Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Первые электромеханические компьютеры

Читайте также:
  1. Алгоритм. (первые 3 пункта, которые остались прежними)
  2. Амфибии- первые наземные животные.
  3. Большое значение при построении режима для детей в первые месяцы жизни имеет правильная последовательность в чередовании кормления, бодрствования и сна.
  4. ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ
  5. ДИАЛОГИ НА ПЕРВЫЕ 8 ВОПРОСОВ
  6. Занятие 2 (семинар). Первые теоретические школы в политической экономии.
  7. Идеологему «Москва – Третий Рим» впервые обосновал Филофей
  8. Индустриализация и первые пятилетки.
  9. КОМПЬЮТЕРЫ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ
  10. Крепость, ставшая символом несгибаемого мужества, стойкости, героизма советских воинов в первые дни войны.

Идеи создания электронных вычислительных машин возникли в конце 30-х -

начале 40-х гг. независимо друг от друга в четырех странах: СССР, США,

Великобритании и Германии. Во время второй мировой войны (с 1939 по 1945г.) были

построены несколько первых электромеханических компьютеров:

1943г. COLOSSUS-1

Первым электронным компьютером стал английский COLOSSUS-1,

использующийся для расшифровки секретного кода, который применяла Германия

для передачи сообщений особой важности.

1942г. АВС(Atanasoff-Berry Computer).

Это одна (более мощная) из двух машин, созданных в1937-1942 гг. профессором

Атанасовым Джоном Винсентом и его аспирантом Клиффордом Эдвардом Берри.

Оригинальной особенностью АВС было разделение обрабатывающих и запоминающих

устройств. Блок памяти состоял из набора конденсаторов с автоматическим

восстановлением заряда. Информация вводилась с перфокарт. При вычислении

использовалось двоичное представление чисел. Блок управления был собран на

электронных лампах и позволял осуществлять многократное поразрядное сложение и

вычитание чисел.

1944г. МАРК-1

Большой толчок в развитии вычислительной техники дала вторая мировая война:

американским военным понадобился компьютер, которым стал “Марк-1” - первый в

мире автоматический вычислительный компьютер, изобретённый в 1944 г.

профессором Айкнем. В нём использовалось сочетание электрических сигналов и

механических приводов. Программа обработки данных вводилась с перфоленты.

Размеры: 15 X 2,5 м., 750000 деталей. "Марк-1" мог перемножить два 23-х разрядных

числа за 4 с.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРИОД

ЭВМ появились, когда возникла острейшая необходимость в очень трудоемких и

точных расчетах, особенно в таких областях науки и техники, как атомная физика и

теория динамик полета и управления летательными аппаратами, в исследовании;

аэродинамики больших скоростей. Между тем доэлектронная вычислительная техника

(механическая и электромеханическая) позволяла только в ограниченной степени

механизировать процессы вычислений. Требовался переход к элементам, работающим в

более быстром темпе.

Технические предпосылки для этого уже были созданы: развивалась электроника и

счетно-аналитическая вычислительная техника. В 1904 г. Дж. Флеминг

(Великобритания) изобрел первый ламповый диод, а в 1906 г. Ли де Форест (США) —

первый триод. До середины 30-х гг. электронные лампы уже стояли во всех

радиотехнических устройствах. Но эра ЭВМ начинается с изобретения лампового

триггера. Это открытие было сделано независимо друг от друга советским ученым М.

А, Бонч-Бруевичем (1918) и английскими учеными У. Экклзом и Ф. Джорданом (1919).

Триггерные схемы постепенно стали широко применяться в электронике для

переключения и релейной коммутации и т. д.

ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ.

Можно выделить 4 основные поколения ЭВМ. Но деление компьютерной техники

на поколения — весьма условная, нестрогая классификация по степени развития

аппаратных и программных средств, а также способов общения с компьютером.

Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой

истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию, как в

смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле

изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей

применения и характера использования. Этот прогресс показан в данной таблице:

П О К О Л Е Н И Я Э В М (*) ХАРАКТЕРИСТИКИ

Годы

применения

Основ

ной

элемент

Колич

ество ЭВМ

в мире

(шт.)

Быстродей

ствие

(операций в

секунду)

Носите

ль

информаци

и

Раз

меры

ЭВМ

1946-

Эл.ла

мпа

Десят

ки

103-144

Перфо

карта,

Перфолента

Бол

ьшие

I

1958-

Транз

истор

Тысяч

и

104-106

Магни

тная Лента

Зна

чи-

тельно

меньше

II 1964-

ИС

Десят

ки тысяч

105-107

Диск

Ми

ни-ЭВМ

V

1972 -

настоящее

время

БИС

Милл

ионы

106-108

Гибкий

и лазерный

диск

Ми

кро

ЭВМ

I поколение (до 1955 г.)

Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало

их ненадежными - лампы приходилось часто менять. Эти компьютеры были

огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести

только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество

электроэнергии и выделяли много тепла.

Притом для каждой машины использовался свой язык программирования. Набор

команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства

управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало.

Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-

вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие

устройства, оперативные запоминающие устройства были реализованы на основе

ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.

Эти неудобства начали преодолевать путем интенсивной разработки средств

автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ,

упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность её

использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре

компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к требованиям, возникшим из

опыта эксплуатации компьютеров.

Основные компьютеры первого поколения:

1946г. ЭНИАК

В 1946 г. американские инженер-электронщик Дж. П. Эккерт и физик Дж.У.

Моучли в Пенсильванском университете сконструировали, по заказу военного

ведомства США, первую электронно-вычислительную машину - “Эниак” (Electronic

Numerical Integrator and Computer). Которая предназначалась для решения задач

баллистики. Она работала в тысячу раз быстрее, чем "Марк-1", выполняя за одну

секунду 300 умножений или 5000 сложений многоразрядных чисел. Размеры: 30 м. в

длину, объём - 85 м3., вес - 30 тонн. Использовалось около 20000 электронных ламп

и1500 реле. Мощность ее была до 150 кВт.

1949г. ЭДСАК.

Первая машина с хранимой программой - ”Эдсак” - была создана в Кембриджском

университете (Англия) в 1949 г. Она имела запоминающее устройство на 512 ртутных

линиях задержки. Время выполнения сложения было 0,07 мс, умножения - 8,5 мс.

1951г. МЭСМ

В 1948г. году академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой на

континенте Европы ЭВМ - Малой электронной счетно-решающей машины (МЭСМ). В

1951г. МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются

вычислительные задачи. Машина оперировала с 20-разрядными двоичными кодами с

быстродействием 50 операций в секунду, имела оперативную память в 100 ячеек на

электронных лампах.

1951г. UNIVAC-1. (Англия)

В 1951 г. была создана машина “Юнивак”(UNIVAC) - первый серийный

компьютер с хранимой программой. В этой машине впервые была использована

магнитная лента для записи и хранения информации.

1952-1953г. БЭСМ-2

Вводится в эксплуатацию БЭСМ-2(большая электронная счетная машина) с

быстродействием около 10 тыс. операций в секунду над 39-разрядными двоичными

числами. Оперативная память на электронно-акустических линиях задержки - 1024

слова, затем на электронно-лучевых трубках и позже на ферритовых сердечниках. ВЗУ

состояло из двух магнитных барабанов и магнитной ленты емкость свыше 100 тыс.

слов.

II поколение (1958-1964)

В 1958 г. в ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые

в 1948 г. Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли

выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой

оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить ~ 40 электронных ламп и

работает с большей скоростью.

Во II-ом поколении компьютеров дискретные транзисторные логические

элементы вытеснили электронные лампы. В качестве носителей информации

использовались магнитные ленты ("БЭСМ-6", "Минск-2","Урал-14") и магнитные

сердечники, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными

лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.

В качестве программного обеспечения стали использовать языки

программирования высокого уровня, были написаны специальные трансляторы с этих

языков на язык машинных команд. Для ускорения вычислений в этих машинах было

реализовано некоторое перекрытие команд: последующая команда начинала

выполняться до окончания предыдущей.

Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных

математических задач. Появились мониторные системы, управляющие режимом

трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли

современные операционные системы.

Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость,

которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в

середине 60-х годов наметился переход к созданию компьютеров, программно

совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

III поколение (1964-1972)

В 1960 г. появились первые интегральные схемы (ИС), которые получили широкое

распространение в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. ИС - это

кремниевый кристалл, площадь которого примерно 10 мм2. 1 ИС способна заменить

десятки тысяч транзисторов. 1 кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти

тонный “Эниак”. А компьютер с использованием ИС достигает производительности в

10 млн. операций в секунду.

В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360

(System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.

Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой,

т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются

интегральные схемы, которые также называются микросхемами.

Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они

обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения

нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами

стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина.

Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360, IBM-370, ЕС ЭВМ

(Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др. Быстродействие

машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов

операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч

слов.

IV поколение (с 1972 г. по настоящее время)

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники,

разработанное после 1970 года.

Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по

мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению стоимости

производства компьютеров. В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ

оказалось возможным разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см2.). БИСы

применялись уже в таких компьютерах, как “Иллиак”, ”Эльбрус”, ”Макинтош”.

Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду.

Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов. В таких машинах одновременно

выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов.

C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой

многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и

общее поле внешних устройств. Ёмкость оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт.

Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к

некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом

серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) —

ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979 г. фирма IBM решила

попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров, создав первые

персональные компьютеры- IBM PC.




Дата добавления: 2015-04-12; просмотров: 32 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

1 | <== 2 ==> | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.021 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав