Характеристика основных этапов ее развития.

Первое поколение – электронные лампы (1945-1955)

Джон Моушли со своим студентом Дж. Преспером Эккертом в 1943 г. начали конструировать электронный компьютер, который они назвали ENIAC (электронный цифровой интегратор и калькулятор). ENIAC состоял из 18 000 электровакуумных ламп и 1500 реле, весил 30 тонн и потреблял 140 киловатт электроэнергии. У машины было 20 регистров, каждый из которых мог содержать 10-разрядное десятичное число. (Десятичный регистр – это память очень маленького объема)

Второе поколение – транзисторы (1955-1965)

Транзистор был изобретен сотрудниками лаборатории Bell Laboratories Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли, за что в 1956 году они получили Нобелевскую премию в области физики. Первый компьютер на транзисторах был построен в лаборатории МТИ. Он содержал слова из 16 бит, как и Whirlwind I. Компьютер назывался ТХ-0( экспериментальная транзисторная вычислительная машина 0) и предназначался только для тестирования будущей машины ТХ-2.

Третье поколение – интегральные схемы (1965-1980)

Изобретение в 1958 году Робертом Нойсом кремниевой интегральной схемы означало возможность размещения на одной небольшой микросхеме десятков транзисторов. Компьютеры на интегральных схемах были меньшего размера, работали быстрее и стоили дешевле, чем их предшественники на транзисторах.

К 1964 году компания IBM лидировала на компьютерном рынке, но существовала проблема: компьютеры 7094 и 1401, которые она выпускала, были несовместимы друг с другом. Один из них предназначался для сложных расчетов, в нем использовалась двоичная арифметика на регистрах по 36 бит, во втором применялась десятичная система счисления и слова разной длины.

Когда пришло время заменить эти две серии компьютеров, она выпустила линейку транзисторных компьютеров System/360, которые были предназначены как для научных, так и для коммерческих расчетов. Линейка System/360 имела много нововведений. Это было целое семейство компьютеров для работы с одним языком (ассемблером).

Четвертое поколение – сверхбольшие интегральные схемы (1980-?)

Появление сверхбольших интегральных схем (СБИС) в 80-х годах позволило помещать на одну плату сначала десятки тысяч, затем сотни тысяч и, наконец, миллионы транзисторов. Это привело к созданию компьютеров меньшего размера и более быстродействующих. Началась эра персональных компьютеров. Вплоть до 1992 года ПК были 8-, 16- и 32-разрядными. Затем появилась революционная 64-разрядная модель Alpha производства DEC – самый что ни на есть настоящий RISC-компьютер, намного превзошедший по показателям производительности все прочие ПК.

Пятое поколение – невидимые компьютеры

В 1981 году правительство Японии выделило компаниям 500 миллионов долларов на разработку компьютеров пятого поколения на основе технологий искусственного интеллекта (от фотоаппаратов до стереосистем и телевизоров) Несмотря на большой шум, японский проект разработки компьютеров пятого поколения в конечном итоге показал свою несостоятельность и был остановлен.

Большое значение придается «невидимым» компьютерам – тем, что встраиваются в бытовую технику, часы, банковские карточки и др.

Поколение ЭВМ и их классификация.

Первое поколение ЭВМ (1945-1955)(в СССР: 1948-1958).

Основные характеристики:Элементная база: Электронно-вакуумные лампы.Быстродействие процессора: 20 тыс.оп.в сек.Объем ОЗУ: 2Кбайта или 2048 машинных слов длинной в 48 двоичных знаков. Внешние устр-ва памяти: перфокарты, перфоленты, магнитные ленты.

ПО:создавалось на языке машинных команд, сущ.библиотеки стандартных команд. Режим работы: Однопрограмный. Первая ЭВМ: Эниак(США), МЭМС(СССР).

Архитектура Фон Неймана:

Принципы: 1) Двоичное кодирование; 2)Программное управление работой ЭВМ; 3) Однородность памяти(одна память); 4) Адресность памяти; 5) Параллельная организация вычислит. Процесса во всех разрядах магнитного слова.

Основные структуры: 1) Арифметико – логическое устройство; 2) Память для хранения программ и данных; 3) Устройство управления, организующее процесс выполнения программ; 4) Устройство ввода-вывода инфо.

Второе поколение ЭВМ: (1955-1967)(В СССР:1959-1967).

Предпосылки возникновения:

1926 г.-Ждулиус Эдгар Лили Экстрилд получил патент;

1945 г.-Компания Boll Laboratories начали изучение полупроводниковых материалов;

1948 г.- Дж. Бардин, У. Браттейн и У. Шокли создали точечный транзистор.

Достоинства: один транзистор заменял 40 эл. ламп, большая скорость работы, срок службы больше в 1000 раз, малое потребление электроэнергии, появились печатные платы.

Основные характеристики:

Элементная база: транзисторы;

Быстродействие процессора: сотни тыс.оп.в сек.

Объем ОЗУ: несколько десятков тыс. слов.

Внешние устр-ва памяти: магнитные ленты, магнитные барабаны, первые магнитные диски.

ПО:развитие языков программирования высокого уровня.

Режим работы: пакетная обработка.

Примеры: IBM 701 (США), БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22, Минск-32(СССР).

Третье поколение ЭВМ: Зарождение компьютеров на интегральных схемах. (1964-1973)(В СССР:1968-1976)

1952 г.-Дж. Даммер-идея создания монолитной полупроводниковой интегральной схемы(ИС).

1958 г.- Джон Килби – опытная ИС;

1962 г.-промышленное производство ИС;

1961 г.-фирма «Texas instruments»-первый экспериментальный компьютер на ИС.(Характеристики: 587 ИС, вес 585г,объем 100см.куб.,15 команд, емкость ЗУ-30 чисел по 11 разрядов).

Основные принципы разработки:

1) Любая новая машина должна быть универсальной;

2)Компьютеры должны быть совместимы друг с другом.

Впервые использованы: 8 битные символы и 8 битный байт, как минимально адресуемая ячейка памяти, рахзрядность-32, 16-ричная сист. счисл.,виртуальная память, микрокод для реализации отдельных команд процессора.

Основные характеристики:

Элементная база: интегральные схемы малой(10-100 компонентов на кристалле) и средней(100-1000) степени интеграции. Интегральные схемы вставляются в специальные гнезда на печатной плате;

Быстродействие процессора:от сотни тыс. до миллионов оп.в сек.

Объем ОЗУ: от 16 до 8192 Кб.

Внешние устр-ва памяти: магнитные диски.

ПО:появились ОС и прикладные программы.

Режим работы: многопрограммный режим работы.

Примеры: IBM 360 (США),ЕС 1030, 1060 (СССР).

Четвертое поколение ЭВМ: годы:конец 70-х – наше время.

Микропроцессор-это интегральная микросхема, на которой размещено обрабатывающее устройство с собственной системой команд.

Термин ЭВМ вытесняется термином компьютер.

Основные характеристики:

Элементная база: большие интегральные схемы(БИС) и сверхбольшие ИС(СБИС);

Быстродействие процессора:2,5 МГц у первых моделей, сотни млн.оп.в сек.

Объем ОЗУ: Более 2Гб.

Внешние устр-ва памяти: магнитные диски.

ПО: Базы данных.

Режим работы: многопрограммный режим работы.

Примеры: Супер-компьютеры (многопроцессорная архитектура и использование принципа параллелизма), ПЭВМ

Суперкомпьютеры – это компьютеры с максимальной на время их выпуска производительностью.

Персональные компьютеры – компьютеры для личного пользования.

Пятое поколение ЭВМ.

Главный упор при создании компьютеров сделан на их "интеллектуальность", внимание акцентируется не столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.

Обработка знаний - использование и обработка компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.

Оптоэлектроника, криоэлектроника, реализованный искусственный интеллект.