГб
Цветной графический дисплей, графопостроители, мышь, магнитные диски, сканер, оптические, лазерные устройства, устройство голосовой связи, Flash-карты Базы и банки данных, персональный режим работы, сетевая обработка данных ILLIAS 4, Cray-серией, Burroghs  (США)
ЕС 1191, ЕС 1766, Эльбрус (СССР)
Пятое поколение,
начало проектирования 1982 год
Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС)   Экспертные системы ? ? ?

 

По материалам книги Э. Танненбаума «Архитектура компьютера» История развития вычислительной техники.

Основные этапы развития компьютеров Конспект лекций Э.П.Ланиной, ИрГТУ

№01-2000 Цифровой век (итоги уходящего столетия)

№09-2001 ПК в возрасте 20 лет (История развития за последние 20 лет)

Журнал «Открытые системы»

№10-2000 Будущее технологии КМОП (В статье очерчены проблемы, связанные с дальнейшим уменьшением размеров транзисторов, литографией, межэлементными соединениями, компьютерной памятью, конструкцией схем)

Еженедельник «Computerworld»

№22-2000 Совсем чуть-чуть до эры ПК (Советские модели персональных компьютеров, 1986 год)

Газета «ИНФОРМАТИКА» 

Чипы (В 1958 году американский инженер Джек Килби придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов)

 

История развития ЭВМ — Викиучебник

Предисловие

ЭВМ (электронно-вычислительная машина) (или компьютер) — это аппаратно-программное вычислительное устройство, реализованное на электронных компонентах и выполняющее заданные программой действия.

Термин ЭВМ сегодня практически не применяется, кроме как в историческом смысле.

Счётно-решающие средства до появления ЭВМ

Русские счёты Счётная машинка Феликс-М

История вычислений уходит глубокими корнями вглубь веков так же, как и развитие человечества. Накопление запасов, делёж добычи, обмен — все подобные действия связаны со счётом. Для подсчёта люди использовали собственные пальцы, камешки, палочки и узелки. Потребность в поиске решений всё более и более сложных задач и, как следствие, все более сложных и длительных вычислений, поставила человека перед необходимостью находить способы, изобретать приспособления, которые могли бы ему в этом помочь. Исторически сложилось так, что в разных странах возникли собственные денежные единицы, меры веса, длины, объёмов и расстояний. Для перевода из одной системы измерения в другую требовались вычисления, которые чаще всего могли производить специально обученные люди, которых иногда приглашали из других стран. Это естественно привело к созданию изобретений, помогающих счёту.

Одним из первых устройств (VI—V вв. до н. э.), облегчающих вычисления, можно считать специальную доску для вычислений, названную «абак». Вычисления на ней производились перемещением камешков или костей в углубления досок из бронзы, камня или слоновой кости. Со временем эти доски стали расчерчивать на несколько полос и колонок. В Греции абак существовал уже в V веке до н. э., у японцев он назывался «серобян», у китайцев — «суанпан».

В Древней Руси при счёте применялось устройство, похожее на абак, называемое «русский шёт». В XVII веке этот прибор уже обрёл вид привычных русских счёт.

В начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, всё острее ощущалась необходимость в изобретении счётной машины. И в середине века молодой французский математик и физик Блез Паскаль создал «суммирующую» машину, названной Паскалиной, которая кроме сложения выполняла и вычитание.

В 1670—1680 гг. немецкий математик Готфрид Лейбниц конструировал счётную машину, которая выполняла все арифметические действия. В течение следующих двухсот лет было изобретено и построено ещё несколько подобных счётных устройств, которые, однако, из-за своих недостатков, в том числе из-за медлительности в работе, не получили широкого распространения.

Лишь в 1878 году русский ученый П. Чебышёв предложил счётную машину, выполнявшую сложение и вычитание многозначных чисел. Наибольшую популярность получил тогда арифмометр, сконструированный петербургским инженером Однером в 1874 году. Конструкция прибора оказалась весьма удачной, так как позволяла довольно быстро выполнять все четыре арифметических действия.

В 30-е годы XX столетия в Советском Союзе был разработан более совершенный арифмометр — «Феликс». Эти счётные устройства использовались несколько десятилетий, став основным техническим средством облегчения человеческого труда. Выпускались с 1929 по 1978 год.

Создание первых компьютеров

В 1812 году английский математик и экономист Чарльз Бэббидж начал работу над созданием, так называемой «разностной» машины, которая, по его замыслам, должна была не просто выполнять арифметические действия, а проводить вычисления по программе, задающей определённую функцию. В качестве основного элемента своей машины Бэббидж взял зубчатое колесо для запоминания одного разряда числа (всего таких колёс было 18). К 1822 году учёный построил небольшую действующую модель и рассчитал на ней таблицу квадратов.

В 1834 году Бэббидж приступил к созданию «аналитической» машины. Его проект содержал более 2000 чертежей различных узлов. Машина Бэббиджа предполагалась как чисто механическое устройство с паровым приводом. Она состояла из хранилища для чисел («склад»), устройства для производства арифметических действий над числами (Бэббидж назвал его «фабрикой») и устройства, управляющего операциями машины в нужной последовательности, включая перенос чисел из одного места в другое; были предусмотрены средства для ввода и вывода чисел. Бэббидж работал над созданием своей машины до конца своей жизни (он умер в 1871 году), успев сделать лишь некоторые узлы своей машины, которая оказалась слишком сложной для того уровня развития техники.

В 1842 году в Женеве была опубликована небольшая рукопись итальянского военного инженера Л.  Ф. Менабреа «Очерк об аналитической машине, изобретённой Чарльзом Бэббиджем», переведённая в последствии ученицей и помощницей Бэббиджа дочерью Дж. Г. Байрона — леди Адой Лавлейс. При содействии Бэббиджа Ада Лавлейс составляла первые программы для решения систем двух линейных уравнений и для вычисления чисел Бернулли. Леди Лавлейс стала первой в мире программисткой.

После Бэббиджа значительный вклад в развитие техники автоматизации счёта внёс американский изобретатель Г. Холлерит, который в 1890 году впервые построил ручной перфоратор для нанесения цифровых данных на перфокарты и ввёл механическую сортировку для раскладки этих перфокарт в зависимости от места пробива. Им была построена машина — табулятор, которая прощупывала отверстия на перфокартах, воспринимала их как соответствующие числа и подсчитывала их. Табуляторы Холлерита были использованы при переписи населения в США, Австрии, Канаде, Норвегии и в др. странах. Они же использовались при первой Всероссийской переписи населения в 1897 году, причём Холлерит приезжал в Россию для организации этой работы. В 1896 году Холлерит основал всемирно известную фирму Computer Tabulating Recording, специализирующуюся на выпуске счетно-перфорационных машин и перфокарт. В дальнейшем фирма была преобразована в фирму International Business Machines (IBM), ставшую сейчас передовым разработчиком компьютеров.

Новый инструмент — ЭВМ — служит человеку пока лишь чуть больше полувека. ЭВМ — одно из величайших изобретений середины XX века, изменивших человеческую жизнь во многих её проявлениях. Вычислительная техника превратилась в один из рычагов, обеспечивающих развитие и достижения научно-технического прогресса.

Первым создателем автоматической вычислительной машины считается немецкий учёный К. Цузе. Работы им начаты в 1933 году, а в 1936 году он построил модель механической вычислительной машины, в которой использовалась двоичная система счисления, форма представления чисел с «плавающей» запятой, трёхадресная система программирования и перфокарты. В качестве элементной базы Цузе выбрал реле, которые к тому времени давно применялись в различных областях техники. В 1938 году Цузе изготовил модель машины Z1 на 16 слов; в следующем году модель Z2, а ещё через два года он построил первую в мире действующую вычислительную машину с программным управлением (модель Z3), которая демонстрировалась в Германском научно-исследовательском центре авиации. Это был релейный двоичный компьютер, имеющий память на 64 22-разрядных числа с плавающей запятой: 7 разрядов для порядка и 15 разрядов для мантиссы. К несчастью, все эти образцы машин были уничтожены во время бомбардировок в ходе Второй мировой войны. После войны Цузе изготовил модели Z4 и Z5. К. Цузе в 1945 году создал язык Plankalkul (от немецкого «исчисление планов»), который относится к ранним формам алгоритмических языков. Этот язык был в большей степени машинно-ориентированным, но по некоторым возможностям превосходил АЛГОЛ.

Независимо от Цузе построением релейных автоматических вычислительных машин занимались в США Д. Штибитц и Г. Айкен.

Д. Штибитц, тогда работавший в фирме Bell, собрал на телефонных реле первые суммирующие схемы. В 1940 году вместе с С. Уильямсом Штибитц построил «вычислитель комплексных чисел», или релейный интерпретатор, который впоследствии стал известен как специализированный релейный компьютер «Bell-модель 1». В этом же году машина демонстрировалась на заседании Американского математического общества, где были проведены её первые промышленные испытания. В последующие годы были созданы ещё четыре модели этой машины. Последняя из них разработана Штибитцем в 1946 году (модель V) — это был компьютер общего назначения, содержащий 9000 реле и занимающий площадь почти 90 м2, вес устройства составлял 10 т.

Другую идею релейного компьютера выдвинул в 1937 году аспирант Гарвардского университета Г. Айкен. Его идеей заинтересовалась фирма IBM. В помощь Айкену подключили бригаду инженеров во главе с К. Лейком. Работа по проектированию и постройки машины, названной «Марк-1», началась в 1939 году и продолжалась 5 лет. Машина состояла из стандартных деталей, выпускаемых IBM в то время. Электронные лампы при создании вычислительной машины были впервые применены американским профессором физики и математики Д. Атанасовым. Атанасов работал над проблемой автоматизации решения больших систем линейных уравнений. В декабре 1939 году Атанасов окончательно сформулировал и осуществил на практике свои основные идеи, создав вместе с К. Берри работающую настольную модель машины. После этого он приступил к созданию машины, способной решить систему с 29 неизвестными. Память машины была энергоёмкая — использовалось 1632 бумажных конденсатора. Всего использовалось 300 электронных ламп. К весне 1942 г. когда монтаж машины был почти завершён, США уже находилось в состоянии войны с Германией, и, к несчастью, проект был свёрнут.

В 1942 году профессор электротехнической школы Мура Пенсильванского университета Д. Маучли представил проект «Использование быстродействующих электронных устройств для вычислений», положивший начало созданию первой электронной вычислительной машины ENIAC. Около года проект пролежал без движения, пока им не заинтересовалась Баллистическая исследовательская лаборатория армии США. В 1943 году под руководством Д. Маучли и Д. Эккерта были начаты работы по созданию ENIAC, демонстрация состоялась 15 февраля 1946 года. Новая машина имела «впечатляющие» параметры: 18000 электронных ламп, площадь 90 × 15 м2, весила 30 т и потребляла 150 кВт. ENIAC работала с тактовой частотой 100 кГц и выполняла сложение за 0,2 мс, а умножение — за 2,8 мс, что было на три порядка быстрее, чем это могли делать релейные машины. По своей структуре ЭВМ ENIAC напоминала механические вычислительные машины.

Долгое время считалось, что ENIAC единственный электронный компьютер, но в 1975 году Великобритания сообщила о том, что уже с декабря 1945 года в государственном институте Блетчли-Парк работал первый программируемый ЭВМ «Колосс», но для правильной оценки компьютера Англия не предоставила много данных.

С точки зрения архитектуры ЭВМ с хранимой в памяти программой революционными были идеи американского математика, члена Национальной АН США и американской академии искусств и наук Джона фон Неймана (1903—1957). Эти идеи были изложены в статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства», написанная вместе с А. Берксом и Г. Голдстайном и опубликованная в 1946 году.

Архитектура фон Неймана

Вот как представлял фон Нейман свою ЭВМ:

  • Машина должна состоять из основных органов: орган арифметики, памяти, управления и связи с оператором, чтобы машина не зависела от оператора.
  • Она должна запоминать не только цифровую информацию, но и команды, управляющие программой, которая должна проводить операции над числами.
  • ЭВМ должна различать числовой код команды от числового кода числа.
  • У машины должен быть управляющий орган для выполнения команд, хранящихся в памяти.
  • В ней также должен быть арифметический орган для выполнения арифметических действий.
  • И, наконец, в её состав должен входить орган ввода-вывода.

В 1945 г. Англия приступила к созданию первой машины с неймановским типом памяти. Работа была возглавлена Т. Килбрном из Манчестерского университета и Ф. Вильямсем из Кембриджского. Уже 21 июня 1948 года Т. Килбрн и Ф. Вильямс просчитали первую программу на ЭВМ «Марк-1» (одинаковое название с машиной Айкена).

Другая группа во главе с М. Уилксом 6 мая 1949 года произвела первые расчёты на машине того же типа — EDSAC.

Вскоре были построены ещё машины EDVAC (1950 г.), BINAC и SEAC.

В ноябре месяце того же года в Киевской лаборатории моделирования и вычислительной техники Института электротехники АН УССР под руководством академика С. А. Лебедева была создана первая советская ЭВМ — МЭСМ. МЭСМ была принципиально новой машиной, так как профессор Лебедев применил принцип параллельной обработки слов.

Ламповые ЭВМ

Разработка первой серии электронной машины UNIAC (Universal Automatic Computer) начата примерно в 1947 году. Д. П. Эккертом и Д. Мочли, основавшими фирму Eckert-Mauchly. Первый образец UNIAC-1 был построен для Бюро переписи США в 1951 г. UNIAC был создан на базе ЭВМ ENIAC и EDVIAC. Работала с тактовой частотой 2,25 МГц и содержала около 5000 электронных ламп. Ёмкость памяти — 1000 12-разрядных десятичных чисел.

Следующим шагом было увеличение быстродействия памяти, для чего учёные стали исследовать свойства ферритовых колец. Впервые память на магнитных сердечниках была применена в машине «Whirlwind-1». Она представляла собой два куба с 32 × 32 × 17 сердечниками, обеспечивающих хранение 2048 слов для 16-разрядных двоичных чисел.

В разработку электронных компьютеров включилась и фирма IBM, которая в 1952 году выпустила первый промышленный компьютер IBM-701. Машина содержала 4000 электронных ламп и 12 000 германиевых диодов. В 1956 году IBM выпустила новый серийный компьютер — IBM-704, отличавшийся высокой скоростью работы.

После ЭВМ IBM-704 была выпущена машина IBM-709, в архитектурном плане приблизившаяся к машинам второго и третьего поколения.

В 1956 году IBM разработала плавающие магнитные головки на воздушной подушке, изобретение которых позволило создать новый тип памяти — дисковые запоминающие устройства (ЗУ). Впервые ЗУ на дисках появились в машине IBM-305 и RAMAC-650, которая имела пакет из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, вращавшихся со скоростью 1200 об/мин. На поверхности диска размещалось 100 дорожек для записи данных 10 000 знаков каждая.

Вслед за первым серийным компьютером UNIAC-1 фирма REMINGTON-RAND в 1952 году выпустила ЭВМ UNIAC-1103, которая работала в 50 раз быстрее.

В октябре 1952 году группа сотрудников фирмы REMINGTON-RAND предложила алгебраическую форму записи алгоритмов; на основе этого офицер военно-морских сил США и руководитель группы программистов, капитан Грейс Хопперт разработала первую программу-компилятор A-0.

Фирма IBM также сделала первые шаги в области автоматизации программирования, создав в 1953 году для машины IBM-701 «Систему быстрого кодирования». В 1957 году группа Д. Бэкуса завершила работу над ставшим впоследствии популярным языком программирования высокого уровня ФОРТРАНОМ. Он способствовал расширению сферы деятельности компьютеров.

В 1951 году фирма Ferranti стала выпускать машину «Марк-1». А через 5 лет выпустила ЭВМ «Pegasus», использующую концепцию регистров общего назначения.

В СССР в 1948 году проблемы развития вычислительной техники становятся общегосударственной задачей.

В 1950 году в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ АН СССР) организован отдел цифровой ЭВМ для разработки и создания большой ЭВМ. Эту работу возглавил С. А. Лебедев (1902—1974). В 1951 году здесь была спроектирована машина БЭСМ, а в 1952 году началась её эксплуатация. В проекте вначале предлагалось использовать трубки Вильямса, но до 1955 г. в качестве элемента памяти использовали ртутные линии. БЭСМ могла совершать 8 000 оп/с. Серийно она стала выпускаться с 1956 года под названием БЭСМ-2.

Транзисторные ЭВМ

В середине 1950-х годов, когда ламповые компьютеры достигли «насыщения», ряд фирм объявил о работах по созданию транзисторных ЭВМ. Первоначально это вызвало скептицизм из-за того, что производство полупроводников будет сложным и дорогостоящим. Однако этого не случилось — постоянно совершенствовались методы производства транзисторов.

В 1955 году в США было объявлено о создании цифрового компьютера TRADIC, построенного на 800 транзисторах и 11 000 германиевых диодах. В этом же году фирма объявила о создании полностью транзисторной ЭВМ. Первая такая машина «Philco-2000» была сделана в ноябре 1958 года, она содержала 56 тыс. транзисторов, 1 200 диодов, но всё же в её составе было 450 электронных ламп. «Philco-2000» выполняла сложение за 1,7 мкс, умножение — за 40,3 мкс.

В Англии транзисторная ЭВМ «Elliot-803» была выпущена в 1958 году, в ФРГ — «Simens-2002» и в Японии H-1 — в 1958 году, во Франции и Италии — в 1960 году. В СССР группа разработчиков во главе с Е. Л. Брусиловским в 1960 году в НИИ математических машин в Ереване завершила разработку полупроводниковой ЭВМ «Раздан-2», её серийный выпуск начат в 1961 году.

В это же время появились компьютеры и не на полупроводниках. Так, в Японии была выпущена ЭВМ «Senac-1» на параметронах, в СССР — «Сетунь», а во Франции — CAB-500 на магнитных элементах. «Сетунь», разработанная в МГУ под руководством Н. П. Брусенцова, стала единственной серийной ЭВМ, работавшая в троичной системе счисления.

Значительным событием в конструировании машин второго поколения стали ЭВМ «Atlas» (выпущена в Англии в 1961 году), в которой были применены концепции виртуальной (кажущейся) памяти, «Stretch» и CDC-6600 (США) и БЭСМ-6 (СССР).

В 1960 году фирма IBM разработала мощную вычислительную систему «Stretch» (IBM-7030), разработчики которой добились 100-кратного увеличения быстродействия: в её состав входило 169 тыс. дрейфовых транзисторов с тактовой частотой переключения в 100 МГц.

Большой вклад в развитие компьютеров второго поколения внесла фирма Control Data, разработавшая в 1960 году ЭВМ CDC-6600 (первый образец был установлен в Лос-Анжелесе в 1964 г.). В архитектуре CDC-6600 было использовано новое решение — многопроцессорная обработка: многочисленные арифметико-логические устройства (АЛУ) с десятью периферийными процессорами, что обеспечивало машине производительность более чем 3 млн оп/с.

В СССР после выпуска первой серийной ЭВМ второго поколения «Раздан-2» было разработано ещё около 30 моделей по такой же технологии. Минским заводом вычислительной техники им. Серго Орджоникидзе в 1963 году была выпущена первая транзисторная ЭВМ «Минск-2», а затем её модификации: «Минск-22», «Минск-22М», «Минск-23» и в 1968 году — «Минск-32», которые долгое время играли главную роль в автоматизации различных отраслей народного хозяйства.

В Институте кибернетики АН УССР под руководством В. М. Глушкова в 60-е гг. ХХ века разработан ряд различных малых машин: «Проминь» (1962 г.), «Мир», «Мир-1» (1965 г.) и «Мир-2» (1969 г.) — впоследствии применяемых в вузах и научно-исследовательских организациях.

В 1964 году в Ереване также были созданы малые ЭВМ серии «Наири», отличающихся от ЭВМ «Мир» некоторыми структурными особенностями.

В том же году в Пензе была разработана и пущена в производство серия машин «Урал» (главный конструктор Б. И. Рамеев), позже в 1965 и 1967 гг. появились модификации — «Урал-11» и «Урал-16». ЭВМ серии «Урал» имели унифицированную систему связи с периферийными устройствами.

Машина БЭСМ-6 состояла из 60 тыс. транзисторов и 200 тыс. полупроводниковых диодов, имела высокую надёжность и высокое быстродействие — 1 млн оп/с.

При появлении ЭВМ второго поколения разработчики занялись разработкой и создание языков программирования, обеспечивающих удобный набор программ.

Одним из первых языков программирования был АЛГОЛ (создан группой ученых американской Ассоциацией по вычислительной техники)..

Эпоха интегральных схем

В декабре 1961 года специальный комитет фирмы IBM, изучив техническую политику фирмы в области разработки вычислительной техники, представил план-отчёт создания ЭВМ на микроэлектронной основе. Во главе реализации плана встали два ведущих разработчика фирмы — Д. Амдал и Г. Блау. Работая с проблемой производства логических схем, они предложили при создании семейства использовать гибридные интегральные схемы, для чего при фирме в 1963 году было открыто предприятие по их выпуску.

В начале апреля 1964 года фирма IBM объявила о создании шести моделей своего семейства IBM-360 («System-360»), появление которого ознаменовало появление компьютеров третьего поколения. За 6 лет существования семейства фирма IBM пустила более 33 тыс. машин. Затраты на научно-исследовательские работы составили примерно полмиллиарда долларов (по меркам того времени — сумма была просто огромной). При создании семейства «System-360» разработчики встретились с трудностями при создании операционной системы, которая должна была отвечать за эффективное размещение и использование ресурсов ЭВМ. Первая из них, универсальная операционная система называлась DOS, предназначенная для малых и средних ЭВМ, позже была выпущена операционная система OS/360 — для больших. До конца 60-х гг. фирма IBM в общей сложности выпустила более 20 моделей семейства IBM-360. В модели 85 впервые в мире была применена кэш-память (от фр. cache — тайник), а модель 195 стала первой ЭВМ на монолитных схемах.

В конце 1970 года фирма IBM стала выпускать новое семейство вычислительных машин — IBM-370, которое сохранило свою совместимость с IBM-360, но и имело ряд изменений: они были удобны для комплектования многомашинных и многопроцессорных вычислительных систем, работающих на общем поле оперативной памяти.

Почти одновременно с IBM компьютеры третьего поколения стали выпускать и другие фирмы. В 1966—1967 гг. их выпускали фирмы Англии, ФРГ и Японии. В Англии фирмой ICL был основан выпуск семейства машин «System-4» (производительность от 15 до 300 тыс. оп/с). В ФРГ были выпущены машины серии 4004 фирмы Siemens (машины этого семейства полностью копировали ЭВМ семейства «Spectra-70»), а в Японии — машины серии «Hytac-8000», разработанные фирмой Hitachi (это семейство являлось модификацией семейства «Spectra-70»). Другая японская фирма Fujitsu в 1968 году объявила о создании серии ЭВМ «FACOM-230». В Голландии фирма Philips Gloeilampenfabriken, образованная в 1968 году для выпуска компьютеров, стала выпускать компьютеры серии P1000, сравнимой с IBM-360.

В декабре 1969 года ряд стран (НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СССР и ЧССР, а также в 1972 году — Куба, а в 1973 году — СРР) подписали Соглашение о сотрудничестве в области вычислительных технологий. На выставке «ЕСЭВМ-73» (1973 г.) были показаны первые результаты этого сотрудничества: шесть моделей компьютеров третьего поколения и несколько периферийных устройств, а также четыре ОС для них. С 1975 года начался выпуск новых модернизированных моделей ЕС-1012, ЕС-1022, ЕС-1032, ЕС-1033, имеющих наилучшее соотношение производительность/стоимость, в которых использовались новые логические схемы и схемы полупроводниковой памяти. Вскоре появились машины второй серии сотрудничества. Наиболее ярким представителем его была мощная модель ЕС-1065, представлявшая собой многопроцессорную системы, состоящую из четырёх процессоров и имевшую память 16 Мбайт. Машина была выполнена на интегральных схемах ИС-500 и имела производительность 4—5 млн оп/с.

С машинами третьего поколения связано ещё одно значительное событие — разработка и внедрение визуальных устройств ввода-вывода алфавитно-цифровой и графической информации с помощью электронно-лучевых трубок — дисплеев, использование которых позволило достаточно просто реализовать возможности вариантного анализа. История появления первых прототипов современных дисплеев относится к послевоенным годам. В 1948 году Г. Фуллер, сотрудник лаборатории вычислительной техники Гарвардского университета, описал конструкцию нумероскопа. В этом приборе, под руководством ЭВМ, на экране электронно-лучевой трубки появлялась цифровая информация. Дисплей принципиально изменил процесс ввода-вывода данных и упростил общение с компьютером.

В 1970-х годах благодаря появлению микропроцессоров стало возможным осуществлять буферизацию как данных, принимаемых с экранного терминала, так и данных, передаваемых ЭВМ. Благодаря чему регенерацию изображения на экране удалось реализовать средствами самого терминала. Появилась возможность редактирования и контроля данных перед их передачей в ЭВМ, что уменьшило число ошибок. На экране появился курсор — подвижная метка, инициализирующая место ввода или редактирования символа. Экран дисплея стал цветным. Появилась возможность отображения на экране сложных графических изображений — это дало возможность для создания красочных игр (хотя первые компьютерные игры появились ещё в 1950-е годы, но были псевдографическими) и предназначенных для работы с графикой программ.

Четвёртое поколение

Commodore Computers of the 1980s Архитектура 80486DX2 Архитектура Intel Pentium

Это поколение ЭВМ связано с развитием микропроцессорной техники. В 1971 году компания Intel выпустила микросхему Intel-4004 — первый микропроцессор и родоначальник доминирующего и самого известного сегодня семейства (Intel x86 (первый микропроцессор Intel 8086)).

История четвёртого поколения началась с того, что японская фирма Busicom (ныне уже не существует) заказала Intel Corporation изготовить 12 микросхем для использования их в калькуляторах различных моделей. Малый объём каждой партии микросхем увеличивал стоимость их разработки. Однако разработчикам удалось создать такое устройство — микропроцессор, который мог использоваться во всех микрокалькуляторах. Его тактовая частота — около 0,75 МГц. Процессор был четырёхразрядным, то есть позволял кодировать все цифры и специальные символы, что было достаточно для калькулятора.

Однако компьютеры работают не только с цифрами, но и с текстом. Для того чтобы закодировать все цифры, буквы и специальные символы, потребовался бы 8-разрядный процессор. Он появился в 1972 году и назывался Intel-8008, а в 1974 году появился процессор Intel-8080. Он был выполнен по NMOS-технологии (англ. N-cannel Metal Oxide Semiconductor), его тактовая частота составила 2 МГц, при этом в самом микропроцессоре было реализовано деление чисел.

Таким образом, история развития электроники подошла к созданию персональных компьютеров (ПК). Во второй половине 70-х гг. появилась потребность в компьютерах для одного рабочего места. Первые такие ПК базировались на 8-разрядных процессорах — Intel-8080 и процессорах фирмы Zilog Corporation — Z80. ОС для них разработала компания Digital Research CP/M (англ. Control Program for Microcomputers).

Создателями первого ПК были два молодых американских техника: Стивен Джобс, работавший в фирме Atari, и Стив Возняк из компании HewlettPackard. Летом 1976 года в гараже родителей Джобса они соорудили первый ПК и назвали его «Apple-I» — «яблоко». Для того чтобы достать необходимые детали Джобсу пришлось продать свой автомобиль «Фольксваген». Apple-I не имел ни клавиатуры, ни корпуса.

В апреле 1977 года они сконструировали ещё один ПК — Apple-II (в это же время появилась и знаменитая эмблема фирмы Apple — надкушенное разноцветное яблоко), он имел одноплатную конструкцию и шину расширения, позволяющую подсоединять дополнительные устройства. Клавиатура была помещена в отдельный корпус. В качестве центрального процессора был взят надёжный 8-разрядный MOS 6502. Память составляла всего лишь 8 Кбайт, но для её увеличения использовалась магнитофонная лента, запускаемая с обычного кассетного магнитофона. В дальнейшем к Apple-II были разработаны графические видеоадаптеры, дисковая ОС для управления ОП и нижний регистр для символов, которые могли размещаться на экране в 80 столбцах.

За 10 с не большим лет этот ПК фирмы Apple (образована в 1976 году) завоевал рынок — было продано более 2 млн экземпляров. Цена его колебалась в районе 1000 долларов. Своим коммерческим успехом он обязан в значительной степени его открытой архитектуре и модульной системе, позволяющей расширять систему за счёт добавления новых устройств.

К 1980 году стал очевиден успех идеи ПК. Их рынок достиг нескольких десятков тысяч в год. Крупнейшая электронная корпорация США IBM, лидер в производстве компьютеров, уже совершила одну стратегическую ошибку, уступив рынок мини-ЭВМ компании Digital Equipment Corporation (DEC). Ещё одним поводом для беспокойства стал успех компьютеров фирмы Apple Computer. И IBM решает быстро захватить рынок ЭВМ. Сомнений не было, что для этого нужно создать новую модель ПК. Для этого нужен был новый процессор (взамен устаревшего MOS 6502 или Zilog Z80) — им стал процессор Intel-8088.

В 1976 году компания Intel начала разработку микропроцессора Intel-8086, который был выпущен в 1978 году. Размер его регистров был увеличен вдвое, что дало возможность увеличить в 10 раз производительность по сравнению с 8080. Кроме того, размер адресной шины был увеличен до 16 бит, чем опередил своё время — ему дополнительно нужна 16-разрядная микросхема.

В 1979 году был выпущен новый микропроцессор — Intel-8088, не отличавшийся от своего предшественника, но он имел 8-разрядную шину данных — это позволяло использовать популярные в то время 8-разрядные микросхемы. Первоначально процессор работал частотой в 4,77 МГц, но впоследствии другие фирмы разработали совместимые с ним 8- и 10-мегагерцовые процессоры.

12 августа 1981 года IBM впервые представила свой ПК, который так и назывался IBM PC (англ. Personal Computer). Он имел процессор Intel-8088, два дисковода для гибких дисков по 160 Кбайт и ОП (оперативную память) 64 КБайт с возможностью расширения до 512 Кбайт. В ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) PC был помещён язык программирования Бейсик. IBM разработала свой собственный дисплей, который имел хорошую контрастность, символы на нём легко читались и не утомляли глаз мерцанием.

К 1982 году невероятная популярность нового компьютера привела к созданию многочисленных аналогов. К 1984 году IBM-совместимых компьютеры выпускали более 50 компаний, а в 1986 году объём продаж клонов превысил собственный объём продаж фирмы IBM. Архитектура IBM PC завоевала весь мир: никакой другой фирме, будь-то Apple Macintosh, NeXT, Amiga или другим, не удалось занять место рядом с IBM. Хотя компьютеры фирм Apple и Amiga тоже были очень популярны.

В 1983 году IBM выпустила новую модель PC XT (англ. eXtended Technology) с жёстким диском (винчестером) ёмкостью 10 Мбайт и оперативной памятью 640 Кбайт. Работал PC под управлением MS DOS компании Microsoft — ныне крупнейшего производителя программного обеспечения.

Презентация нового PC — IBM PC AT (англ. Advanced Technology) — состоялась в 1984 году. AT был построен на основе нового микропроцессора — Intel-80286, который был представлен в 1982 году. Микропроцессор имел 16-разрядную шину данных и 16-битный внутренние регистры. Первый Intel-80286 работал на частоте в 6 МГц, впоследствии доведённой до 20 МГц. В общем, AT в 5 раз был производительнее, чем XT. Главным преимуществом Intel-80286 была способность работать с дополнительной памятью. Он имел 24-разрядную адресную шину, что позволяло работать с ОП до 16 Мбайт. Intel-80286 мог работать с виртуальной памятью размером до 1 Гбайта.

Тем временем в январе 1984 г. состоялась презентация первого компьютера Macintosh компании Apple Computer. Эти компьютеры сыграли значительную роль в развитии PC. Он имел 9-дюймовый монитор с высокой чёткостью изображения и занимал мало места на рабочем столе, число соединительных кабелей в системе было минимальным. В качестве центрального процессора был использован микропроцессор 68000 компании Motorola, в последующих моделях был использован микропроцессор Motorola 68030, а в некоторых они использовались совместно с математическим сопроцессором, а также цветной монитор. Такие PC были очень удобны в домашней работе.

В 1985 году компания Intel анонсировала первый 32-разрядный процессор Intel-80386 (Intel-80386DX). Он имел все положительные качества своих предшественников. Вся система команд Intel-80286 полностью совместима с набором команд 386-го. Новый процессор был полностью 32-разрядным и работал на частоте в 16 МГц (позже появились модели с 25, 33 и 40 МГц). С увеличением шины данных до 32 бит число адресных линий было также увеличено до 32, что позволило микропроцессору обращаться прямо к 4 Гбайт физической памяти или к 64 Тбайт (1 Терабайт = 1024 Гбайт) виртуальной памяти. Для поддержания совместимости с Intel-8086 процессор работал в защищённом режиме (англ. Protect mode), также поддерживался реальный режим (англ. Real mode), основным отличием была возможность переходить из одного режима работы в другой без перезагрузки компьютера. Появился также новый режим — виртуальный (англ. Virtual mode) — позволявший микропроцессору работать так же, как и неограниченное количество Intel-8086. Это давало возможность процессору выполнять сразу несколько программ.

В 1988 году компанией Intel был разработан микропроцессор Intel-80386SX, в общем ничем не отличавшийся от Intel-80386DX, однако он стоил дешевле и использовал 16-разрядную внешнюю шину данных.

Первая персональная ЭВМ на основе Intel-80386 была изготовлена фирмой Compaq Computers. В апреле 1987 года IBM объявила о создании семейства PS/2 с шиной MCA (англ. MicroChannel Architecture). До этого компьютеры PC AT использовали шину ISA (англ. Industry Standard Architecture). Она была 32-разрядная и имела частоту 10 МГц. В 1989 году девять компаний-клонмэйкеров (AST, Epson, HewlettPackard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse и Zenith) разработали шину EISA (англ. Extended Industry Standard Architecture). Она, как и MCA, имела разрядность 32, но в отличие от неё EISA была полностью совместима с ISA.

В 1989 году появляется новая разработка компании Intel — микропроцессор Intel-80486 (Intel-80486DX). Этот процессор был полностью совместим с семейством Intel-80×86, содержал в себе математический сопроцессор и 8 Кбайт кэш-памяти. 80486 был более совершенен по сравнению с микропроцессором Intel-80386, его тактовая частота составляла 33 МГц.

В 1991 году Intel представила процессор Intel-80486SX, у которого отсутствовал математический сопроцессор. А в 1992 году — процессор Intel-80486DX2, работавший с удвоенной тактовой частотой — 66 МГц. Впоследствии вышли процессоры DX4 с тактовой частотой 75 и 100 МГц.

Кроме компании Intel 486-е процессоры стали выпускать и другие фирмы, например фирмы AMD (англ. Advanced Micro Devices) и Cyrix.

Эти фирмы вносили некоторые усовершенствования в них и продавали по цене от 100 долларов. Вскоре для 486-х систем стала стандартом шина VL-Bus, разработанная ассоциацией VESA (Video Electronics Standard Association). Пропускная способность составила 132 Мбайт/с.

Создание компьютеров на основе процессоров семейства Intel-80486 позволило запускать многочисленное программное обеспечение.

Второе место после PC фирмы IBM занимает фирма Apple Computer с PC Macintosh. Компьютеры выпускались на основе процессоров фирмы Motorola. Эти компьютеры очень удобны при использовании дома, в офисе и для обучения в школе. Последние модели — LC 475, LC 575 и LC 630 — основанные на процессорах Motorola 68LC040, оснащаются дисководом CD-ROM.

Самые производительные компьютеры Macintosh серии Quadra, оснащались процессором 68040 с тактовой частотой до 33 МГц, сопроцессором, имели возможность расширения ОЗУ до 256 Мбайт. Quadra в основном использовались в полиграфическом и рекламном деле, а также в создании мультимедиа-приложений и других задачах, требующих больших вычислительных мощностей и обработки значительных объёмов данных; они также подходят для создания программного обеспечения. С 1993 года выпускаются компьютеры подсемейства AV, которые имели стандартный видеовходы и видеовыходы, что давало возможность выводить информацию как на экран стандартного дисплея, так и на экран обычного телевизора.

Кроме вышеперечисленных моделей Apple Computer выпускает портативные компьютеры серии PowerBook. Наибольшую популярность завоевали компьютеры семейства Performa, которые оснащались факс-модемом, что, было удобно для надомной работы.

В 1993 году компания Intel начала промышленный выпуск нового процессора — Intel Pentium (Intel не стал присваивать ему номер 80586).

Первые модели работали на тактовой частоте 60 и 66 МГц и объединяли в себе до 3,3 млн транзисторов. Pentium — это первый 64-разрядный суперскалярный процессор с RISC-ядром, изготовленный по 0,8-микронной технологии BiCMOS. Его основу составляет два пятиступенчатых конвейера, позволяющих выполнять две команды за один такт. Один конвейер выполнял любые операции, как с целочисленными, так и с числами с плавающей точкой, второй выполняет часть целочисленных команд. Все арифметические действия — сложение, вычитание, умножение и деление — реализованы аппаратно. Сочетание этих решений резко повысило производительность процессора, ускорить вычисления за счёт уменьшения обращений к ОЗУ. Кэширование обеспечивают два внутренних буфера кэш-памяти — по 8 Кбайт для команд и данных, что позволило работать контейнерам команд не только по чтению, но и по записи. Следующая новинка — система предсказываний ветвлений, благодаря которой при переходе в области памяти запоминается адрес перехода и при повторном обращении переход по этому адресу происходит быстрее.

Впоследствии появились модели с частотой 90 и 100 МГц. Однако вскоре обнаружились ошибки в устройстве деления, и компании Intel пришлось опубликовать подробное описание этого дефекта. После этого скандала практически все процессоры Pentium стали тестировать, и в прайс-листах появилась надпись BUG FREE!, что буквально можно перевести как «свободно от ошибок».

Статьи в Википедии

Классификация компьютеров

1.2. Технические средства обработки информации

1.2.1. Классификация компьютеров

Компьютер – это устройство или средство, предназначенное для обработки информации. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Информацию в иной форме представления для ввода в компьютер необходимо преобразовать в числовую форму.

Современным компьютерам предшествовали ЭВМ нескольких поколений. В развитии ЭВМ выделяют пять поколений.

В основу классификации заложена элементная база, на которой строятся ЭВМ:

  1. В 1943 году была создана вычислительных машин ЭВМ первого поколения на базе электронных ламп.
  2. Второе поколение (50 – 60 г.г.) компьютеров построено на базе полупроводниковых элементов (транзисторах).
  3. Основная элементная база компьютеров третьего поколения (60 – 70 г.г.) — интегральные схемы малой и средней интеграции.
  4. В компьютерах четвертого поколения (70 – по н/в) применены больших интегральных схемах БИС (микропроцессоры). Применение микропроцессоров в ЭВМ позволило создать персональный компьютер (ПК), отличительной особенностью которого является небольшие размеры и низкая стоимость.
  5. В настоящее время ведутся работы по созданию ЭВМ пятого поколения, которые разрабатываются на сверхбольших интегральных схемах.

Существует и другие различные системы классификации ЭВМ:

  1. По производительности и быстродействию.
  2. По назначению.
  3. По уровню специализации.
  4. По типу используемого процессора.
  5. По особенностям архитектуры.
  6. По размерам.

Рассмотрим схему классификации ЭВМ (Рис. 1.), исходя из их вычислительной мощности и габаритов.


Рис. 1.

Суперкомпьютеры – это самые мощные по быстродействию и производительности вычислительные машины. К суперЭВМ относятся “Cray” и “IBM SP2” (США). Используются для  решения  крупномасштабных  вычислительных  задач и моделирования, для сложных вычислений в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, также находят применение и в финансовой сфере.

Большие машины или мейнфреймы (Mainframe). Мейнфреймы используются в финансовой сфере, оборонном комплексе, применяются для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров.

Средние ЭВМ широкого назначения используются для управления сложными технологическими производственными процессами.

Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов, в качестве сетевых серверов.

Микро — ЭВМ — это компьютеры, в которых в качестве центрального процессора используется микропроцессор. К ним относятся встроенные микро – ЭВМ (встроенные в различное оборудование, аппаратуру или приборы) и персональные компьютеры PC.

Современные персональные компьютеры имеют практически те же характеристики, что и мини-ЭВМ восьмидесятых годов. На базе этого класса ЭВМ строятся автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного уровня, используются как средство обработки информации в информационных системах.

К персональным компьютерам относятся настольные и переносные ПК. К переносным ЭВМ относятся Notebook (блокнот или записная книжка) и карманные персональные компьютеры (Personal Computers Handheld — Handheld PC, Personal Digital Assistants – PDA и Palmtop).

Далее…>>>Тема: 1.2.2. Архитектура ЭВМ

Тест по теме «Информатика. Тема 2. История развития информатики и вычислительной техники. Тест для самопроверки»

52 вопросa

Показать Скрыть правильные ответы

Вопрос:

Причины отставания отечественной вычислительной техники в прошлом веке

Варианты ответа:

  1. Ошибочная техническая политика
  2. Слабое финансирование компьютерной отрасли
  3. Отставание отечественной науки
  4. Недооценка роли и значения информационных технологий на правительственном уровне

Вопрос:

Для машин … поколения потребовалась специальность «оператор ЭВМ»

Варианты ответа:

  1. первого
  2. второго
  3. третьего
  4. четвертого

Вопрос:

Первая ЭВМ в нашей стране называлась …

Варианты ответа:

  1. Стрела
  2. МЭСМ
  3. IBM PC
  4. БЭСМ

Вопрос:

Творец первой в мире ЭВМ

Варианты ответа:

  1. С. А.Лебедев
  2. Ч.Бэббидж
  3. Дж. фон Нейман
  4. Дж. Атанасов
  5. В.М.Глушков
  6. Дж.Моучли

Вопрос:

Основные принципы цифровых вычислительных машин были разработаны …

Варианты ответа:

  1. Блезом Паскалем
  2. Готфридом Вильгельмом Лейбницем
  3. Чарльзом Беббиджем
  4. Джоном фон Нейманом

Вопрос:

Языки программирования названы в честь …

Варианты ответа:

  1. Н. Вирта
  2. Б. Паскаля
  3. А. Лавлейса
  4. Д. Неймана

Вопрос:

Автор эскиза механического тринадцатиразрядного суммирующего счётного устройства

Варианты ответа:

  1. Ленардо да Винчи
  2. Вильгельм Шиккард
  3. Готфрид Лейбниц
  4. Чарльз Беббидж

Вопрос:

Вычислительные машины второго поколения ЭВМ

Варианты ответа:

  1. Стрела
  2. Урал-1
  3. Минск-32
  4. БЭСМ-6

Вопрос:

Элементная база компьютеров третьего поколения

Варианты ответа:

  1. Транзистор
  2. ИС
  3. Электронная лампа
  4. БИС

Вопрос:

Блез Паскаль изобрёл первую … машину – «Паскалину»

Варианты ответа:

  1. механическую
  2. электромеханическую
  3. электронно-вычислительную

Вопрос:

Француз Жозеф Жаккар применил в своей ткацкой машине … для ввода информации

Варианты ответа:

  1. перфоленты
  2. магнитные накопители
  3. магнитные ленты
  4. перфокарты

Вопрос:

ЭВМ четвёртого поколения

Варианты ответа:

  1. Эльбрус-2
  2. ENIAC
  3. IBM PC AT
  4. IBM-701

Вопрос:

Первые программы появились … поколении ЭВМ

Варианты ответа:

  1. в первом
  2. во втором
  3. в третьем
  4. в четвертом

Вопрос:

Вычислительная машина третьего поколению ЭВМ

Варианты ответа:

  1. М-50
  2. ЕС-1033
  3. IBM-370
  4. Электроника — 100/25

Вопрос:

Основа элементной базы ЭВМ третьего поколения

Варианты ответа:

  1. БИС
  2. СБИС
  3. интегральные микросхемы
  4. транзисторы

Вопрос:

Языки высокого уровня появились …

Варианты ответа:

  1. в первой половине XX века
  2. во второй половине XX века
  3. в 1946 году
  4. в 1951 году

Вопрос:

ЭВМ первого поколения построены на …

Варианты ответа:

  1. шестерёнках
  2. МИС
  3. электронных лампах
  4. магнитных элементах

Вопрос:

… предложил концепцию хранимой программы

Варианты ответа:

  1. Д. Буль
  2. К. Шеннон
  3. А. Тьюринг
  4. Д. Нейман

Вопрос:

Элементная база компьютеров первого поколения

Варианты ответа:

  1. Транзистор
  2. ИС
  3. Электронная лампа
  4. БИС

Вопрос:

Двоичную систему счисления впервые в мире предложил …

Варианты ответа:

  1. Блез Паскаль
  2. Готфрид Вильгельм Лейбниц
  3. Чарльз Беббидж
  4. Джордж Буль

Вопрос:

Большая интегральная схема (БИС)

Варианты ответа:

  1. транзисторы, расположенные на одной плате
  2. кристалл кремния, на котором размещаются от десятков до сотен логических элементов
  3. набор программ для работы на ЭВМ
  4. набор ламп, выполняющих различные функции

Вопрос:

Cчетное устройство, состоящее из доски, линий, нанесенных на неё и нескольких камней

Варианты ответа:

  1. Паскалина
  2. Эниак
  3. Абак

Вопрос:

Элементная база компьютеров второго поколения

Варианты ответа:

  1. Транзистор
  2. ИС
  3. Электронная лампа
  4. БИС

Вопрос:

… создал счётную машину – прототип арифмометра

Варианты ответа:

  1. Б. Паскаль
  2. В. Шиккард
  3. С. Патридж
  4. Г. Лейбниц

Вопрос:

Массовое производство персональных компьютеров началось в … годы

Варианты ответа:

  1. 40-е
  2. 90-е
  3. 50-е
  4. 80-е

Вопрос:

Электронная база ЭВМ второго поколения

Варианты ответа:

  1. электронные лампы
  2. полупроводники
  3. интегральные микросхемы
  4. БИС, СБИС

Вопрос:

Под термином «поколение ЭВМ» понимают …

Варианты ответа:

  1. все счетные машины
  2. все типы и модели ЭВМ, построенные на одних и тех же научных и технических принципах
  3. совокупность машин, предназначенных для обработки, хранения и передачи информации
  4. все типы и модели ЭВМ, созданные в одной и той же стране

Вопрос:

Отечественная ЭВМ, лучшая в мире ЭВМ второго поколения

Варианты ответа:

  1. МЭСМ
  2. Минск-22
  3. БЭСМ
  4. БЭСМ-6

Вопрос:

Особенность устройства Германа Холлерита

Варианты ответа:

  1. Была употреблена идея перфокарт
  2. Впервые использовались микрочипы
  3. Быстродействие машины составляло 330 тыс. оп/с
  4. Впервые появилась возможность хранения результатов вычислений

Вопрос:

Первая ЭВМ называлась …

Варианты ответа:

  1. МИНСК
  2. БЭСМ
  3. ЭНИАК
  4. IВМ

Вопрос:

Малая счётная электронная машина, созданная в СССР в 1952 году

Варианты ответа:

  1. МЭСМ
  2. Минск-22
  3. БЭСМ
  4. БЭСМ-6

Вопрос:

Основоположник отечественной вычислительной техники

Варианты ответа:

  1. Сергей Алексеевич Лебедев
  2. Николай Иванович Лобачевский
  3. Михаил Васильевич Ломоносов
  4. Пафнутий Львович Чебышев

Вопрос:

… разработал язык программирования «С»

Варианты ответа:

  1. Н. Вирт
  2. А. Ляпунов
  3. Д. Ритчи
  4. Б. Гейтс

Вопрос:

Предмет, оставленный древним человеком 30 тыс. до нашей эры, свидетельствующий о том, что уже тогда существовали зачатки счета

Варианты ответа:

  1. Счётный камень
  2. Вестоницкая кость
  3. Византийская кость
  4. Камень с углублением

Вопрос:

Первая ЭВМ в нашей стране появилась в …

Варианты ответа:

  1. ХIХ веке
  2. 60-х годах XX века
  3. первой половине XX века
  4. 1951 году

Вопрос:

… первым выдвинул идею создания программируемой счётной машины

Варианты ответа:

  1. А. Лавлейс
  2. Ч. Бэббидж
  3. Р. Биссакар
  4. Э. Шугу

Вопрос:

Первые ЭВМ были созданы в … годы 20 века

Варианты ответа:

  1. 40-е
  2. 60-е
  3. 70-е
  4. 80-е

Вопрос:

В настоящее время в мире ежегодно производится около … компьютеров

Варианты ответа:

  1. 1 млн.
  2. 500 млн.
  3. 10 млн.
  4. 100 млн.

Вопрос:

Первая машина, автоматически выполнявшая все 10 команд

Варианты ответа:

  1. машина Сергея Алексеевича Лебедева
  2. Pentium
  3. машина Чарльза Беббиджа
  4. абак

Вопрос:

… руководил разработкой машины БЭСМ-6

Варианты ответа:

  1. Г. Эйкен
  2. Д. Бардин
  3. С. Лебедев
  4. Л. Канторович

Вопрос:

Основа элементной базы ЭВМ четвёртого поколения

Варианты ответа:

  1. полупроводники
  2. электромеханические схемы
  3. электровакуумные лампы
  4. СБИС

Вопрос:

Основы современной организации ЭВМ описал …

Варианты ответа:

  1. Джон фон Нейман
  2. Джордж Буль
  3. Ада Лавлейс
  4. Норберт Винер

Вопрос:

Первую вычислительную машину изобрёл …

Варианты ответа:

  1. Джон фон Нейман
  2. Джордж Буль
  3. Норберт Винер
  4. Чарльз Беббидж

Вопрос:

… считается изобретателем компьютера

Варианты ответа:

  1. Чарльз Бэббидж
  2. Герман Холлерит
  3. Ада Августа Лавлейс
  4. Блез Паскаль

Вопрос:

Первая ЭВМ появилась в … году

Варианты ответа:

  1. 1823
  2. 1946
  3. 1949
  4. 1951

Вопрос:

Первая в мире программа была написана …

Варианты ответа:

  1. Чарльзом Бэббиджем
  2. Адой Лавлейс
  3. Говардом Айкеном
  4. Полом Алленом

Вопрос:

ЭВМ первого поколения были созданы на основе …

Варианты ответа:

  1. транзисторов
  2. электронно-вакуумных ламп
  3. зубчатых колес
  4. реле

Вопрос:

Общим свойством машины Бэббиджа, современного компьютера и человеческого мозга является способность обрабатывать… информацию

Варианты ответа:

  1. числовую
  2. текстовую
  3. звуковую
  4. графическую

Вопрос:

Элементная база компьютеров четвёртого поколения

Варианты ответа:

  1. Транзистор
  2. ИС
  3. Электронная лампа
  4. БИС

Вопрос:

Основы теории алгоритмов были впервые изложены в работе …

Варианты ответа:

  1. Чарльза Беббиджа
  2. Блеза Паскаля
  3. С. А. Лебедева
  4. Алана Тьюринга

Вопрос:

Первые операционные системы появились … поколении машин

Варианты ответа:

  1. в первом
  2. во втором
  3. в третьем
  4. в четвертом

Вопрос:

Машины … поколения позволяют нескольким пользователям работать с одной ЭВМ

Варианты ответа:

  1. первого
  2. четвертого
  3. второго
  4. третьего

Ответы на вопрос «Поколения вычислительных машин.

Аналоговые и цифровые вычислительные …»

Четвертое поколение ЭВМ 1974 – 1982

Новым этапом для развития ЭВМ послужили большие интегральные схемы (БИС). Элементная база компьютеров четвертого поколения это БИС. Стремительное развитие электроники, позволило разместить на одном кристалле тысячи полупроводников. Такая миниатюризация привела к появлению недорогих компьютеров. Небольшие ЭВМ могли разместиться на одном письменном столе. Именно в эти годы зародился термин «Персональный компьютер». Исчезают огромные дорогостоящие монстры. За одним таким компьютером, через терминалы, работало сразу несколько десятков пользователей. Теперь. Один человек – один компьютер. Машина стала, действительно персональной.


Характеристики ЭВМ четвертого поколения

·            Мультипроцессорность

·            Языки высокого уровня

·            Компьютерные сети

·            Параллельная и последовательная обработка данных

Первым мини-компьютером считают PDP-8 корпорации DEC. Эта машина создавалась для управления ядерным реактором. Но она стала популярна на частных производственных предприятий и в высших учебных заведениях. Ее массовый выпуск начался 1965 году и к началу 70-х количество этих ЭВМ превысило 100 000 штук. Важный переход от мини-компьютеров к микро-компьютерам, это создание микропроцессора. Благодаря БИС стало возможным разместить все основные элементы центрального процессора на одном кристалле. Первым микропроцессором стал Intel-4004 созданный 1971 г. Он содержал в себе более двух тысяч полупроводников, которые разместились на одной подложке. В одной интегральной схеме разместились арифметическое — логическое устройство и управляющее устройство.

Одним из первых персональных компьютеров четвертого поколения считается Altair-8800. Созданный на базе микропроцессора Intel-8080. Его появление стимулировало рост периферийных устройств, компиляторов высокого уровня.

Интегральные схемы можно классифицировать по количеству элементов размещенных на одном кристалле:

·            ПИС – (Простые интегральные схемы) до 10 элементов

·            МИС – (Малые интегральные схемы) до 100 элементов

·            СИС – (Средние интегральные схемы) до 1 000 элементов

·            БИС – (Большие интегральные схемы) до 10 000 элементов

·            СБИС – (Сверхбольшие интегральные схемы) до 1 000 000 элементов

·            УБИС – (Ультрабольшие интегральные схемы) до 1 000 000 000 элементов

·            ГБИС – (Гигабольшие интегральные схемы) свыше 1 000 000 000 элементов

Большая интегральная схема – усовершенствованный потомок простой интегральной схемы. Которая являлась одним из основных элементов предыдущего поколения. Большой, ее называют, не потому что интегральная схема большая, а потому что в ней высокая степень интеграции.

Процесс изготовления БИС выглядит следующим образом. Над кристаллом наносится светочувствительный слой фоторезист. Который в дальнейшем засвечивается над шаблоном. После этого негатив проявляют. Удаляют те области которые засвечены. В образовавшиеся пробелы фоторезиста вводят примеси. После отжига кристалла проводят аналогичные операции используя при этом разные фотошаблоны. Каждый шаблон отвечает за образование определенной группы элементов интегральной схемы. В заключительной стадии изготовления БИС применяются фотошаблоны, которые формируют алюминиевые дорожки для соединения цепей сложной конфигурации. БИС стали одними из первых продуктов электроники которые выпускаются только серийно. 

В дальнейшем стали выпускаться программно-управляемые БИС. Функции такой схемы меняются в зависимости от программы, которая тоже напыляется на отдельном кристалле. Данная БИС состоит из операционной части и программы. Ввод программы в БИС, настраивает ее на определенный класс задач. Одна и та же интегральная схема может работать и как арифметическое устройство и как управляющее устройство.

Применение БИС дало резкое улучшение основных показателей скорости работы и надежности. Такая высокая степень интеграции, привела к уменьшению числа монтажных операций, уменьшила количество внешних соединений, которые изначально не надежные. Это очень способствовало уменьшению размеров, стоимости и повышению надежности.

Однако появление БИС привело и к появлению проблем. Одна из главных это проблема теплоотвода. Чем выше степень интеграции схемы тем выше тепловыделение. Требуется постоянное охлаждение, без которого интегральная схема перегреться и сгорит. Существует также проблемы: межсоединений элементов, контроля параметров. Большие интегральные схемы уже начали применять в третьем поколении. Пример System/360.

Проводя исследования удалось создать модели интегральных схем. Которые работают со скоростью в несколько миллиардов операций в секунду. При создании опытных образцов выяснилось, что невозможно пустить их в серийное производство. Оказывается при современном развитии техники достижение таких скоростей невозможно вообще. И проблема не в инженерных решениях. А в необходимости достижения абсолютно чистых химических материалах, однородности кристалла, стабильных температурных режимах. Взаимодействие электрических полей внутри кристалла.

Кроме изменения технической базы четвертого поколения ЭВМ, изменилось и направление создания этих машин. Они проектировались с расчетом на применение языков программирования высокого уровня, многие на аппаратном уровне были спроектированы под определенные операционные системы.

Один из самых популярных компьютеров четвертого поколения это IBM System/370. Который в отличи от своего предшественника третьего поколения System/360, имел более мощную систему микрокоманд и большие возможности низкоуровневого программирования. В машинах серии System/370 программно была реализована виртуальная память. Когда часть дискового пространства отводилась для использования хранения временных данных. Тем самым эмулировалась оперативная память. У конечного пользователя создавалась впечатление, что ресурсов у машины больше чем есть на самом деле.

Технические характеристики ЭВМ четвертого поколения

·            Применение модульности для создания программного обеспечения

·            Средняя задержка сигнала 0.7 нс/вентиль

·            Впервые модули операционной системы начали реализовывать на аппаратном уровне

·            Базовым элементом оперативной памяти стал полупроводник. Чтение запись 100-150 нс.

К четвертому поколению советских ЭВМ можно отнести: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035, ЕС-1045, ЕС-1055, ЕС-1065. Персональные компьютеры, которые стали популярны в быту: Электроника-85, Искра-226, ЕС-1840, ЕС-1841, ЕС-1842. К этому поколению относиться и многопроцессорный компьютер «Эльбрус». Применяемый на производстве и машиносчетных станциях. Позже его сменил «Эльбрус-2». Вычислительная мощность этой машины, для четвертого поколения, была очень велика. Он имел порядка 64 мегабайт оперативной памяти, мог выполнять до 5 миллионов операций, с плавающей точкой, в секунду. Пропускная способность шины до 120 Мб/с.

ЭВМ четвертого поколения являются машинами массового применения. Они способны заменить ЭВМ предыдущего поколения во всех сферах человеческой деятельности. В управлении технологическими процессами предприятий, торговле, инженерных расчетах, справочных центров, регулировании транспортного движения, билинговых системах.

Второе поколение ЭВМ

Элементной базой второго поколения стали полупроводники. Транзисторы пришли на смену не надежным электронно-вакуумным лампам. Транзисторы значительно уменьшили компьютеры в размере и стоимости. И не удивительно. Один транзистор способен заменить несколько десятков электронных ламп. При этом тепловыделение значительно уменьшилось и потребление электроэнергии тоже, а скорость работы стала выше. Если сравнивать машины первого и второго поколения то на примере это выглядело так. Марк-1 это компьютер первого поколения занимавший огромный зал. Его высота 2,5 м и длина 17 м и при этом он стоил 500 тыс. долларов. PDP-8 – ЭВМ второго поколения. Размером с холодильник, и при этом он стоил всего 20 тыс. долларов.

Слово транзистор происходит от двух английских слов transfer – переносить, resistor – сопротивление. Полупроводниковый прибор который работает как переключатель. Современные транзисторы делаются на основе монокристального полупроводника.

Похожими свойствами, как у полупроводника есть и у электронной лампы. Когда нагрет катод, возникает эмиссия и ток течет в одном направлении. От катода к аноду который положительно заряжен. В обратном направлении напряжения нет. Отсюда и возникла идея вместо электронных ламп использовать полупроводники. Это значительно сэкономит электроэнергию, затраты на охлаждение и сделает компьютеры более надежными.

Диод – пример самого простого полупроводника. Его принцип заключается в свойствах между металлом и полупроводником. Они применяются в аппаратуре которая служит для преобразования электрических колебаний. Они выпрямляют ток и поэтому применяться в стабилизаторах. Во втором поколении машин диоды стали активно использоваться. На их базе строятся схемы дешифраторов и пассивно запоминающих устроиств.

Вместе с заменой ламп на транзисторы и усовершенствовалась элементная база хранения информации. Для хранения информации стали применять не только перфоленты и перфокарты, но и магнитную ленту. Что значительно ускорило ввод-вывод информации в машину. К началу 60-х годов стали применять накопители на магнитных дисках. Что еще значительнее ускорило обработку информации.

Предшествующие ламповые компьютеры нуждались в дополнительном оборудовании. В подвалах вычислительных центров находились средства электропитания кондиционирования воздуха. С приходом второго поколения ЭВМ, потребность в них отпала.

К тому же электронная – вакуумная лампа работает тогда и только тогда когда через нее проходит эмиссионный ток. Эмиссия возникает когда катод лампы нагрет до большой температуры. Машины прошлого поколения имели десятки тысяч таких ламп. На их питание нужна была не малая электрическая энергия. От 50-150 киловатт.

Память на магнитных сердечниках или ферритовая память

Применялась также память на магнитных сердечниках. Представляя из себя матрицу маленьких колец которые поляризовались в двух направлениях. Что соответствовало одному биту информации. Технология отлично подходила в качестве оперативной памяти ЭВМ. Платы собирались почти вручную и были очень дорогие. А их объем составлял около 32 Кб.

Память на магнитных сердечниках или ферритовая память как ее еще называли. Строилась на базе ферритов это полупроводник но обладает определенными магнитными свойствами. Производятся они из магнитного железняка с примесями магния и никеля. Достоинство их в том, что они могут быстро намагничиваться и сохранять свое намагниченное состояние. Ферриты обладают высоким сопротивлением и потери тока при их намагничивании минимальны. Из ферритов делаются сердечники. Напоминают обычные кольца. Эти кольца выстраивают рядами образуя матрицу. Так называемую плату памяти. На каждом сердечники есть две обмотки для записи бита данных и одна для считывания.

В машине UNIVAC и LARC впервые начали использоваться магнитные барабаны. IBM для своих ЭВМ IBM 1401, IBM 1410 применили магнитные диски.

Однако в чем отличие второго поколения от первого? В их элементной базе. Транзисторы заменили лампы. Как следствие возросла производительность. Уменьшилась потребление электроэнергии. Уменьшилось выделение тепла. Нет необходимости в мощном кондиционировании помещений.

Среди советских компьютеров второго поколения стал Минск-22. Он мог выполнять до пяти тысяч элементарных операций в секунду. Его оперативная память была построена на ферритовых сердечниках, объемом порядка шести – восьми тысяч чисел. В нем применялись магнитные диски, которые могли хранить несколько миллионов чисел. Д информации был через перфокарты и перфоленты. Для вывода даны к нему возможно было подключить алфавитное — цифровое печатающее устройство. Последующая модель Минск-32 могла выполнять уже 250 тысяч операций в секунду. Объем оперативной памяти составлял 65 536 байт.

PDP-8 компьютер второго поколения.
Производство корпорации DEC.

С появлением компьютеров второго поколения расширилась сфера их применения. От правительственных и военных учреждении они стали появляться в частных организациях, институтах. Главным образом за счет снижения стоимости машин и развитию программного обеспечения. Начали создавать специальное системное программное обеспечение. Появились системы пакетной обработки информации. Предшественники операционных систем. Которые предназначались для управления вычислительным процессом. Был разработан формальный язык управления заданиями. Совокупность нескольких заданий, в виде колоды перфокарт. Получил название пакет заданий. Данный подход жив и до сих пор. В ДОС bat – файлы, в Windows cmd – файлы. Затем и операционные системы не заставили себя долго ждать. Именно для компьютеров второго поколения начали разрабатывать операционные системы. Это значительно ускорило управление ЭВМ.

Большое внимание уделяли усовершенствованию программированию машин. В 50-х стали появляться первые языки программирования: B0, Fact, MathMatic и другие. В след за ними появились языки высокого уровня Fortran, Algol. В дальнейшем стали разрабатывать библиотеки в которых хранились ранее созданные функции. Написанные один раз вызывались они повторно.

Поколения компьютеров — Второе поколение

Первое поколение
Второй поколение
В третьих поколение
Четвертый поколение
Пятый поколение
В Период второго поколения был с 1956 по 1963 год. В компьютеры второго поколения использовали транзисторы в качестве основных составные части. Первый транзистор был разработан в Bell лаборатории Уильяма Шокли, Джона Бардина и Уолтер Хаузер Браттейн. Размер транзистора небольшой по сравнению с размером электронных ламп. Транзисторы сделаны из кремния. Транзисторы из кремния менее чувствительны к температуре, поэтому не могут легко сгореть вверх.

Секунда поколения компьютеров использовали магнитные ленты, магнитные диски для вторичной памяти и магнитного сердечника для первичной памяти. Вход для компьютеров второго поколения был дается через перфокарты, а вывод отображается как распечатки. Инструкции для компьютера были написаны на язык ассемблера.

Преимущества

  1. Выполнить операции в микросекундах.
  2. размер компьютеров второго поколения невелик по сравнению с размер компьютеров первого поколения.
  3. стоимость невысокая.
  4. Техническое обслуживание стоимость компьютеров второго поколения невысока, поскольку оборудование сбои случаются редко.
  5. Письмо инструкции на ассемблере проще, чем писать инструкции на машинном языке.
  6. Секунда компьютеры поколения выделяют меньше тепла по сравнению с компьютеры первого поколения.

Недостатки

  1. Air требуется кондиционирование.


Компьютеры второго поколения — программа «Знай»

Компьютеры второго поколения разрабатывались с 1959 по 1965 год.В ЭВМ 2-го поколения использовались в основном транзисторы. В 1947 году Bell Labs изобрела транзистор, но не было замечено, что он широко использовался в компьютерах до конца 1950-х годов. Компьютеры второго поколения были дешевле, потребляли меньше электроэнергии, меньше по размеру и быстрее компьютеров первого поколения.

В компьютерах второго поколения использовались операционные системы пакетной обработки и мультипрограммирования. В качестве языков программирования использовались ассемблерные языки и более высокоуровневые языки программирования, такие как FORTRAN, COBOL.

Компьютер второго поколения был основан на транзисторах . В компьютерах второго поколения использовались печатные платы, заполненные отдельными транзисторами и памятью на магнитных сердечниках. Магнитные сердечники использовались в качестве первичной памяти, а магнитные ленты и магнитные диски использовались в качестве вторичных запоминающих устройств.

В 1960-х годах было несколько коммерчески успешных компьютеров второго поколения, используемых в университетах, на предприятиях и государственных компаниях, таких как Control Data, Burroughs, Sperry-Rand, Honeywell и IBM.Кроме того, во втором поколении было замечено, что удаленные терминалы получили гораздо большее применение. Телефонные соединения обеспечивали достаточную скорость для более ранних удаленных терминалов и позволяли разделять удаленные терминалы и вычислительные центры на несколько километров.

Новые профессии программистов, аналитиков, экспертов по компьютерным системам и вся индустрия программного обеспечения начались со второго поколения компьютеров.

2-е поколение компьютерной истории

В 1953 году Манчестерский университет построил первый экспериментальный транзисторный компьютер.Были изготовлены две версии транзисторного компьютера: первая работала в качестве прототипа в 1953 году, а вторая в 1955 году была полноразмерной версией. Машина 1953 года постройки, имела 92 точечных транзистора и 550 диодов, производилась STC. Он использовал термин 48-битная машина. Машина 1955 года постройки имела 200 точечных транзисторов и 1300 диодов.

Так много транзисторных компьютеров было создано после 1956 года. Япония разработала ETL Mark III в 1956 году, Канада разработала компьютер DRTE в 1957 году, Австрия разработала Mailufterl в 1958 году.Это были первые транзисторные компьютеры в Азии, Канаде и Европе соответственно.

Транзисторный вычислитель IBM-608 был разработан IBM в 1957 году. Развитию IBM-608 предшествовало создание прототипа полностью транзисторной версии 604. Он был разработан в 1954 году, но не получил коммерческого распространения. В 1957 году были разработаны научный компьютер S-1000 модели Philco Transac и компьютер электронной обработки данных S-2000. Были ранние коммерчески выпускаемые крупномасштабные транзисторные компьютеры.

Самый коммерческий транзисторный компьютер был разработан IBM в 20 веке. IBM представила IBM-7070 и машину десятичного дробления слов, которая была ее первым коммерческим транзисторным компьютером. IBM-7090 был разработан в 1959 году. Это была 36-битная научная машина. IBM построила большое количество компьютеров IBM-1401. Он захватил треть мирового рынка. С 1960 по 1964 год было построено более десяти тысяч компьютеров.

IBM разработала System / 360 и гибридные схемы в 1964 году.Серия S / 360 с использованием модулей IBM Solid Logic Technology (SLT).

Примеры компьютеров второго поколения

Многие компьютеры были разработаны во втором поколении компьютеров. Некоторые популярные имя компьютера второго поколения ,

  • IBM 1401
  • Honeywell 400
  • IBM 1620
  • CDC 1604
  • IBM 7094
  • CDC 3600
  • UNIVAC 1108

Компьютерные образы второго поколения

Вот несколько изображений компьютера второго поколения.

Компьютер второго поколения

Транзисторы компьютерные

В 1953 году был изготовлен первый прототип компьютера на транзисторах. Поэтому транзисторные компьютеры называют компьютерами второго поколения.

В транзисторном компьютере транзистор был помещен на место вакуумной лампы. По сравнению с электронными лампами транзисторы имеют много преимуществ. Компьютеры с электронными лампами потребляли много электроэнергии и выделяли много тепла. Но транзисторный компьютер потреблял меньше электроэнергии и выделял меньше тепла по сравнению с электронными лампами.Транзисторы с кремниевым переходом были намного надежнее электронных ламп и имели более длительный срок службы.

Транзисторы

В 1950-1960-х годах компьютеры второго поколения имели печатные платы, заполненные отдельными транзисторами и памятью на магнитных сердечниках.

В конце 1960-х годов эти машины оставались основной разработкой. Когда через некоторое время начали появляться интегральные схемы, которые привели к компьютерам третьего поколения.

Характеристики компьютера второго поколения

Основные характеристики компьютеров второго поколения:

  1. Использование транзисторов в компьютерной системе
  2. Меньший размер по сравнению с компьютером первого поколения
  3. Меньше потребляемой электроэнергии
  4. Вырабатывается меньше тепла
  5. Надежность по сравнению с компьютерами первого поколения
  6. Поддерживаемые языки машин и ассемблера
  7. Требуется переменный ток
  8. Быстрее компьютеров первого поколения
  9. Все еще очень дорого

Преимущества компьютеров второго поколения

По сравнению с компьютером первого поколения, компьютером второго поколения, имеющим множество преимуществ,

  1. Из-за наличия транзисторов вместо электронных ламп размер электронного компонента уменьшился.Это уменьшило размер компьютера по сравнению с компьютерами первого поколения. Таким образом, пользоваться компьютером стало проще.
  2. Компьютеры второго поколения потребляли меньше энергии и не производили больше тепла по сравнению с компьютерами первого поколения.
  3. Для ввода использовался ассемблер. Поэтому пользоваться машиной стало проще.
  4. Более высокая скорость, более быстрые вычисления данных.
  5. Лучшая портативность по сравнению с компьютером первого поколения.

Недостатки компьютеров второго поколения

По сравнению с компьютерами следующего поколения, компьютеры второго поколения имели некоторые недостатки,

  1. AC требовалось в компьютерной системе.
  2. Используется только для особых целей и важных работ.
  3. Компьютер требовал постоянного обслуживания.
  4. Он все еще был очень дорогим, но стоил дешевле компьютера первого поколения.

Разница между компьютерами первого и второго поколений

Компьютеры первого поколения Компьютеры второго поколения
Этот компьютер был первым шагом к изобретению, для создания этих компьютеров использовалась вакуумная лампа. Транзисторы использовались в компьютерной системе второго поколения.
Этот компьютер был очень большим. Это было похоже на целую комнату. Меньшие размеры по сравнению с компьютерами первого поколения, но все же большие.
Используется электричество большой мощности. Потребление меньше электроэнергии
Эти компьютеры вырабатывали много тепла. Вырабатывает меньше тепла по сравнению с компьютерами первого поколения.
Компьютер первого поколения было сложно программировать и использовать. На этот раз в языке программирования произошли небольшие изменения. Поэтому это было не так сложно, как компьютерная программа.
В компьютерах первого поколения использовался только машинный язык. Поддерживаемый машинный язык и языки ассемблера.
В то время компьютер был ненадежным. Надежнее по сравнению с компьютерами первого поколения.
В компьютерных системах требуется очень большой кондиционер. AC используется для охлаждения компьютерной системы. Требуется кондиционер, но он малогабаритный по сравнению с компьютерами первого поколения.
В компьютерах первого поколения устройство работало очень медленно. Быстрее компьютеров первого поколения.
Компьютеры первого поколения были очень дорогими, их могли покупать только крупные организации и богатые люди. Низкая стоимость по сравнению с компьютерами первого поколения.

Если вам понравился этот пост, поделитесь им с друзьями. Вы хотели поделиться дополнительной информацией по обсуждаемой выше теме или обнаружили что-то неправильное? Дайте нам знать об этом в комментариях. Спасибо!

Компьютеры первого поколения и второго поколения: 12 основных отличий

Поколение в компьютерах используется для обозначения изменения в или состоянии технологии компьютер используется или использовался. В начале 1950-х гг. термин «генерация» использовался для описания различных изменяющихся аспектов аппаратные технологии.Сегодня в мире компьютеров термин «поколение» описывает как оборудование, так и программное обеспечение, которые являются двумя важными аспектами, которые делают до всей компьютерной системы.

Обычно существует пять поколений компьютеров, каждое из которых от другого в различных аспектах технологии. Каждый из пяти поколение компьютеров характеризуется большим технологическим развитием это коренным образом изменило способ работы компьютеров.

Первое поколение Компьютеров

Главной особенностью компьютеров первого поколения является что они использовали вакуумные лампы в качестве основного компонента для памяти и схемы для Центральный процессор (ЦП).Этих лампочек, как и электрических лампочек, выпускается много тепла и установок, используемых для частого плавления.

Примеры компьютеров первого поколения:

  • ENIAC
  • EDVAC
  • IBM-650
  • IBM-701
  • UNIVAC

Что вам нужно Знайте о первом поколении компьютеров

  • Период первого поколения был с 1946–1959.
  • Вакуумные лампы использовались в качестве основного компонента для память и схемы для процессора.
  • Размер компьютера был очень большим и называется мэйнфреймом.
  • Это были низкоскоростные компьютеры.
  • Основная память была в виде магнитной барабан.
  • Магнитная лента. Бумажная лента, перфокарты использовались как устройства ввода и вывода.
  • Компьютеры этого поколения подержанные машины код как язык программирования.
  • Компьютеры были очень дорогими и только большими организации могли себе это позволить.
  • Устройства ввода и вывода работали медленно.
  • Им требовалось питание переменного тока (переменного тока) для операция
  • Потреблено много электроэнергии
  • Было произведено много тепла.

Секунда Поколение компьютеров

Второе поколение компьютеров знаменует использование транзисторы вместо электронных ламп. Транзисторы были меньше вакуумных трубки и позволили компьютерам быть меньше по размеру, быстрее по скорости и дешевле строить.

Примеры компьютеров второго поколения:

  • UNIVAC 1108
  • CDC 3600
  • IBM 7094
  • IBM 1620
  • CDC1604

Что вам нужно Знайте о втором поколении компьютеров

  • Период компьютеров второго поколения был 1959-1965 гг.
  • Транзисторы использовались в качестве внутреннего компонента. Эти транзисторы были дешевле, компактнее и потребляли меньше энергии.
  • Размер компьютера был меньше, когда сравнил компьютеры первого поколения и получил название мини-компьютер.
  • Они в среднем в 10 раз быстрее первых поколения компьютеров.
  • Основная память была в виде RAM и ROM.
  • В этом поколении магнитопроводы использовались как первичная память и магнитная лента и магнитные диски в качестве вторичного хранилища устройств.
  • В этом поколении ассемблер и использовались языки программирования высокого уровня, такие как FORTRAN и COBOL.
  • Устройства ввода и вывода были относительно быстрее по сравнению с устройствами ввода и вывода первого поколения компьютеры.
  • Компьютеры этого поколения все еще были очень дорогими; однако он был дешевле по сравнению с компьютерами первого поколения.
  • Также требуется AC (переменный ток) мощность для работы.
  • Потребляли меньше электроэнергии по сравнению с компьютеры первого поколения.
  • Они выделяют меньше тепла по сравнению с к компьютерам первого поколения.

Также читайте: Разница между устройством ввода и вывода

Первое отличие Компьютеры поколения и второго поколения в табличной форме

ОСНОВА СРАВНЕНИЯ ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ
Период эксплуатации Период компьютеров второго поколения был 1959-1965 гг. Период компьютеров второго поколения был 1959-1965 гг.
Главный компонент Вакуумные лампы использовались в качестве основного компонента для памяти и схемотехника для процессора. Транзисторы использовались как внутренний компонент. Эти транзисторы были дешевле, компактнее и потребляли меньше энергии.
Размер Размер компьютера был очень большим и назывался мэйнфрейм. Размер компьютера был меньше по сравнению с первым поколение компьютеров и именовалось мини-компьютером.
Скорость Это были низкоскоростные компьютеры. В среднем они в 10 раз быстрее компьютеров первого поколения.
Основная память Основная память была выполнена в виде магнитного барабана. Основная память была в виде RAM и ROM.
Магнитная лента и прочее Компоненты Магнитная лента. Бумажная лента, перфокарты использовались как ввод и вывод устройств. В этом поколении магнитные сердечники использовались в качестве первичной памяти и магнитная лента и магнитные диски как вторичные запоминающие устройства.
Язык программирования В компьютерах этого поколения для программирования использовался машинный код. язык. В этом поколении язык ассемблера и программирование высокого уровня использовались такие языки, как FORTRAN и COBOL.
Устройства ввода и вывода Устройства ввода и вывода работали медленно. Устройства ввода и вывода были относительно быстрее по сравнению с устройства ввода и вывода первого поколения компьютеров.
Стоимость Компьютеры были очень дорогими, и только крупные организации в состоянии себе это позволить. Это поколение компьютеров все еще было очень дорогим; однако это было дешевле по сравнению с компьютерами первого поколения.
Текущий Им требовалось питание переменного тока (переменного тока) для работы. Для работы им также требовалось питание переменного тока (переменного тока).
Потребляемая мощность Потреблено много электроэнергии Они потребляли меньше электроэнергии по сравнению с первым поколением. компьютеры.
Производство тепла Они генерировали много тепла Они выделяли меньше тепла по сравнению с первым поколения компьютеров.
Предыдущая статья12 Различия между активными и пассивными компонентами (элементами) Следующая статья10 Различия между кладограммой и филогенетическим деревом Компьютеры поколения

и их особенности | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 11 класс> Информатика> Введение в компьютер

Поколение компьютеров и их особенности

ПОКОЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРОВ

Классификация компьютеров по поколениям в основном основана на используемых основных устройствах. Кроме того, следует учитывать архитектуру, языки, режимы работы и т. Д. Функции, выполняемые компьютером, и скорость их работы с давних времен меняются на самые современные компьютеры. В зависимости от периода разработки и встроенных функций компьютеры делятся на разные поколения — от первого поколения до пятого поколения. Это называется поколением компьютеров.

Классификация и периоды времени приведены ниже:

  1. Компьютер первого поколения (1945-1955)
  2. Компьютер второго поколения (1957-1963)
  3. Компьютер третьего поколения (1964-1971)
  4. Компьютер четвертого поколения ( С 1972 г.)
  5. Компьютер пятого поколения (настоящее и будущее)
1.) Компьютер первого поколения (1945-1955)
Рис. Компьютер первого поколения источник: web.york.cuny.edu

Компьютеры первого поколения характеризовались тем, что инструкции по эксплуатации были составлены на заказ для конкретной задачи, для которой компьютер должен был использоваться. Он работал на «Принципе термоэмиссии».

В компьютерах первого поколения вакуумные лампы в качестве центрального процессора, магнитный барабан для хранения данных и машинные языки использовались для обучения.Компьютеры этого поколения были очень большого размера и назывались компьютерами размером с комнату.

Программирование компьютеров первого поколения выполнялось на машинных языках (нули и единицы). Позже были разработаны языки ассемблера, которые использовались в компьютерах первого поколения.


Характеристики компьютеров первого поколения:

  • Используемая технология: вакуумная трубка
  • Машинные языки использовались для обучения компьютера.
  • В качестве первичной использовалась память на магнитном сердечнике.
  • Электростатические трубки, лента Парнера, перфокарта, магнитная лента
  • Перфокарта, печатающие устройства использовались для операций ввода / вывода и сохраняли результат.
  • Занимает очень много места, обрабатывает медленно, неэффективно и ненадежно из-за низкой точности.
  • Потребляемая мощность была очень высокой, и при этом выделялось много тепла.
  • Он мог выполнять только простые численные вычисления.
  • Раньше компьютер был очень дорогим.

Примером компьютеров первого поколения являются ENIAC, UNIVAC, EDVAC и EDSAC.

2.) Компьютер второго поколения (1957-1963)

Компьютеры второго поколения заменили машинный язык языком ассемблера, позволив сокращенным программным кодам заменить длинные сложные двоичные коды.

Рис. Компьютер второго поколения Источник: www.techiwarehouse.com

Транзистор был разработан в этом поколении. Транзистор передает электрические сигналы через резистор. Транзистор был очень надежным по сравнению с лампами.

Транзистор был намного лучше по производительности из-за их миниатюрных размеров, меньшего энергопотребления и скорости выделения тепла. Эти полупроводниковые устройства использовались в компьютере второго поколения.


Некоторые из его характеристик:

  • Используемая технология: Транзистор
  • Скорость работы выражалась в микросекундах.
  • Ассемблер и машинно-независимые языки, такие как COBOL (Common Business Oriented Language) и FORTRAN (Formula Translation), были представлены размером с компьютер.
  • В качестве первичной использовалась память на магнитном сердечнике.
  • В качестве вторичной памяти использовались магнитный барабан и магнитная лента.
  • Мощность, необходимая для их работы, была низкой.
  • Он может выполнять научные вычисления, такие как решение дифференциальных уравнений.
  • Объем памяти и использование компьютеров увеличены.
3.) Компьютер третьего поколения (1964-1971)

Транзисторы были усовершенствованием по сравнению с вакуумной лампой, но они по-прежнему выделяли большое количество тепла, которое повредило чувствительные части компьютера. Кварц устранил эту проблему.

Рис. Компьютер третьего поколения Источник: www.tutorialspoint.com

Транзисторы были заменены интегральной схемой, известной как микросхемы. Ученому удалось уместить множество компонентов на одном кристалле. В результате компьютер становился все меньше по мере того, как в чип помещалось все больше компонентов.

IC была впервые разработана и изготовлена ​​Джеком С. Килби в Texas Instrument и Робертом С. Нойсом в Fairchild независимо друг от друга. ИС — это схема, состоящая из большого количества электронных компонентов, размещенных на одном кремниевом кристалле с помощью фотолитографической обработки.

Магнитные диски начали заменять магнитную ленту для вспомогательных устройств и были введены видеотерминалы для вывода данных. Для ввода данных использовались клавиатуры. Была представлена ​​новая операционная система для автоматической обработки и мультипрограммирования.

Эти компьютеры были очень надежными, относительно дорогими и быстрыми. Языки программирования высокого уровня продолжали развиваться. Примером компьютеров третьего поколения являются серии IBM-360, серии ICL-900 и серии Honeywell 200.

Особенности компьютеров третьего поколения:

  • Используемая технология: IC (Integrated Circuit).
  • Транзисторы были заменены на IC в их электронных схемах.
  • Для разработки программ используются языки высокого уровня, такие как FORTAN, BASIC и другие.
  • Полупроводниковая память, такая как RAM и ROM, использовалась в качестве первичной памяти.
  • Монитор и клавиатура были представлены для ввода и вывода данных соответственно.
  • Разработано средство мультипрограммирования.
  • Компьютер использовался при переписи населения, в вооруженных силах, банках и на промышленных предприятиях.
  • Уменьшились размеры, стоимость, потребность в электроэнергии и выработка тепла.
  • Увеличена скорость обработки и объем памяти компьютера.

4.) Компьютер четвертого поколения (с 1972 г.)

Рис. Компьютер четвертого поколения источник: www.slideshare.net

Изобретение микропроцессорного чипа положило начало компьютерам четвертого поколения.Память на основе полупроводников заменила память на магнитных сердечниках. Изобретение микропроцессоров привело к развитию микрокомпьютера или персонального компьютера.

Первый микропроцессор под названием Intel 4004 был разработан американской корпорацией Intel в 1971 году.

Этот компьютер имеет более быстрый язык поколения, и прикладное программное обеспечение для микрокомпьютеров стало популярным и позволило домашним и корпоративным пользователям адаптировать свои компьютеры для обработки текстов, работы с электронными таблицами и передачи файлов и графика.

В этом поколении появилась концепция компьютерных сетей и компакт-дисков.

Характеристики компьютера четвертого поколения:

  • Используемая технология: внедрена и используется СБИС на базе микропроцессоров.
  • Для разработки программы используется проблемно-ориентированный язык четвертого поколения (4GL).
  • Полупроводники, такие как RAM, ROM и кэш-память, используются в качестве первичной памяти.
  • Магнитные диски, такие как жесткий диск, оптический диск (CD, DVD), диск Blue-ray, флэш-память (микросхема памяти, флеш-накопитель) используются в качестве вторичной памяти.
  • Электронная почта, Интернет и мобильная связь развиты.
  • Разработано передовое, удобное программное обеспечение для веб-страниц.
  • Размер, стоимость, потребляемая мощность, тепловыделение уменьшились по сравнению с предыдущим поколением.
  • Скорость работы, объем памяти, использование компьютера увеличились по сравнению с предыдущим поколением

Примером компьютера четвертого поколения являются ПК IBM-PC, ноутбуки HP, ноутбук Mac и т. Д.

5.) Компьютер пятого поколения (настоящее время) и будущее)
Рис. Компьютер пятого поколения Источник: робот.suanier.com

Цель состоит в том, чтобы создать машины с подлинным IQ, способностью рассуждать логически и с реальным знанием слова. Таким образом, этот компьютер будет совершенно другим, совершенно новым и совершенно новым, чем компьютеры последних четырех поколений.

Компьютер пятого поколения был основан на искусственном интеллекте (ИИ), и этот процесс все еще находится в стадии разработки, но это еще не реальность, т.е. этот компьютер неполный. Ученые все еще работают над этим.

Эти компьютеры смогут общаться с людьми и имитировать человеческие чувства, ручные навыки и интеллект.

Характеристики компьютеров пятого поколения:

  • Используемая технология: Эти машины будут включать биочип и VVLSI (очень очень крупномасштабная интеграция) или сверхбольшая интеграция (ULSI).
  • Компьютер будет есть искусственный интеллект (ИИ).
  • Для разработки программ будет использоваться естественный язык.
  • Компьютер будет иметь параллельную обработку в полном объеме.
  • Скорость работы будет выражаться в LIPS (логический вывод в секунду).
  • Целью является решение очень сложных проблем, которые требуют большого интеллекта и опыта при решении людьми.
  • Квантовые вычисления, молекулярные и нанотехнологии будут использованы полностью.

Библиография

Shrestha, R.P., & Manandhar, s. (2014). Computer Essential. Катманду: публикация Ашмита.

Гурунг, Джудда Бахадур и др., Computer Science-XI, Bhundipuran Prakashan, Ktm

Каковы характеристики компьютеров от первого до четвертого поколения компьютеров?

РЕФЕРАТ

В этой диссертации я решил исследовать характеристики компьютеров от первого поколения до четвертого поколения компьютеров.С самого начала моей диссертации я так стремился выяснить, как развитие компьютеров привело к изменению характеристик каждого поколения компьютеров, однако я столкнулся с некоторыми трудностями на своем пути, и в результате я решил отвлечься. Проект фокусируется на том, какими были характеристики компьютеров от первого поколения компьютеров до четвертого поколения компьютеров и как характеристики каждого поколения компьютеров настолько отличались друг от друга.По завершении обзора каждого поколения компьютеров я заметил, что каждое развитие привело к изменению технологий, используемых для каждого поколения, следовательно, почему каждое поколение компьютеров было таким уникальным по сравнению с другим. Итак, из этого открытия я мог сделать вывод, что с технологией, используемой в производстве и производстве компьютеров для каждого поколения компьютеров, все характеристики компьютеров были связаны с используемой технологией.

  1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ АРХИТЕКТУРЫ

Структура процессора компьютера, набор команд, режимы адресации.Архитектура часто определяется как набор атрибутов машины, которые программист должен понимать для успешного программирования конкретного компьютера. Итак, в общем, компьютерная архитектура относится к атрибутам системы, видимым программисту, которые имеют прямое влияние на выполнение программы.

  1. ТЕРМИНОЛОГИЯ
  • Baer: «Проект интегрированной системы, которая предоставляет программисту полезный инструмент»
  • Hayes: «Изучение структуры, поведения и конструкции компьютеров»
  • Хеннесси и Паттерсон: «Интерфейс между аппаратным обеспечением и программным обеспечением нижнего уровня»
  • Фостер: «Искусство конструировать машину, с которой будет приятно работать»
  • Скорость означает , насколько быстро могут работать компьютеры.
  • Надежность означает , насколько стабильно хороший компьютер по качеству и производительности и можно ли ему доверять.
  • Точность указывает на , является ли расчет, сделанный компьютером, правильным, но не ошибочным.
  • Автоматизация относится к , может ли компьютер работать самостоятельно, или ему требуется или нужна помощь / содействие для полноценной работы / функционирования.
  • Прилежание относится к , насколько хорошо компьютер может работать для e.грамм. часов без поломки и ошибок при расчетах.
  • Универсальность означает, можно ли использовать компьютер для одновременного выполнения различных типов задач.
  • Выносливость относится к , как долго компьютер может использоваться, например 5/6 часов без поломки / отключения.
  • Размер означает размер компьютера, например. высота вес.
  • Объем памяти указывает, сколько данных может хранить компьютер.
  • Стоимость указывает на дешевый или дорогой компьютер. [1]
  1. ВВЕДЕНИЕ

Компьютер — это электронное устройство, используемое для выполнения логических и арифметических операций, поскольку оно обрабатывает собранные данные и преобразует их в информацию, которую пользователь / физическое лицо может стремиться узнать. Способность компьютеров выполнять последовательность операций, называемую программой, делает компьютеры очень гибкими и полезными. Такие компьютеры используются в качестве систем управления для самых разных промышленных и бытовых устройств.Это включает в себя простые устройства специального назначения, такие как микроволновые печи и пульты дистанционного управления, заводские устройства, такие как промышленные роботы и компьютерное проектирование, а также устройства общего назначения, такие как персональные компьютеры и мобильные устройства, такие как смартфоны.

Сегодня мы живем в компьютерную эпоху, когда большая часть нашей повседневной деятельности не может быть выполнена без использования компьютеров. Иногда сознательно, а иногда неосознанно мы пользуемся компьютерами. Компьютер стал незаменимым и многоцелевым инструментом, благодаря которому компьютеры стали такой жизненной необходимостью, что трудно представить жизнь без него, и поэтому я всегда интересовался компьютерной областью с юных лет наряду с разнообразием информацию, которую я собирал на протяжении многих лет, поэтому, когда мне представилась возможность написать диссертацию по любой теме по моему выбору, я решил, что это будет отличный способ собрать, изучить и понять новые вещи, которые я никогда раньше не узнавал из предыдущая информация была сопоставлена, а также выбрана сфера деятельности, которая расширила бы мои знания в области вычислений, поскольку она предоставляет мне достаточный объем информации для начала моего университетского курса, а именно компьютерных наук в выбранном мной университете.В ходе своего исследования я смог развить некоторые независимые навыки, которые интересуют выбранный мной университет и работодателей. Например, навыки самостоятельной работы (исследования), умение написать полное и подробное эссе / отчет с аналитически сбалансированным аргументом, исследовательские навыки, навыки презентации, уверенность и многое другое.

Мое исследование будет в основном состоять из вторичных исследований. Вторичное исследование, которое будет проводиться, окажет большое влияние / влияние на мою диссертацию в целом, поскольку выполненные исследования, сопоставленные и собранные, уже существуют в видеоматериалах (TED TALKS), веб-сайтах, книгах в Интернете и статьях со всего мира.Использование всех этих стратегий и техник поможет подпитывать мои знания, которые я могу использовать для написания развитой диссертации. Поэтому я решил пройти расширенную квалификацию проекта с темой, которая относится к области вычислений, к которой я испытываю большой энтузиазм. Основное внимание уделяется «Каковы характеристики компьютеров с поколения 1 -го до поколения 4 -го ?» поскольку я считаю, что это еще больше улучшит мои знания в области вычислений, поскольку поможет мне понять каждую технологию, используемую для развития и создания характеристик компьютеров четвертого поколения.

До того, как я выбрал тему для своего проекта, я решил выяснить терминологию характеристик слов, прежде чем проводить какие-либо дальнейшие исследования. Определение словесных характеристик даст мне твердое и твердое представление о том, на чем должно быть основано мое исследование с точки зрения моей основной области. В English Oxford Living Dictionaries характеристики определяются как [2] «характеристика, черта или качество, обычно присущее человеку, месту или предмету и служащее для их идентификации».

Каждое поколение компьютерных характеристик делало их настолько отличными и уникальными друг от друга. Каждое поколение компьютеров обладает такими характеристиками, как скорость, надежность, точность, автоматизация, трудолюбие, выносливость, размер, универсальность, емкость хранилища и стоимость.

4.0 КОМПЬЮТЕРЫ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ (1940 — 1958)

Первое поколение компьютеров появилось в период с 1945 по 1956 год с появлением самого первого электронного компьютера общего назначения под названием «Электронный числовой интегратор» и другого компьютера, известного как ENIAC.Появление компьютера [3] ENIAC было началом нынешнего поколения компьютеров, и многие другие еще впереди. Компьютер ENAIC был известен решением большого класса численных задач путем перепрограммирования в 19, , веках.

В этом поколении в основном использовалась операционная система пакетной обработки. В качестве устройств ввода и вывода использовались перфокарты, бумажная лента и магнитная лента. В компьютерах этого поколения в качестве языка программирования использовался машинный код.[4] Ранние компьютеры первого поколения получали инструкции, закодированные на машинном языке, то есть код, который обозначает электрические состояния в компьютере как комбинации нулей и единиц. Подготовка программы или инструкций была чрезвычайно утомительной, и ошибки были обычным делом. [5] Джон Мочли, американский физик, и Дж. Преспер Эккерт, американский инженер, изобрели и изготовили электронный цифровой компьютер в инженерной школе Мура при Пенсильванском университете в Филадельфии.

Хотя ENIAC был разработан и в первую очередь использовался для расчета таблиц артиллерийской стрельбы для Лаборатории баллистических исследований армии Соединенных Штатов, его первые программы включали исследование возможности создания термоядерного оружия.Компьютер был основан на некоторых концепциях, разработанных Аланом Тернингом. [6] Алан Тьюринг был страстным и известным британским математиком, в основном известным за создание современных вычислений путем анализа того, что означает для человека следовать определенному методу или процедуре для выполнения задачи. Для этого он изобрел идею «универсальной машины», которая могла бы декодировать и выполнять любой набор инструкций. Десять лет спустя он превратит эту революционную идею в практический план электронного компьютера, способного запускать любую программу.

Первые поколения компьютеров обладали характеристиками, которые отличали их от компьютеров любого другого поколения. В первом поколении компьютеров использовались две основные технологии, которые помогали компьютерам функционировать так, как этого хотели изобретатели.

Например, компьютер ENIAC использовал электронные клапаны, например вакуумные лампы и магнитные барабаны. [7] Электронные лампы (изображение слева — [8] рис. 1 ) использовались в качестве переключателя / усилителя для схемы вычислительной системы, что затем позволяло ей выполнять цифровые вычисления.

Использование магнитных барабанов произошло, когда изобретатель Густав Таушек изобрел барабанную память, которая была магнитным устройством хранения данных. Этот вид запоминающего устройства был единственным доступным запоминающим устройством, доступным в то время, которое можно было использовать в качестве запоминающего устройства для компьютера ENIAC.

ENIAC и другие компьютеры первого поколения были огромными по размеру (например, ENIAC занимали 1800 квадратных футов [167 квадратных метров] площади пола), их было дорого покупать из-за используемой технологии, которая представляла собой вакуумные лампы и магнитные барабаны, дорогие в эксплуатации, поскольку они требовали много энергии / электричества для нормальной работы, поэтому были очень дорогими и могли быть куплены только очень крупными организациями.Компьютеры первого поколения часто были ненадежными, так как выделяли значительное количество тепла, что вызывало множество технических неисправностей и проблем, что просто показывает, насколько медленными и неэффективными были компьютеры первого поколения. Это показывает, как они постоянно нуждались в кондиционируемой среде, поскольку иногда они могли перегреваться и неожиданно отключаться при использовании. Вдобавок к этому мое вторичное исследование показывает, что компьютеры первого поколения были медленными по сравнению с современными компьютерами, а их объем памяти был ограничен.Кроме того, на основании моего вторичного исследования из книги, которую я прочитал в Интернете под названием [9] «Основы компьютеров» БАЛАГУРУСАМИ (стр. 5), он подтверждает, что первое поколение компьютеров требовало кондиционирования воздуха в той же комнате, что и компьютер. было выпущено первое поколение компьютеров и выделяло много тепла при использовании.

4.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ

  • Использование вакуумной трубки
  • Машинный код
  • , язык ассемблера
  • Компьютеры содержат центральные процессоры, УНИКАЛЬНЫЕ для этой машины
  • Использование барабанной памяти для памяти.

4.2 АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ

[10]

Рисунок 2 — Компьютерная архитектура первого поколения

Архитектура компьютеров первого поколения сильно отличалась и уникальна от всех других поколений компьютеров в основном из-за технологии, используемой для создания компьютеров первого поколения, поскольку в них использовались вакуумные лампы для переключателей и магнитные барабаны для хранения.[11] «Магнитный барабан — это металлический цилиндр, покрытый магнитным оксидом железа, на котором могут храниться данные и программы. Магнитные барабаны когда-то использовались в качестве основного запоминающего устройства, но с тех пор были реализованы как вспомогательные запоминающие устройства.

Вакуумная трубка — это устройство, используемое в электронной схеме для управления потоком, которое использовалось в качестве переключателя / усилителя для схемы вычислительной системы. Однако проблема с электронными лампами заключалась в том, что они были большими, дорогими, хрупкими и склонными к поломкам и выгоранию, потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли огромное количество тепла (одна из причин, по которой ранним компьютерам требовалось кондиционирование воздуха. , редкий и дорогой товар в 1950-х годах.Диапазон размеров используемых электронных ламп составлял от 1 фута до 6 футов в длину, и поэтому неудивительно, что они повлияли на общий размер компьютеров первого поколения, так как они стали большими и огромными по размеру. Большинство номеров расположены в.

Например, компьютер ENIAC (см. Изображение слева — [12] рисунок 3 ) содержал 17 468 электронных ламп, а также 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов, 1 500 реле, 6 000 ручных переключателей и 5 миллионов паяных соединений.Он занимал площадь в 1800 квадратных футов (167 квадратных метров), весил 30 тонн и потреблял 160 киловатт электроэнергии. По сравнению с другими компьютерами той эпохи, машины UNIVAC I были небольшими — размером с гараж на одну машину. В каждой было около 5000 электронных ламп, каждая из которых должна была быть легко доступна для замены, поскольку часто перегорала.

4.3 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Персонажи, которыми обладали компьютеры первого поколения, сильно отличали их от компьютеров любого другого поколения, даже несмотря на то, что характеристики, присущие каждому поколению компьютеров, были похожими, но разными, и в результате привели к появлению четырех поколений компьютеров, а пятое — появлению в любой момент даже раньше. хотя сегодня в мире есть компьютеры пятого поколения.Согласно моим исследованиям, характеристики всех компьютеров первого поколения были неэффективными, даже несмотря на то, что они некоторое время служили своей цели во время войны, как описано. Например, с точки зрения скорости компьютеров первого поколения они были медленными, что означало, что они не могли вычислять большой объем данных, они были неточными с точки зрения того, насколько точны компьютеры, что означало, что вычисления, выполненные компьютерами первого поколения не всегда были надежными, так как не были на 100% свободными от ошибок при условии правильного ввода.

Из некоторых проведенных вторичных исследований я наблюдал и слушал доклад [13] Джорджа Дайсона о рождении компьютеров, во время своего выступления он немного рассказал о том, что используемые электронные лампы были очень узкими и неэффективной техникой, и из-за этого это добавило некоторых характеристик компьютеров первого поколения. Характеристики компьютеров первого поколения оказали большое влияние на использование компьютеров первого поколения, поскольку в целом они накладывали на него множество ограничений по сравнению с преимуществами, которые он нес.[14] Например, ограничением использования компьютеров первого поколения было то, что они были ненадежными из-за большого размера компьютеров, поскольку они генерировали огромное количество тепла при каждом использовании, что означало, что пользователь Для эффективной работы компьютера требовался кондиционер в той же комнате, что и компьютер, чтобы охладить операционную систему компьютера, вдобавок к этому, потому что они были ненадежными и выделяли огромное количество тепла каждый раз, когда использовались, это замедлялось вниз используемые устройства ввода и вывода, что делало его постоянное использование очень трудоемким.Еще одним ограничением использования компьютеров первого поколения было то, что они были очень дорогими из-за технологии и размера компьютеров, что означало, что они могли быть куплены только крупной и устоявшейся организацией.

ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
  • Он открыл путь для роста поколений компьютеров
  • Очень прочные, трудно сломать
  • Служил в 1940-х гг.
  • Использование высоких энергий
  • Для нормальной работы требуются условия воздуха
  • Отключение из-за нагрева вакуумных трубок
  • Ограниченная емкость хранилища
  • Очень медленно
  • Очень дорого из-за используемой технологии
  • Склонен к ошибкам и частым отказам оборудования
  • Требуется постоянное обслуживание
  • Непереносной, очень громоздкий
  • Ручная сборка отдельного функционального элемента

5.0 КОМПЬЮТЕРЫ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ (1958-1964)

Период второго поколения — 1953-1963 гг. Второе поколение компьютеров заменило электронные лампы на транзисторы.

Транзистор — это небольшое устройство, используемое для усиления входного электрического сигнала (вид [15], рисунок 4 слева — изображение компьютерного транзистора).

Из своего исследования я смог заметить, что транзисторы, используемые во втором поколении компьютеров, были намного лучше по сравнению с электронными лампами, используемыми для компьютеров первого поколения, поскольку это сильно повлияло на них, так как изменило характеристики второго поколения. поколение компьютеров.Например, используемые транзисторы позволили и сделали компьютеры второго поколения меньше, быстрее, дешевле, энергоэффективнее и надежнее, чем их предшественники первого поколения. Хотя транзистор по-прежнему выделял много тепла, что привело к повреждению компьютера, это было значительное улучшение по сравнению с электронной лампой. В этом поколении магнитные сердечники использовались в качестве первичной памяти, а магнитная лента и магнитные диски — в качестве вторичных запоминающих устройств. Основные особенности второго поколения: использование транзисторов, надежных по сравнению с компьютерами первого поколения, меньшего размера по сравнению с компьютерами первого поколения, выделяющих меньше тепла по сравнению с компьютерами первого поколения и т. д.После изобретения транзисторов в Bells Labs в 1947 году эти транзисторы немедленно заменили все электронные лампы; вмешательство уменьшило размер компьютеров второго поколения и увеличило и улучшило эффективность компьютеров.

Компьютер второго поколения отличается от первого поколения главным образом добавлением набора индексных регистров и арифметических схем. Эта схема может обрабатывать как операции с плавающей точкой, так и операции с фиксированной точкой, поскольку они имеют отдельные операции ввода и вывода.Примером второго поколения компьютера был IBM 7090.

Изображение вверху является изображением [16] IBM 7090.

IBM 7090 была самой мощной системой обработки данных в то время. Полностью транзисторная система имеет вычислительную скорость в шесть раз быстрее, чем у ее предшественницы на электронных лампах, IBM 709. Хотя IBM 7090 была системой обработки данных общего назначения, разработанной с особым вниманием к потребностям конструкции ракет, реактивный самолет двигатели, ядерные реакторы и сверхзвуковые самолеты.IBM 7090 содержит более 50 000 транзисторов и сверхбыстрый накопитель на магнитных сердечниках. Новая система может одновременно читать и писать со скоростью 3 000 000 бит в секунду, когда используются восемь каналов данных. За 2,18 миллионных долей секунды он может найти и подготовить к использованию любой из 32 768 номеров данных или инструкций (каждый из 10 цифр) в памяти магнитного сердечника. Более того, IBM 7090 может выполнять любую из следующих операций за одну секунду: 229 000 сложений или вычитаний, 39 500 умножений или 32 700 делений.

5.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ

  • Транзисторы — маленькие, маломощные, недорогие, надежнее электронных
  • Память магнитного сердечника
  • Дополнение до двух, арифметика с плавающей запятой
  • Уменьшено время вычислений с миллисекунд до микросекунд
  • Языки высокого уровня
  • Первые операционные системы: обработка одной программы за раз

5.2 АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРОВ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ

Рисунок 6 — Компьютерная архитектура второго поколения

[17]

5.3 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ

Технология, используемая при создании компьютеров второго поколения, принесла много преимуществ и недостатков как пользователям, так и эпохе компьютеров. Например, из моего исследования используемых транзисторов, это сделало компьютеры второго поколения более надежными, меньшими по размеру по сравнению с первым, потребляло меньше энергии, не нагревается так сильно, как компьютеры первого поколения, лучшую портативность, лучше и быстрее в скорость, так как он может вычислять данные в микросекундах, а также повышенная точность и автоматизация.Однако недостатком используемой технологии было то, что даже несмотря на то, что она генерировала меньше тепла, все же требовалось охлаждение, а также постоянное обслуживание. Вдобавок к этому второе поколение компьютеров было не очень универсальным, хотя они были долговечными, но дорогостоящими, что означало, что его популярность была такой же, как и у компьютеров первого поколения, поскольку коммерческое производство было затруднено из-за затрат на создание и закупку деталей для производства транзистор и даже использовать его.

ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
  • Меньшие размеры по сравнению с компьютерами первого поколения
  • Более надежный
  • Вырабатывается меньше тепла по сравнению с компьютерами первого поколения
  • Более широкое коммерческое использование
  • Лучшая портативность
  • Требуется кондиционер
  • Требуется частое обслуживание
  • Обязательный компонент ручной функции
  • Высокая стоимость производства и эксплуатации

6.0 КОМПЬЮТЕРЫ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ (1964-1974)

Период третьего поколения компьютеров был между 1964-1971 годами, в этом поколении использовались интегральные схемы вместо транзисторов, используемых во втором поколении компьютеров, а используемые интегральные схемы были отличительной чертой третьего поколения компьютеров; Интегральная схема — это небольшая микросхема, которая может работать как усилитель, микропроцессор или даже как дополнительная компьютерная память. Интегральные схемы (ИС) полностью изменили мир вычислений в 1960-х годах.

Интегральные схемы

были изобретены Джеком Килби. Джек Килби, американский инженер-электрик, принимавший участие в создании первой интегральной схемы. Дальнейшее развитие технологии, используемой в компьютерах третьего поколения, сделало компьютеры меньше по размеру, надежными и эффективными. Основные особенности компьютеров третьего поколения заключались в том, что они; использованные интегральные схемы, надежные по сравнению с предыдущими двумя поколениями, меньшие по размеру, генерирующие меньше тепла, быстрее с точки зрения скорости, меньшие затраты на обслуживание, все еще дорогие, A.C требовалось и потребляло меньше электроэнергии. Примером компьютера третьего поколения была серия IBM-360.

Серия IBM-360 была самым быстрым и мощным компьютером в то время. Он был специально разработан для высокоскоростной обработки данных для научных приложений, таких как исследование космоса, теоретическая астрономия, субатомная физика и глобальное прогнозирование погоды.

Изображение слева представляет собой изображение ([18] рис. 7) того, как выглядела серия IBM-360, когда она была представлена.

IBM System / 360 Model 91 была представлена ​​в 1966 году как самый быстрый и самый мощный компьютер в то время. Он был специально разработан для высокоскоростной обработки данных для научных приложений, таких как исследование космоса, теоретическая астрономия, субатомная физика и глобальное прогнозирование погоды. По оценкам IBM, каждый день использования Model 91 будет решать более 1000 задач, требующих около 200 миллиардов вычислений.

6.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

  • Микросхемы вместо отдельных транзисторов
  • Меньше, дешевле, эффективнее и быстрее компьютеров второго поколения
  • Языки программирования высокого уровня
  • Магнитный накопитель

6.2 КОМПЬЮТЕРЫ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ АРХИТЕКТУРА

[19]

Рисунок 8 — Компьютерная архитектура третьего поколения

6.3 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

Интегральные схемы, использованные при создании компьютеров третьего поколения, имели множество преимуществ и недостатков. Например, одним из преимуществ компьютеров третьего поколения было то, что они были более надежными, что означает, что компьютеры третьего поколения неизменно были хорошими по качеству и производительности.Другим примером преимущества компьютеров третьего поколения было то, что они потребляли меньше энергии и производили меньше тепла по сравнению с компьютерами предыдущих двух поколений.Однако, несмотря на то, что они производили меньше тепла, по-прежнему требовалось кондиционирование воздуха, что было одним из огромных ограничений третьего поколения. поколение компьютеров.

Включены дополнительные примеры преимуществ компьютеров третьего поколения; он был быстрым по скорости по сравнению с первыми двумя поколениями, что означало, что он был быстрым в вычислении данных, большей емкостью памяти, чем компьютер предыдущего поколения, в некоторой степени универсальным, менее дорогим с точки зрения стоимости и более точным, чем предыдущие поколения.Однако, поскольку в то время компьютеры третьего поколения были очень сложной технологией, для производства микросхем интегральных схем требовались огромные деньги, а это означало, что процесс производства и изготовления компьютеров третьего поколения был дорогостоящим, особенно для производителей / производителей. компьютеров третьего поколения.

ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
  • Меньшие размеры по сравнению с предыдущими поколениями
  • Очень надежный
  • Пониженное тепловыделение во время работы
  • Портативный, широко используемый
  • Экономичное производство и эксплуатация
  • Ручные вычисления не требуются
  • Меньше время работы.Быстрый и надежный
  • Требуются условия воздуха
  • Высокая сложность
  • Требуется формальное обучение для использования

7.0 КОМПЬЮТЕРЫ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ (1974 — НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ)

Компьютеры четвертого поколения были продолжением компьютеров третьего поколения.В эту эпоху размер и стоимость компьютера резко упали, в то время как объем памяти и скорость компьютеров резко возросли.

Из моих исследований характеристик компьютеров четвертого поколения, компьютеры четвертого поколения были связаны с технологией очень крупномасштабной интеграции (VLSI), которая представляет собой процесс создания интегральной схемы (IC) путем объединения тысяч транзисторов. в одну микросхему. Например, использование этой технологии сделало компьютеры четвертого поколения очень компактными и маленькими, превосходными по скорости и надежности, увеличило его первичную емкость хранения, стало более универсальным, портативным и продавалось по низкой цене, что повысило популярность компьютеров; из-за характеристик компьютеров четвертого поколения они привели к революции персональных компьютеров (ПК).

[20] Примером компьютеров четвертого поколения был APPLE II. [21] APPLE II был 8-битным домашним компьютером, одним из первых очень успешных микрокомпьютеров массового производства, главным образом созданным Стивом Возняком (Стив Джобс руководил разработкой пластикового корпуса из пенопласта для Apple II [5] и Род Холт разработали импульсный источник питания). Он был представлен Джобсом в 1977 году на выставке West Coast Computer Faire и стал первым потребительским продуктом, проданным Apple Computer.

На изображении выше изображен ЯБЛОКО II. [22]

7.1 ОСОБЕННОСТИ КОМПЬЮТЕРОВ FOUTH GENERATION

  • Введение в очень крупномасштабную интеграцию (СБИС) — объединяет миллионы транзисторов
  • Появился однокристальный процессор и одноплатный компьютер
  • Наименьший размер из-за высокой плотности компонентов
  • Создание персонального компьютера (ПК)
  • Широкое распространение передачи данных
  • Объектно-ориентированное программирование: объекты и операции над объектами
  • Искусственный интеллект: функции и логические предикаты

7.2 КОМПЬЮТЕРЫ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ АРХИТЕКТУРА

[23]

Компьютер четвертого поколения в основном состоит из пяти независимых блоков: ввода, памяти, арифметики и логики, блока вывода и управления. На рисунке выше показан функциональный блок компьютера и его физическое расположение в компьютере. Устройство принимает цифровую информацию от пользователя, в том числе с помощью клавиатуры, мыши, микрофона; информация либо сохраняется, либо обрабатывается в зависимости от типа инструкций.

7.3 ОБЗОРЫ ОЧЕНЬ МАСШТАБНОЙ ИНТЕГРАЦИИ (СБИС)

  1. ПЕРВЫЙ ОБЗОР INTEL (8080) В 1974 г.
  • 8-битные данные
  • 16-битные данные
  • 6 мкМ NMOS
  • 6К ТРАНЗИСТОРЫ
  • 2 МГц
  1. ВТОРОЙ ОБЗОР MOTOROLA (68000) В 1979 г.
  • ВНУТРЕННЯЯ 32-БИТНАЯ АРХИТЕКТУРА, НО ЕСТЬ 16-БИТНАЯ ШИНА ДАННЫХ
  • 16- и 32-битные регистры, 8 регистров данных и 8 адресных регистров
  • ТРУБОПРОВОД 2 СТУПЕНЬ
  • НЕТ ПОДДЕРЖКИ ВИРТУАЛЬНОЙ ПАМЯТИ
  • 68020 ВНЕШНИЙ БЫЛ ПОЛНОСТЬЮ 32 БИТА

ТРЕТИЙ ОБЗОР INTEL (386) В 1985 году

  • 32 БИТА ДАННЫХ
  • УЛУЧШЕННЫЙ АДРЕС
  • РЕЖИМЫ БЕЗОПАСНОСТИ
  • KERNAL SYSTEM SERVICES,
  • ПРИМЕНЕНИЕ УСЛУГ

ЧЕТВЕРТОЕ ОБЗОР АЛЬФА (21264) В 1990 ГОДУ

  • 64-БИТНЫЙ АДРЕС / ДАННЫЕ
  • СУПЕР СКАЛЯР
  • НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
  • 256 ЗАПИСЕЙ TLB
  • 128 КБ CATCH
  • АДАПТИВНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОТРАСЛИ
  • 0.35 мкм CMOS ПРОЦЕСС
  • 15.2M ТРАНЗИСТОРЫ
  • 600 МГц

7.4 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КОМПЬЮТЕРОВ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ

Изначально интегральные схемы содержали от десяти до двадцати компонентов. Эта технология получила название маломасштабной интеграции (SSI). Позднее, с развитием технологий производства микросхем, стало возможным объединить до сотни компонентов на одном кристалле. Эта технология получила название средней интеграции (MSI).Затем наступила эра крупномасштабной интеграции (LSI), когда стало возможным объединить более 30 000 компонентов на одном кристалле. Усилия по дальнейшей миниатюризации все еще продолжаются, и ожидается, что более одного миллиона компонентов будут интегрированы в один чип, известный как очень крупномасштабная интеграция (VLSI). Компьютер четвертого поколения, который есть сейчас, имеет чипы LSI. Это технология LSI, которая привела к разработке очень маленьких, но чрезвычайно мощных компьютеров.Это было началом социальной революции. Вскоре на одном корабле размером с почтовую марку появилась целая компьютерная схема. Компьютеры за ночь стали невероятно компактными. Их производство стало недорогим, и внезапно стало возможным владение компьютером для всех и каждого.

ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
  • Наименьший размер благодаря высокой плотности компонента
  • Очень надежный
  • Кондиционер не требуется
  • Минимальное техническое обслуживание
  • Портативный
  • Самый дешевый среди всех поколений
  • Высокая степень сложности
  • Требуется знание высоких технологий для чипа VKSI

Заключение

Рассмотрев всю информацию, собранную в результате моего исследования, я могу сделать вывод, что с технологией, используемой в производстве и производстве компьютеров для каждого поколения компьютеров, все характеристики компьютеров были связаны с используемой технологией.Я также провел дальнейшие исследования компьютеров пятого поколения, чтобы получить представление о развитии компьютеров, и в результате я обнаружил некоторую новую информацию, которая обновила мои знания о поколениях компьютеров. Например, ученые сейчас работают над компьютерами пятого поколения — обещание, но еще не реальность. Они стремятся предоставить нам машины с подлинным интеллектом, способностью рассуждать логически и с реальным знанием мира. Таким образом, в отличие от последних четырех поколений, которые, естественно, последовали за его предшественником, пятое поколение будет совершенно другим, совершенно новым и совершенно новым.

По своей структуре он будет параллельным (нынешние — последовательными) и сможет выполнять несколько задач одновременно. В функциях он не будет алгоритмическим (шаг за шагом, по одному шагу за раз). По своей природе он будет заниматься не только обработкой данных (вычислением чисел), но и обработкой знаний. Таким образом, это будет не просто дедуктивный, но и индуктивный. В приложении он будет вести себя как эксперт. В программировании он будет взаимодействовать с людьми на обычном языке (в отличие от BASIC, COBOL, FORTRAN и т. Д.которые нужны настоящим компьютерам). А в архитектуре у него будет KIPS (система обработки информации о знаниях), а не нынешняя DIPS / LIPS (система обработки данных / логической информации).

БИБЛОГРАФИЯ

Количество слов: 5359

Поколение компьютеров — Tyrocity

Компьютеры электронной эры делятся на 5 поколений на основе технологий, используемых компьютером. Разные поколения:

i) Компьютеры первого поколения

ii) Компьютеры второго поколения

iii) Третье поколение компьютеров

iv) Четвертое поколение компьютеров

v) Пятое поколение компьютеров

i) Первое поколение компьютеров

1) Используемая технология: вакуумная трубка
2) Рабочая скорость: диапазон в миллисекундах
3) Используемый язык программирования: машинный язык
4) Используемая память
: Первичная память: Память магнитного ядра
: Вторичная память: Магнитный барабан, Магнитная лента.
5) Устройство ввода / вывода:
Перфокарта как устройство ввода, устройство печати как устройство вывода.
6) Использование: Простой математический расчет.
7) Компьютеры были чрезвычайно большими по размеру и требовали специальной системы охлаждения. например: ENIVAC, EDVAC, UNIVAC и т. д.

ii) Второе поколение компьютеров:

1) Используемая технология: Транзистор

2) Скорость работы: диапазон микросекунд (10-6 сек)

3) Используемый язык программирования: Ассемблер

4) Используемая память

: Первичная память: Память на магнитном сердечнике.

: Вторичная память: Магнитный барабан, Магнитная лента.

5) Ввод / вывод: перфокарта как устройство ввода, принтер как устройство вывода

6) Использование: Компьютеры использовались для сложных научных расчетов.

7) Размер, стоимость, потребляемая мощность, тепловыделение уменьшились по сравнению с предыдущим поколением.

8) Скорость обработки, объем памяти, использование компьютера увеличились по сравнению с предыдущим поколением.

Например: IBM 1620, IBM 7094, LEO MARK III и т. Д.

Преимущества транзистора перед лампой:

i) Один транзистор может заменить тысячу электронных ламп.

ii) Размер транзистора в 1/200 раза больше вакуумной лампы.

iii) Потребляемая мощность транзистора в 20 раз больше, чем у вакуумной лампы.

iv) Транзисторы надежнее ламповых.

iii) Третье поколение компьютеров

i) Используемая технология: IC (интегральная схема)

ii) Рабочая скорость: диапазон наносекунд (10-9 сек)

iii) Используемый язык программирования: HLL (язык высокого уровня)

Как FORTAN, COBOL, PASCAL, C, C ++ и т. Д.

iv) Используемая память:

Первичная память: полупроводниковая память (кремний)

Вторичная память: магнитная лента, магнитный диск (например, дискета, жесткий диск и т. Д.)

v) Устройство ввода-вывода: клавиатура как устройство ввода, монитор как устройство вывода.

vi) Использование: компьютеры использовались для проведения переписи населения, банка, страховой компании и т. Д.

vii) Разработана и использована концепция базы данных.

viii) Размер, стоимость, энергопотребление, выработка тепла уменьшились по сравнению с предыдущими поколениями.

ix) Скорость обработки, объем памяти, использование компьютера увеличились по сравнению с предыдущими поколениями.

Например: серия IBM 360, серия ICL 900, серия Honeywell 200 и т. Д.

IC и ее типы:

IC — это небольшой кремниевый чип, который содержит большое количество электронных компонентов, таких как транзистор, резистор, конденсатор и т. Д.

Процесс создания ИС называется изготовлением.

Типы ИС в зависимости от количества электронных компонентов.

i) SSI (небольшая интеграция)

(1-20 деталей)

ii) MSI (интеграция среднего масштаба)

(21-100 деталей)

iii) LSI (крупномасштабная интеграция)

(101-1000 деталей)

iv) СБИС (очень крупномасштабная интеграция)

(1001-10000 деталей)

v) ULSI (сверхбольшая интеграция)

(Более 10000 компонентов)

iv) Четвертое поколение компьютеров:

1) Используемая технология: — СБИС (или микропроцессор)

2) Рабочая скорость: — Пикосекундный диапазон

3) Используемый язык программирования: 4GL (проблемно-ориентированный язык)

4) Используемая память:

Первичный: полупроводниковая память

Вторичный: магнитная лента, магнитный диск, оптическая память (CD / DVD / Blu ray), Flash

память (флешка, карта памяти)

5) Устройство ввода / вывода:

Разработаны усовершенствованные устройства ввода / вывода, такие как мышь, сенсорный экран, сканер, ЖК-дисплей, светодиод, цветной принтер и т. Д.

6) Использование:

Компьютеры используются для различных задач в различных областях, таких как образование, бизнес, больница, транспорт, армия и т. Д.

7) Разработаны микрокомпьютеры, такие как настольный ПК, ноутбук, ноутбук и т. Д.

8) Были разработаны популярные средства коммуникации, такие как Интернет, электронная почта, мобильная связь и т. Д.

9) Разработано передовое, удобное для пользователя веб-программное обеспечение и т. Д.

10) Размер, стоимость, потребляемая мощность, тепловыделение уменьшились по сравнению с предыдущим поколением.

11) Скорость работы, объем памяти, использование компьютера увеличились по сравнению с предыдущим поколением.

Например: настольный ПК IBM, ноутбук HP, ноутбук Acer, книга Mac и т. Д.

vi) Пятое поколение компьютеров:

1) Используемая технология: — Биочип

2) Рабочая скорость: — Фемтосекундный диапазон

(10-15 секунд) / СОВЕТЫ

3) Используемый язык программирования: — Естественный язык

4) В компьютерах будет ИИ.

5) Компьютеры будут использоваться в сложных вычислениях, где требуется интеллект компьютера.

6) Компьютеры будут иметь параллельную обработку в полном объеме.

7) Компьютеры будут основаны на KIPS (Система обработки информации на основе знаний)

FORTRAN | компьютерный язык | Britannica

FORTRAN , полностью Перевод формул , язык компьютерного программирования, созданный в 1957 году Джоном Бэкусом, который сократил процесс программирования и сделал компьютерное программирование более доступным.

Британская викторина

Компьютеры и технологии: викторина

Компьютеры содержат веб-сайты, состоящие из HTML, и отправляют текстовые сообщения так же просто, как … LOL. Примите участие в этой викторине и позвольте некоторым технологиям подсчитать ваш результат и раскрыть вам содержание.

Создание FORTRAN, дебютировавшего в 1957 году, ознаменовало значительный этап в развитии языков программирования для компьютеров.Предыдущее программирование было написано на машинном языке (первое поколение) или языке ассемблера (второе поколение), что требовало от программиста писать инструкции в двоичной или шестнадцатеричной арифметике. Разочарование по поводу утомительного характера такого программирования привело Бэкуса к поиску более простого и доступного способа связи с компьютерами. На трехлетнем этапе разработки Бэкус возглавил разностороннюю команду из 10 сотрудников International Business Machines (IBM), чтобы создать язык, сочетающий в себе сокращенную форму английского языка с алгебраическими уравнениями.

FORTRAN позволял быстро писать компьютерные программы, которые работали почти так же эффективно, как программы, которые кропотливо вручную кодировались на машинном языке. Поскольку компьютеры были редкостью и чрезвычайно дороги, неэффективные программы представляли большую финансовую проблему, чем длительная и кропотливая разработка программ на машинном языке. С созданием эффективного высокоуровневого (или естественного) языка, также известного как язык третьего поколения, компьютерное программирование вышло за рамки небольшого круга и включило инженеров и ученых, которые сыграли важную роль в расширении использования компьютеров.

Позволяя создавать программы на естественном языке, которые работали так же эффективно, как написанные вручную, FORTRAN стал предпочтительным языком программирования в конце 1950-х годов. Он был обновлен несколько раз в 1950-х и 1960-х годах, чтобы оставаться конкурентоспособным с более современными языками программирования. FORTRAN 77 был выпущен в 1978 году, за ним последовал FORTRAN 90 в 1991 году и дальнейшие обновления в 1996 и 2004 годах. Однако языки четвертого и пятого поколений в значительной степени вытеснили FORTRAN за пределами академических кругов, начиная с 1970-х годов.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *