1. Характеристика поколінь еом та їх елементної бази
ЕОМ (електронно-обчислювальна машина, комп’ютер)– це пристрій для роботи з інформацією, він виконує 4 функції:
введення інформації в комп'ютер, це виконують пристрої введення;
зберігання інформації, для цього використовуються пристрої пам'яті;
обробка інформації – виконавець – процесор;
виведення інформації за допомогою пристроїв виведення.
Виділяють 5 поколінь ЕОМ. Кожне покоління визначається елементною базою – сукупністю елементів, на яких будується ЕОМ. 1. (50-ті рр.) Електронною базою ЕОМ першого покоління були вакуумні лампи. Тисячі ламп розмішувалися в металевих шафах, які займали великі приміщення. Важила така машина декілька тон. Для її роботи потрібна була невелика електростанція. Для охолодження машини використовувались потужні вентилятори. Програмування здійснювалося в машинних кодах. Швидкодія становила декілька тисяч операцій за секунду. Ці машини мали невелику оперативну пам'ять.
2. (60-ті рр.) Електронною базою ЕОМ були транзистори, які замінили електронні лампи. Транзистори менше за лампи споживали енергію. Розміри ЕОМ зменшилися. Виникло програмування мовами програмування високого рівня та програмного забезпечення. До програмного забезпечення входили заздалегідь розроблені програми. Швидкодія машини досягала сотень тисяч операцій за секунду. Значно збільшилась оперативна пам'ять.
3. (70-ті рр.) Елементна база цього покоління ЕОМ стали інтегральні схеми. Інтегральна мікросхема – електронний пристрій, у корпусі якого могло бути до декількох тисяч елементів. Значно зросла швидкодія ЕОМ та обсяг оперативної пам'яті. Розвинуте програмне забезпечення та зручність у використанні забезпечували відкритий широкий доступ до ЕОМ. Така машина могла працювати з декількома програмами одночасно – це багатопрограмний режим роботи ЕОМ. Для зберігання інформації почали використовувати магнітні стрічки та магнітні диски.
4. (80-ті рр.) Елементною базою ЕОМ 4-го покоління є великі інтегральні схеми (ВІС). На одному кристалі кременю стало можливим розмістити схему, яка відтворює роботу процесора ЕОМ. Такі однокристальні процесори називаються мікропроцесорами. Швидкодія зросла до міліарда операцій за секунду, обсяг оперативної пам'яті зріс, зручність у використанні. На цьому етапі 4-го покоління відбувся поділ на великі обчислювальні машини та персональні комп'ютери.
5. (90-ті рр) Елементною базою ЕОМ 5-го покоління є надвеликі інтегральні схеми, які містять до сотні тисяч елементів на квадратний сантиметр. 5 покоління - це не тільки нова елементна база, а це прогрес та досягнення нових якісних зрушень у всіх галузях.
2. Класична архітектура еом фон Неймана
Зовнішній
запам'ятовуючий пристрій
Процесор
АЛП
ПУ
Пристрої
введення
Пристрої
виведення
Оперативний
запам'ятовуючий пристрій
Рисунок 1 - Схема архітектури електронно-обчислювальної машини
Схема архітектури електронно-обчислювальної машини (ЕОМ) (рисунок 1) була запропонована американським вченим Джоном фон Нейманом у 1946 році та складається з таких основних компонентів:
1. Процесор – основний блок ЕОМ. Він складається з арифметико-логічного пристрою (АЛП), який виконує арифметичні та логічні команди з визначеного набору, що називається системою (набором) команд та пристрій управління (ПУ), який виконує загальні функції управління всіма вузлами обчислювальної машини, організує послідовне виконання алгоритмів, розшифрування команд, які поступають із запам'ятовуючого пристрою, реагує на аварійні ситуації та інше.
2. Зовнішній запам'ятовуючий пристрій (ЗП) — зовнішня пам'ять для довготривалого збереження інформації, набагато більшого розміру ніж ОЗП, має меншу швидкодію, ця пам'ять енергонезалежна.
3. Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) – внутрішня пам'ять ЕОМ для короткочасного зберігання інформації. В ній зберігаються дані та команди. Ця пам'ять енергозалежна, після вимикання її від джерела електричної енергії інформація в ній не зберігається.
4. Пристрої вводу-виводу (ПВВ), які забезпечують зв'язок ЕОМ з зовнішнім світом, різними пристроями, які передають інформацію на переробку в ЕОМ та приймають результати.
Також Джон фон Нейман запропонував принципи роботи ЕВМ, основні з них – використання двійкової системи числення для роботи з інформацією та принцип зберігаємої програми, за яким пропонується зберігати в пам'яті комп'ютера програму та дані, що потрібні для роботи цієї програми.