4. Электронно-вычислительные машины

Первая электронно-вычислительная машина ABC (Atanasoff–Berry Computer) (1939-1942гг.) была разработана одновременно учеными Д.Атанасовым и К.Бейри. Это была первая цифровая ЭВМ на электронных лампах, предназначенная для решения систем линейных алгебраических уравнений. Компьютер ABC использовал двоичную математику и регенеративную память. Вторичная память машины – перфокарты, первичная – конденсаторы.

Особенности ABC:

• Обладала памятью на 50 слов. (Каждое слово – 50 бит).

• Использовала полулогарифмическую шкалу.

• Использовалась для решения систем линейных уравнений.

I поколение (1943-1951гг.)

К первому поколению относятся машины на базе электрических ламп и электромагнитных реле. У машин первого поколения существенно повышается быстродействие (1000 оп в секунду) по сравнению с боле ранними машинами. Однако габариты машин были слишком велики (ABC, ENIAC – 200м²), весили около 30 тон и потребляли огромное количество энергии (150 кВт). Да и работать с ними было не удобно, т.к. ввод информации и программ осуществлялся с помощью коммутационных шнуров.

Такие машины использовались для военных целей – например, для расчетов баллистических таблиц. Разработанная в 1943г. Тюрингом в Англии машина Colossus также использовалась в военное время (для шифровки и дешифровки сообщений).

Самыми быстродействующими машинами 1-го поколения были машины, разработанные под руководством Лебедева - МЭСМ (малая электросчетная машина) и БЭСМ (большая электросчетная машина). БЭСМ могла выполнять до 10000 операций в секунду.

Основное достижение I-го поколения – это разработка принципов построения ЭВМ, на которых базировались практически все остальные ВМ, известных как архитектура ЭВМ Фон Неймана.

II поколение (1955-1964гг.)

Основным отличием ЭВМ второго поколения от ЭВМ первого – это замена электронной базы. ЭВМ второго поколения разрабатывались на основе полупроводниковых приборов - транзисторов и диодов. Главной тенденцией для машин второго поколения стали – уменьшение размеров, повышение надежности, уменьшение потребления электроэнергии и увеличение быстродействия (до 100 000 операций в секунду).

В эти года стали применяться первые языки программирования (алгоритмические языки): Algon, Fortran (для математических, научных расчетов), Cobol. Для ЭВМ второго поколения существенно упростилась разработка программ.

Так же создаются первые операционные системы. Машины становятся более доступными для приобретения. Важным моментом становится возможность дифференциации машин – для предприятий (менее сложные и более доступные), для науки (более сложные и дорогостоящие).

III поколение (1965-1970гг.)

Для этого периода развития ЭВМ характерен переход к использованию интегральных микросхем. Первые микросхемы помещали в себе 5-10 транзисторов, более поздние – до 1000. У ЭВМ третьего поколения уменьшаются размеры, повышается надежность и доступность.

В этот период активно ведутся теоретические разработки в области языков программирования и баз данных, появляется понятие байт, разрабатываются пакеты прикладных программ, появляются периферийные устройства широкого распространения (дисплей, клавиатура).

Также начинают выпускаться семейства ЭВМ, для которых характерны общие архитектурные решения, форматы данных, интерфейсы подключения и программная совместимость. Большим преимуществом семейств ЭВМ является программная совместимость.

К ЭВМ третьего поколения относятся такие машины как IBM 360, PDP-11.

IV поколение (1971г. – по настоящее время)

ЭВМ четвертого поколения – это ЭВМ на базе БИС (больших интегральных схем), вмещавших в себя до 10 000 транзисторов и СБИС (сверхбольших интегральных схем). Такие машины могут выполнять до 1 млн. операций в секунду.

Основными достижениями являются создание микро-ЭВМ или ПК и использование микропроцессора. Первый микропроцессор был разработан в 1971г. компанией Intel - Intel 4004. После этой разработки компания достигла большого коммерческого успеха. Основное преимущество микро процессора – уменьшение стоимости (Intel 8080, Intel 8086).

Первый коммерческий успех ПК был у компании IBM, выпустившей в 1981г. компьютер IBMPC. Но из-за открытой архитектуры IBM потеряла контроль на рынке ПК. С течение времени ПК стали основным видом вычислительных машин.