История компьютера

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Информатика, программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

?S???S??? ??P. S??? ?S???

. Слово «комп'ютер «означає обчислювач, тобто. пристрій для обчислень. Потреба автоматизації обробки даних, зокрема обчислень, виникла дуже довго. Багато тисячі років як розв’язано для рахунки використовувалися лічильні палички, камінчики і т.д.

1 Абак

. Воістину революційним подією історії рахунки була поява приладів, объединяемых загальним назвою — абак. Абак міг мати форму дерев’яної дошки, глиняній плитки чи навіть окресленого шматочка землі. Важливо, що у абаці відзначалися місця (колонки чи рядки) окремих розрядів чисел.

. Вперше про абаці згадує історик древнього світу Геродот. Абак був набув значного поширення в античному світі. Його варіантами користувалися в

у Стародавньому Римі та Вавілоні, Китаї, Японії багатьох інших странах.

Математична завдання вважалася розв’язаною у разі, коли його рішення можна було відтворити на абаке.

. До Росії абак проник пізніше XVI століття, але, швидше за все це сталося набагато раніше. Російськими варіантами абака були «рахунок кістками «і «дощаный рахунок ».

2 Палички Непера

. Рис. 1

. Палички Непера

. Наступний поштовх розвитку лічильного справи дали шотландським математиком Д. Непером, котрі придумали спеціальні лічильні палички. З паличками Непера було легко працювати, але де вони мали одна істотна хиба: накопичені одиниці механічно не переносилися в вищий розряд. І все-таки цей нехитрий прилад широко поширився в

Європі. У Непера було багато послідовників, які вдосконалювали його винахід, створюючи у своїй чимало дотепних і зручних до роботи конструкцій. Залишилося зробити останній крок по дорозі створення механічних рахункових устройств.

3 Шиккард

. Його зробив у 1623 року професор східних мов у Тюбінгенському університеті В. Шиккард, що у 1631 році став також професором математики астрономії. Машина Шиккарда складалася з підсумовуючого і розмножувального устрою, і навіть з механізму для записи проміжних результатів. Правильність вибору чисел і всі проміжні результати можна було перевірити з допомогою спеціальних віконець, у яких з’являлися цифры.

. До протягом останнього десятиліття вважалося, що як перша лічильна машина була винайдено французом Блезом Паскалем в 1642 року. Річ у тім, що механізм Шиккарда свого часу був відомий лише вужчому колу людей.

При ретельному розборі архіву, який належав знаменитому астроному Йогану Кеплеру, знайшли листи — від Шиккарда, у яких описувалася схема лічильної машини. У XVII столітті не була налагоджено систему наукових журналів, і основним каналом поширення інформації служила особисте листування ученых.

4 Паскаль

. Проте, це применшує заслуг Блеза Паскаля, що у 1642 г. винайшов пристрій, механічно яке виконує складання чисел. У своїй машині (воно могло лише складати і вичитати) придумав чимало дотепних інженерних рішень. Передбачив він зустрічалися з більш здобний спосіб фіксації результатів. Машина Паскаля мала розміри 36(13(8 сантиметрів, цей невеличкий латунний скринькою було зручно носити з собою. Усі побудовані Паскалем варіанти машин призначалися до роботи з 6−8 — розрядними числами. Інженерні ідеї Паскаля надали значний вплив на багатьох інших винаходи у сфері обчислювальної техники.

5 Лейбниц

. Наступного етапного результату домігся видатний німецький математик і філософ Готфрід Вільгельм Ляйбніц, котрий висловив в 1672 року ідею механічного множення без послідовного складання. Вже за рік він представив машину в Паризьку академію. Арифмометр дозволяв механічно виконувати чотири арифметичних дії. Машина Лейбніца вимагала для установки спеціального столу, оскільки мала значні розміри: 100(30(20 сантиметрів. На жаль, до нас потребу не дійшло жодного достовірного описи машины.

6 Бэббидж

. У 1812 року англійський математик Чарльз Бэббидж почав працювати над так званої разностной машиною, яка б вираховуватимуть будь-які функції, зокрема і тригонометрические, і навіть складати таблицы.

. Свою першу разностную машину Бэббидж побудував на 1822 року розраховував і у ньому таблицю квадратів, таблицю значень функції y=x2+x+41 й інших таблиць. Але через недостачі коштів ця машина була завершено, і здана до музею Королівського коледжу в

Лондоні, де зберігається і з цей день.

. Однак це невдача не зупинила Бэббиджа й у 1834 року он

. розпочав новому проекту — створенню Аналітичної машини, яка б виконувати обчислення й без участі людини. І тому вони мали вміти виконувати програми, запроваджувані з допомогою перфокарт

(карт з щільною папери з туристичною інформацією, наносимой з допомогою отворів, вони у той час широко вживалися в ткацьких верстатах), і иметь

" склад «для запам’ятовування даних, і проміжних результатів (у сучасній термінології - пам’ять). З 1842 по 1848 рік Бэббидж завзято працював, витрачаючи кошти. У остаточному варіанті машина мала включати три блоку. Перший, який зберігає інформацію на регістрах з цифрових коліс, автор назвав «складом «. У середовищі сучасних комп’ютерах цьому відповідає запам’ятовуючий пристрій. Другий блок має здійснювати різні операції з числами, взяті з склада;

Бэббидж назвав би «фабрикою «. Відповідний блок комп’ютера називається процесором. Нарешті, третій блок призначався для автоматичного управління послідовністю операцій під час обчислень, своєчасної доставкою зі складу потрібних чисел, висновком результатів на печатку. Бэббидж назву цьому блоку спеціального назви, в комп’ютері цьому відповідає пристрій управління. На жаль, не зміг довести остаточно роботу з созданию

Аналітичної машини — вона була дуже складним для техніки на той час. Неможливо досягти Місяця дерев’яної ракеті з двигуном внутрішнього згоряння, як і не можна було зробити аналітичну машину з механічних елементів. Але заслуга Бэббиджа у цьому, що він вперше запропонував і лише частково реалізував, ідею программно-управляемых обчислень. Саме Аналітична машина за своєю сутністю стала прототипом сучасного комп’ютера. Ця уваги ідея і її інженерна деталізація випередили час на 100 років! Говард Эйкен, конструктор однією з перших діючих електронно-обчислювальних машин ENIAC писав: «Живи Бэббидж на 75 після того, я був би безробітним ».

7 Арифмометры

. Природно, що машини Паскаля, Лейбніца та інших винахідників будувалися щодо одного чи навіть кількох примірниках. Тому не знаходили скільки-небудь помітного застосування в рахунковому деле.

. Становище змінив дуже заповзятливий уродженець Эльзаса Карл Томас, фундатор і директор двох паризьких страхових товариств. У 1818 року він сконструював рахункову машину, приділивши основну увагу технологічності механізму, і назвав її арифмометром. Вже за 3 роки майстерня Томаса випущено 16 арифмометрів, та був їх випуск було доведено до сотні на рік. Більшість (60%) машин вивозилася межі Франции.

. Отже, Томас поклав початок счетному машинобудуванню. Його арифмометри випускали протягом сто років, постійно удосконалюючи та міняючи раз у раз названия.

. Починаючи з XIXв. арифмометри отримали дуже широке застосування. Там виконувалися чи навіть дуже складні розрахунки, наприклад, розрахунки балістичних таблиць для артилерійських стрільб. Існувала навіть особлива професія — лічильник — людина, яка з арифмометром, швидко і соблюдающий певну послідовність инструкций

(таку послідовність дій згодом ставали називати програмою). Але хто розрахунки проводилися надто повільно — навіть десятки лічильників мали працювати за кількома тижнів і месяцев.

Причина проста — при таких розрахунках вибір виконуваних діянь П. Лазаренка та запис результатів проводилися людиною, а його роботи дуже ограничена.

. Перші арифмометри були дорога, ненадійні, складні у ремонті й громіздкі. Тому, скажімо, у Росії стали пристосовувати до складнішим обчисленням рахунки. Наприклад, в 1828 року генерал-майор

Ф.М. Свободской виставив на огляд оригінальний прилад, що з безлічі рахунків, з'єднаних у загальної рамі. Свободской не обмежився механізацією чотирьох дій арифметики, прилад робив і більше мудрі операції. Так, вилучення кубічного кореня з 21- значного числа займало три хвилини! Основним умовою, що дозволяло швидко обраховувати, було суворе дотримання небагатьох единообразных правил. Усі операції полягали в діям складання і вирахування. Отже, прилад втілював у собі ідею алгоритмичности.

8 «Залізний Фелікс «

. Мабуть, одна з останніх принципових винаходів в механічної лічильної техніці було зроблено жителем Петербурга Вильгодтом Однером.

Збудований Однером в 1890 року арифмометр фактично нічим не відрізняється від сучасних йому подібних машин. Майже Однер з компаньйоном налагодив й випуск своїх арифмометрів — по 500 штук на рік. К

1914 року у самої лише Росії перевищувала 22 тисяч арифмометрів Однера. У першій чверті XXв. ці арифмометри були єдиними математичними машинами, широко применявшимися у різноманітних галузях діяльності. У Росії її ці голосно лязгающие під час роботи машинки отримали прізвисько «Залізний Фелікс ».

Ними були оснащені майже всі конторы.

?S?®?S ®???S???S ???®?

1 Електромагнітні реле

. У перші десятиліття XXв. конструктори зауважили можливість застосування в рахункових пристроях нових елементів — електромагнітних реле.

. У 1941 року німецький інженер Конрад Цузе, побудував обчислювальне пристрій, працююче на таких реле.

2 Марк-1

. Майже водночас, в 1943 г., американець з допомогою робіт Бэббиджа з урахуванням техніки XXв. — електромеханічних реле — зміг побудувати одному з підприємств фірми IBM легендарний «Марк-1 «(пізніше «Марк-

2 "). Він втілював у собі граничні параметри, властиві цієї елементної базі. «Марк-1 «мав у довжину 15 і у висоту 2,5 метри, містив 800 тисяч деталей, мав 60 регістрами для констант, 72 запоминающими регістрами для складання, центральним блоком множення і розподілу, міг обраховувати елементарні трансцендентні функції. Машина працювала з 23-значными десятковими числами і виконувала операції складання за 0,3 секунди, а множення — за 3 секунды.

. Роль Говарда Эйкена у створенні комп’ютерів — розробку гарвардского

" Марк-1 «(IBM ASSC), та її наступника «Марк-2 «- частенько применшують з двох причин. Перша — у цьому, що обидві ці машини були скоріш электромеханическими, ніж електронними; друга — те, що Эйкен не дотримувався тієї концепції, що програми мусить зберігатися у пам’яті комп’ютера як й оприлюднювати отримані дані, і було його ошибкой.

. Але, до того ж час, Эйкен був провидець, людина який випередив своє время.

Багато хто пам’ятає його пророцтво наприкінці 1940-ых, ще до його того, як вакуумна лампа повністю замінена транзистором, що настане година, коли машина потужніша, ніж гігантські машини тих днів, зможе розміститися у блоці, розміром із взуттєву коробку. Протягом кількох тижнів до смерті, Эйкен зробив й те пророцтво. Він зазначив, що видатки апаратні кошти дають справжнє уявлення ціну комп’ютера. Принаймні того, як апаратні кошти дешевшати, програмні будуть ставати дедалі більше дорогими. І насамкінець він заявив: «Мине час, коли виготовлювачів віддаватимуть апаратні кошти задарма, аби здати потім програмне забезпечення «. Час покаже, чи справді передбачав будущее.

. Приблизно водночас в Англії почала працювати перша обчислювальну машину на реле, яку для розшифровки повідомлень, що передавалися німецьким кодованим передатчиком.

. На середину XXв. потреба у автоматизації обчислень (зокрема для військових потреб — балістики, криптографії тощо.) стала настільки велике, над створенням машин, подібних «Марк-1 «і «Марк-2 «працювало кілька груп дослідників у різних странах.

?S?®?S ???S??S ???S??®

(?? ??P. S??? ???)

. Робота зі створення першої електронно-обчислювальної машини розпочато, очевидно, в 1937 року у США професором Джоном Атанасовым, болгарином з походження. Ця машина була спеціалізованої і призначалася вирішення завдань математичної фізики. У результаті розробок Атанасов створив і запатентував перші електронні устрою, що згодом застосовувалися доволі у перших комп’ютерах. Повністю проект Атанасова ні завершено, проте через тридцять років у результаті судового розгляду професора визнали родоначальником електронної обчислювальної техники.

1 Електронні лампы

. У 1883 р. Томас Альва Едісон, намагаючись продовжити термін їхньої служби лампи із вугільною ниткою, і запровадив у її вакуумний балон платиновий електрод позитивне напруга, то вакуумі між електродом і ниткою протікає струм. Не знайшовши жодного пояснення настільки незвичному явлению,

Едісон обмежується тим, що докладно описав його, про всяк випадок взяв патент і відправлена лампу на Филадельфийскую виставку. Про неї у грудні 1884 р. у журналі ''Инженеринг'' була замітка '' Явище в лампочці Едісона''. Американський винахідник не розпізнав відкриття виняткової ваги (власне, було його єдине фундаментальне відкриття — термоэлектронная емісія). Він зрозумів, що його лампа розжарювання з платиновим електродом сутнісно була найпершою у світі електронної лампой.

. Першим, кому спала на думку думка про практичному використанні '' ефекту Едісона '' був англійський фізик Дж.А. Флеминг (1849 — 1945).

Працюючи з 1882 р. консультантом эдисоновской компанії, у Лондоні, він знав про '' явище '' з рук — від самої Едісона. Свій діод — двухэлектродную лампу Флейминг створив 1904 г.

. У 1906 р. американський інженер Лі де Форест винайшов електронну лампу — підсилювач, чи аудион, як і її тоді назвав, мав третій електрод — сітку. Їм був введений принцип, з урахуванням якого будувалися всі подальші електронні лампи, — управління струмом, протекающим між анодом і катодом, з допомогою інших допоміжних элементов.

. У 1910 р. німецький інженери Либен, Рейнс і Штраус сконструювали триод, сітка у якому виконувалася у вигляді перфорованого аркуша алюмінію і поміщалася у центрі балона, а щоб емісійний струм, вони запропонували покрити нитку напруження шаром окису барію чи кальция.

. Подальший розвиток електронних ламп, поліпшення їх характеристик і функціональних можливостей створило з їхньої основі зовсім нових електронних приборов.

2 ЭНИАК

. Починаючи з 1943 г. група фахівців під керівництвом Г. Эйкен (Howard

H. Aiken), Д. Моучли і П. Эккерта (J. Mauchly and P. Eckert) США початку конструювати таку машину з урахуванням електронних ламп, а чи не реле.

Ця машина було названо ENIAC (Electronic Numeral Integrator And

Computer) і вона у тисячу разів швидше, ніж «Марк-1 «. Вона містила 18 тисяч вакуумних ламп, обіймав площа 9(15 метрів, весил

30 тонн і споживав потужність 150 кіловат. ENIAC мав і зараз недолік — управління ним мало допомогою комутаційної панелі, в нього була відсутня пам’ять, і аби поставити програму доводилося протягом кількох годин або й днів під'єднувати за потрібне чином дроти. З іншого боку, справжнім бичем була жахлива ненадійність комп’ютера, оскільки протягом дня роботи встигало вийти з експлуатації близько десяти вакуумних ламп.

. Щоб спростити процес завдання програм, Моучли і Эккерт стали конструювати нову машину, яка б зберігати програму своєї пам’яті. У 1945 г. на роботу був притягнутий знаменитий математик

Джон фон Нейман (J. von Neumann), який підготував доповідь про цю машині. У цьому вся доповіді фон Нейман зрозуміло і просто сформулював загальні принципи функціонування універсальних обчислювальних пристроїв, тобто. комп’ютерів. Це перше діюча машина, побудована на вакуумних лампах, офіційно було запроваджено експлуатацію 15 лютого 1946 года.

Цю машину намагалися використовуватиме розв’язання окремих завдань, підготовлених фон Нейманом і що з проектом атомної бомбы.

Потім у неї перевезена на Абердинский полігон, де вона до 1955 года.

. ENIAC був першим представником першого покоління комп’ютерів. Будь-яка класифікація умовна, та більшість фахівців погодився з тим, що розрізняти покоління слід з тієї елементної бази, з урахуванням якої будуються машини. Отже, перше покоління представляється ламповыми машинами.

3 Нейман

. Слід зазначити величезну роль американського математика фон Неймана становлення техніки першого покоління. Потрібно було осмислити сильні й слабкі боку ENIAC і дати рекомендації для наступних разработок.

У звіті фон Неймана та його колег Г. Голдстайна і А. Беркса (червень 1946 року) були чітко сформульовані вимоги до структури компьютеров.

Зазначимо найважливіші з них:

. машини на електронних елементах мають працювати над десяткової, а двоичной системі счисления;

. програма, як і вихідні дані, повинна будуть показані у пам’яті машины;

. програма, як і кількості, повинна записуватися в двоичном коде;

. труднощі фізичної реалізації запоминающего устрою, швидкодія якого відповідає швидкості роботи логічних схем, вимагають ієрархічної організації пам’яті (тобто виділення оперативної, проміжної і довгострокової памяти);

. арифметичне пристрій (процесор) конструюється з урахуванням схем, виконують операцію складання; створення спеціальних пристроїв до виконання інших арифметичних та інших операцій нецелесообразно;

. в машині використовується паралельний принцип організації обчислювального процесу (операції над числами виробляються одночасно за всі разрядам).

. На мал.2 показано, якими мають бути зв’язок між пристроями комп’ютера принципами фон Неймана (одинарні лінії показують управляючі зв’язку, пунктир — информационные).

.

.

.

.

. Практично всі рекомендації фон Неймана згодом використовувались у машинах перших як три покоління, їх сукупність отримала название

" архітектура фон Неймана ".

. Перший комп’ютер, у якому втілені принципи фон Неймана, було побудовано 1949 г. англійським дослідником Морісом Уилксом. Відтоді комп’ютери почали набагато більш потужними, але переважна більшість їх зроблено на відповідність до тими принципами, які викладав у доповіді в 1945 г. Джон фон Нейман.

. Нові машини першого покоління зміняли одне одного досить быстро.

В1951 року запрацювала перша радянська електронна обчислювальну машину МЕЛМ. У 1952 року світ з’явилася американська машина EDWAC.

Слід зазначити побудований раніше, в 1949 року, англійський комп’ютер EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) — першу машину з береженої програмою. У 1952 року радянські конструктори став до ладу БЭСМ — саму быстродействующую машину у Європі, а наступного року у СРСР почала працювати «Стріла «- перша група у Європі серійна машина класу. Серед творців вітчизняних машин першу чергу слід назвати имена

С.А. Лебедева, Б. Я. Базилевского, И. С. Брука, Б. И. Рамеева,

В.А. Мельникова, М. А. Карцева, А. Н. Мямлина.

. Можливості машин першого покоління були досить скромні. Так, швидкодія їх за нинішнім поняттям було малим: від 100 («Урал-1 ») до 20 000 операцій на секунду (М-20 в 1959 року). Такі цифри визначалися насамперед инерционностью вакуумних ламп і недосконалістю запам’ятовувальних пристроїв. Обсяг оперативної пам’яті був дуже малий — загалом 2 048 чисел (слів), того бракувало навіть розміщення складних програм, а про даних. Проміжна пам’ять організовувалася на громіздких і тихохідних магнітних барабанах порівняно невеличкий ємності (5 120 слів у БЭСМ-1). Повільно ми працювали й друкують устрою, і навіть блоки введення данных.

4 Створення МЭСМ

. Радянські вчені України і інженери почали роботи у сфері комп’ютерна техніка із запізненням на кілька років. Проте, цей розрив був швидко ликвидирован.

. У 1948 року на науковому семінарі у Академії наук СРСР присутніх ознайомили із вмістом американської публікації, у якій короткий і уривками описувалася конструкція першої діючої електронної обчислювальної машини ЭНИАК. Більше докладну інформацію отримати не міг, позаяк у роки відносини між СРСР та було дуже напруженими. Це виявлялося і стані наукових зв’язків. Проте учасники семінару розуміли: створювати вітчизняний комп’ютер треба, причому, у стислі сроки.

. За створення першої вітчизняної ЕОМ взявся академік АН УССР

С.А. Лебедев. Роботи розгорнули у напівзруйнованої монастирської обители

Феофанії, за п’ятнадцять кілометрів від Києва. Протягом 1948 року було закінчено все підготовчі праці та створено робочий проект машины.

Накреслена на ватмані блок-схема стала потім класичної, і повторювалася переважно радянських ЕОМ першого покоління. У неї ввійшли арифметичне пристрій (процесор), запам’ятовуючий пристрій, пристрій управління і його зовнішні устрою. Машина мала збиратися з малих і середніх блоків. Складання блоків велася на бракованих дюралюмінієвих шасі, що вдалося дістати одному з київських заводів. Нескладні розрахунки показали, що зібрана машина займе площа — близько 50 квадратних метров.

. Зупинимося на устрої головних блоків МЕЛМ. У машині було дві вида

" пам’яті «- оперативне запам’ятовуючий будова та довгострокова пам’ять. Оперативна пам’ять вийшла чималу — чотири панелі заввишки 3 метри і завширшки один метр. Довгострокова пам’ять втілили як магнітного барабана — швидко обертового циліндра з магнітним покриттям. Досвіду виготовлення таких барабанів був, тому довелося звернутися по допомогу до Інститут физики

Академії неук УРСР. Через війну, група фахівців під керівництвом члена-кореспондента АН УРСР А. А. Харкевича, протягом року з гаком побудувала барабан. МЕЛМ отримала додаткову пам’ять обсягом 5 000 чисел. Загалом у МЕЛМ було 6000 електронних ламп, яких вимагалося одне — працювати у суворо заданих ідентичних режимах. Лампи тоді були недосконалими і відрізнялися досить великою розкидом значень своїх параметрів. Тому і доводилося попередньо перевіряти і відбраковувати. Після включення машини однак треба було вичікувати години. Невдовзі розробники вирішили взагалі вимикати машину, і вона почала працювати цілодобово. Але виникла нова проблема, що з перегрівом МЕЛМ. Результатом був постійний вихід із ладу електронних схем. Введення даних в чужу машину проводився з допомогою магнітної стрічки, а виведення результатів використовувалося цифропечатающее пристрій, пов’язану з памятью.

. То що спромоглася МЕЛМ? Воно цілком могло виконувати 50 математичних операцій на секунду, запам’ятовувати оперативному пам’яті 31 число і 63 команди. Усього машина виконала 12 різних команд. З 6 000 електронних ламп 4 000 використовувались у запоминающем устрої. МЕЛМ споживала потужність, рівну 25 киловаттам.

. Восени 1951 року в машині почали вирішувати перші реальні пробні завдання. Однією їх було завдання в галузі балістики, яка особливо запам’яталася розробникам, оскільки машина вперше виділила і локализовала помилку проводили розрахунки математиків високої квалификации.

. 25 грудня 1951 року відбувся знаменна подія, який відкрив історію радянської комп’ютерна техніка. Саме на цей день МЕЛМ було прийнято в експлуатацію вельми представницькою комісією Академії наук

СРСР на чолі з академіком М. В. Келдышем.

. Майже ж у Феофанію почалося паломництво московських і київських математиків з завданнями, які можна було визначити без допомоги ЭВМ.

Однією з найважливіших практичних завдань успішно розв’язаною на МЕЛМ, були розрахунки стійкості паралельної роботи агрегатів Куйбишевської ГЕС. У результаті вироблені рекомендації, які дозволяли істотно підвищити величину що передаються у Москву мощностей.

. Оскільки до 1953 року МЕЛМ залишалася єдиної країні (до речі, у Європі) працюючої електронної обчислювальної машиною, у неї гранично завантажена рішенням важливих і особливо найважливіших завдань. Тоді графік розподілу машинного часу стверджував президент Академії наук СРСР. МЕЛМ проіснувала до 1956 року, після її демонтували і надали як навчального посібника у Київський політехнічний інститут. Фактично МЕЛМ може бути чинним макетом ЕОМ, оскільки її електронні схеми були розвішані на стінах і працював у ньому програміст опинявся начебто опинився всередині машини. У той самий час МЕЛМ стала першої реально працюючої обчислювальної машиной.

. МЕЛМ передала естафету побудованої на 1952 року у Інституті точної механіки та обчислювальної техніки Академії наук СРСР машині БЭСМ.

Керівником цієї розробки знову було академік С. А. Лебедев. За своїми параметрами БЭСМ значно перевершувала МЕЛМ. Ще за рік за керівництвом доктора технічних наук Ю. Я. Базилевского була создана

ЕОМ «Стріла «- перший комп’ютер, запущений в серійне виробництво. В

50-і роки з’явилися б і інші ЕОМ: «Урал », М-2, М-3, БЭСМ-2, «Минск-

1 " , — котрі втілювали у собі дедалі більше прогресивні інженерні решения.

. У 50-і роки машина М-20 (головний конструктор — академік С.А. Лебедев) було одним із найкращих у світі. І на цій машині вирішувалося більшість теоретичних і прикладних завдань, пов’язані з розвитком найпередовіших областей науку й техніки. Зокрема, на комплексах з М-20 оброблялися дані космічних досліджень. Початок діяти й доволі застосовуватися у народному господарстві перше покоління вітчизняних компьютеров.

. У порівняні з США, СРСР і Англією розвиток електронної обчислювальної техніки у Японії, ФРН та Італії затрималося. Перша японська машина

" Фуджик «було запроваджено дію у 1956 року, серійне виробництво ЕОМ до ФРН почалося лише 1958 году.

. ЕОМ першого покоління, ці жорсткі урбаністи і тихохідні обчислювачі, були комп’ютерна техніка. Вони досить швидко зійшли зі сцени, бо знайшли широкого комерційного застосування через ненадійність, високу вартість, труднощі програмування. Це був переважно машини для громіздких расчетов.

???P.S ???S??S ???S??®

1 Транзисторы

. Елементної базою другого покоління стали напівпровідники. Безперечно, транзистори вважатимуться однією з вражаючих чудес XXв.

. Патент для відкриття транзистора було видано 1948 року американцам

Д. Бардину і У. Браттейну, а ще через вісім років надійшло вони з теоретиком

В. Шокли стали лауреатами Нобелівської премії. Швидкості перемикання вже перших транзисторних елементів опинилися у в сотні разів вище, ніж лампових, надійність і економічність — теж. Вперше стала застосовуватися пам’ять на ферритовых осердях і тонких магнітних плівках, були випробувані індуктивні елементи — параметроны.

. Найяскравішими представниками другого покоління були машини стретч

(США, 1961), «Атлас «(Англія, 1962), БЭСМ-6 (СРСР, 1966). Мабуть, побудова таких систем, мали у собі близько 105 переключательных елементів, було б неможливим з урахуванням лампової техніки. Друге покоління народжувалося у надрах першого, переймаючи багато його черты.

2 «Атлас «

. Перша бортова ЕОМ для установки на міжконтинентальної ракеті -

" Атлас «- було запроваджено дію у США в 1955 року. У машині використовувалося 20 тисяч транзисторів і діодів, вона споживала 4 кіловата. У 1961 року наземні комп’ютери фірми «Бэрроуз «управляли космічними польотами ракет «Атлас », а машини фірми IBM контролювали політ астронавта Гордона Купера. Під контролем ЕОМ проходили польоти безпілотних кораблів типу «Рейнджер «до Місяця в 1964 року, і навіть корабля «Маринер «до Марса. Аналогічні функції виконували і радянські компьютеры.

3 Перші серійні машины

. Перші серійні універсальні ЕОМ на транзисторах були випущені 1958 року одночасно у США, ФРН та Японии.

. У у Радянському Союзі перші безламповые машини «Сетунь », «Раздан «и

" Раздан-2 «було створено 1959−1961 роках. У 60-ті роки радянські конструктори розробили близько тридцяти моделей транзисторних комп’ютерів, що їх стали випускатися серійно. Найпотужніший із них

— «Минск-32 «виконував 65 тисяч на секунду. З’явилися цілі сімейства машин: «Урал », «Мінськ », БЭСМ.

4 БЭСМ-6

. Рекордсменом серед ЕОМ другого покоління стала БЭСМ-6, мала швидкодія близько тридцяти моделей транзисторних комп’ютерів, що їх стали випускатися серійно. Найпотужніший із них — «Минск-32 «виконував 65 тисяч на секунду. З’явилися цілі сімейства машин:

" Урал ", «Мінськ », БЭСМ. Рекордсменом серед ЕОМ другого покоління стала

БЭСМ-6, мала швидкодія близько мільйона операцій на секунду, — один із найбільш продуктивних у світі. Архітектура і з технічні рішення на цьому комп’ютері були такі прогресивними і випереджаючими свого часу, що він успішно використовувався майже нашого времени.

5 СВІТ і МИР-2

. Спеціально для іноземних автоматизації інженерних розрахунків у Інституті кібернетики Академії наук УРСР під керівництвом академіка В. М. Глушкова розробили комп’ютери СВІТ (1966) і МІР-2 (1969). Важливою особливістю другий машини стало використання телевізійного екрана для візуального контролю інформації та світлового пера, з допомогою якого було коригувати дані безпосередньо в экране.

. На середину 1960-х років бум у сфері транзисторного виробництва досяг максимуму — відбулося насичення ринку. Річ у тім, що складання електронних приладів являла собою дуже трудомісткий і повільний процес, який погано піддавався механізації і автоматизации.

. Отже, дозріли умови до переходу до нову технологію, яка б пристосуватися до зростання складності схем шляхом винятку традиційних сполук поміж їхніми елементами. Ідея інтегральних схем носилася в воздухе.

®?S??S ???S??S

1 Інтегральні схемы

. Пріоритет у винаході інтегральних схем, стали елементної базой

ЕОМ третього покоління, належить американським ученим Д. Килби и

Р. Нойсу, що зробили це відкриття незалежно друг від друга. Масовий випуск інтегральних схем розпочалося 1962 году.

. Вже 1964 року було оголошено плани випуску дешевого (!) настільного калькулятора, у якому замість 21 тисячі дискретних елементів (як у звичайних калькуляторах) передбачалося використовувати 29 інтегральних схем. Згадуваний вище ЭНИАК в 1971 року міг бути зібрано на пластині у півтора квадратних сантиметри. Почалося перевтілення електроніки в микроэлектронику.

. Попри успіхи інтегральної техніки й поява мини-ЭВМ, в 60-ті роки продовжували домінувати великі машини. Отже, третє покоління комп’ютерів, зароджуючи всередині другого, поступово виростало з него.

. Перша масова серія машин на інтегральних елементах стала випускатися в 1964 року фірмою IBM. Ця серія, відома під названием

IBM-360, мала значний вплив в розвитку обчислювальної техніки другої половини 1960-х років. Вона об'єднала ціле сімейство ЕОМ із широкою діапазоном продуктивності, причому сумісних друг з одним. Останнє означало, що машини з’явилася можливість пов’язувати до комплексів, і навіть без будь-яких переробок переносити програми, написані одній ЕОМ, кожну іншу з цього серії. Отже, було вперше виявлено комерційно вигідне вимога стандартизації апаратного та програмного забезпечення ЭВМ.

. У першої серійної ЕОМ на інтегральних схемах була машина «Наири-

3 ", що з’явилася 1970 року. З другого половини 1960-х років Советский

Союз разом з країнами РЕВ розпочав розробку сімейства універсальних машин, аналогічного системі ibm-360. У 1972-му році почалося серійне виробництво стартовою, найменш потужної модели

Єдиної системи — ЕОМ ЕС-1010, та ще за рік — п’яти інших моделей.

Їх швидкодія лежить у межах від тисяч (ЕС-1010) до два мільйони (ЕС-1060) операцій на секунду.

. У межах третього покоління США було побудовано унікальна машина

ИЛЛИАК-4, у якої у початковому варіанті планувалося використовувати 256 пристроїв обробки даних, виконаних на монолітних інтегральних схемах. Пізніше проект змінили, через досить високу вартість (більш 16 мільйонів). Кількість процесорів довелося скоротити до 64, і навіть можливість перейти до інтегральним схемами з малої ступенем інтеграції. Скорочений варіант проекту було завершено в

1972 року, номінальне швидкодія ИЛЛИАК-4 становило 200 мільйонів операцій на секунду. Майже цей термін комп’ютер був рекордсменом швидкістю вычислений.

. Саме період розвитку третього покоління виникла надзвичайно потужна індустрія обчислювальної техніки, яка стала випускати багато ЕОМ масової комерційного применения.

Комп’ютери дедалі частіше почали входитимуть у інформаційні системи чи зміни системи управління виробництвами. Вони виступили водночас у ролі очевидного важеля сучасної промислової революции.

?S?®S???S ???S??S

1 СБИС (надвеликі інтегральні схемы)

. Початок 1970-х років знаменує перехід до комп’ютерів четвертого поколения

— на надвеликих інтегральних схемах (СБИС). Іншим ознакою ЕОМ нової генерації є різкі зміни у архитектуре.

2 Микропроцессоры

. Техніка четвертого покоління породила якісно нового вигляду ЕОМ — мікропроцесор. Зазвичай під час роботи машини процесор використовується з найменшою коефіцієнтом зайнятості, бо за рішенні конкретного завдання не пускає у хід всі свої логічні можливості. Тому в

1971 року прийшли до ідеї обмежити можливості процесора, заклавши до нього невеличкий набір операцій, мікропрограми яких мають бути заздалегідь уведено підрозділи до постійну пам’ять. Оцінки показали, що «застосування постійного запоминающего влаштування у 16 кілобіт дозволить исключить

100−200 інтегральних схем логіки. Так виникла ідея мікропроцесора, що можна реалізувати навіть у одному кристалі, а програму його пам’ять записати назавжди. У рядовому микропроцессоре рівень інтеграції відповідає щільності, рівної приблизно 500 транзисторам однією квадратний міліметр, у своїй досягається дуже хороша надежность.

3 Суперкомпьютеры

. На середину 1970-х років становище на комп’ютерному ринку різко, і непередбачено стало змінюватися. Чітко виділилися дві концепції розвитку ЕОМ. Втіленням першої концепції стали суперкомп’ютери, а другий — персональні ЭВМ.

. З великих комп’ютерів четвертого покоління на надвеликих інтегральних схемах особливо вирізняються американські машини «Крей-1 «и

" Крей-2 ", і навіть радянські моделі «Эльбрус-1 «і «Эльбрус-2 «. Перші їх зразки з’явилися приблизно один і той водночас — в 1976 року. Усі вони відносяться до категорії суперкомп’ютерів, оскільки мають гранично досяжні для свого часу характеристики і дуже дорогу стоимость.

. У машинах четвертого покоління зроблено відхід архітектури фон

Неймана, що була провідним ознакою основної маси всіх попередніх комп’ютерів. Одне з генеральних принципів в суперкомп’ютері - функціональний паралелізм. Замість процесора його архітектура включає десятки, сотні мільйонів і тисяч паралельно працюючих процесорів. На останніх моделях суперов обладнані, ще, процесорами ввода/вывода.

. Многопроцессорные ЕОМ, у зв’язку з величезним швидкодією і особливостями архітектури, йдуть на рішення низки унікальних завдань гідродинаміці, аеродинаміки, довгострокового прогнозу погоди і тощо. Поруч із суперкомпьютерами у складі четвертого покоління входять багато типи мини-ЭВМ, також які спираються на елементну базу з надвеликих інтегральних схем.

. Персональний комп’ютер у багатьох аспектах є антиподом суперкомпьютера.

. Це наочно відбито у таблиці: |Показники |Суперкомп'ютер |Персональний комп’ютер | |Ціна |max |min | |Поширення |min |max | |Кваліфікація | | | |користувача |max |min |

. min — мінімум; max — максимум

. Одне слово, ці дві виду комп’ютерів займають різні «ніші «і що не суперничають друг з другом.

???®?S??S ?P. S??? ???P. S??® (r) ??.

1 Передумови появления

. У 1973 року над ринком панувала купка виробників, зокрема ibm, dec, hewlett-Packard. Доходи цих фірм обчислювалися мільярдами доларів — і грунтувалися, переважно, великих системах (мэйнфреймах) і миникомпьютерах. До їх ще дійде важливість мікропроцесорів, та самої компанії не будували плани про використання цього нововведення. Це залишило щілину для малих підприємців, які негайно розробили нову технологію, радикально змінила стандарти конструювання застосування компьютеров.

. З іншого боку, величезну роль популяризації самих персональних комп’ютерів зіграли комп’ютерні журнали. Такі видання як «Radio Electronics «и

" Popular Electronics «розпалювали інтерес до потенціалу микрокомпьютеров.

За всією території США виникли клуби любителів. Найбільш примітним був комп’ютерний клуб Homebrew, освічений у березні 1975 р. в Менло-

Парку (штат Каліфорнія). До складу його перших членів входили Стів Джобс і Стів Возняк, пізніше котрі заснували компанію Apple Macintosh.

. Тому, коли перший мікрокомп'ютер, нею відразу ж зародився величезний попит серед тисяч любителів, інтерес яких підживлювався щомісяця появлявшимися статтями в журналах.

2 Altair компанії M I T S

. У 1974 г. невеличка компанія в Альбукерку (штат Нью-Мексико) створила перший персональний компьютер.

. Ед Робертс, організувавши 1968-го р. MITS (Micro Instrumentation and

Telemetry Systems), виготовляв калькуляторів. У 1973 р. внаслідок жорсткій конкуренції із боку Texas Instruments що вона межі банкрутства, і був шукати нову нішу над ринком. Робертса зацікавив чіп 8080, випущений Intel у квітні 1974 р., і упевнений у тому, що це мікропроцесор може стати підставою мікрокомп'ютера, вона сама створив таку машину. Назвав її «Altair ».

. «Перший у світі комплект для складання миникомпьютера — суперника промислових моделей » , — так писав журнал «Popular Electronics », вмістивши фотографію цього комп’ютера на обкладинку січневого номери за 1975 р. у гонитві за сенсацією. Ця реклама призвела до лавині чеків, набагато що перевершила самі сміливі очікування Еда Робертса.

. Що й казати являла собою ця втілена мрія любителей?

. Покупцям комп’ютера, який заплатив 397 доларів за комплект, потрібен є ще паяльник і неабияку терпіння. Машина вимагала дуже ретельної подетальной складання, яка займала чимало годину. Після складання він являв з себе металеву коробку. В нього було ні клавіатури, ні монітора; введення та виведення даних здійснювався через панель перемикачів. Усередині коробки розташовувалися дві плати з логічними схемами і «Блок харчування. На однієї платі перебував процесор, до складу якого чіп Intel 8080, але в інший — запам’ятовуючий пристрій ємністю 256 байт. Після цієї процедури виникала інша проблема; Altair було постійно зберігати дані. Понад те, експлуатація комп’ютера було дуже складним і вимагала знань програміста. Програми і такі доводилося вводити в чужу машину з допомогою тумблерных перемикачів, що були на передній панели.

Команди программировались на «машинному мові «- як послідовностей нулів і одиниць — що потребувало серйозних технічних знань, і навіть дуже моторних пальців. Найменша помилка означала необхідність починати усе з початку. Миготливі світлові індикатори на передній панелі повідомляли результат. Коли машину виключали, програму і дані губилися, оскільки комп’ютер був оснастили енергозалежною оперативної памятью.

. І все-таки, попри серйозні недоліки, Altair став бестселлером.

Тисячі любителів, завжди мріяли про власну комп’ютері, безрозсудно замовляли практично марну собі річ. Лише поодинокі, наприклад Стів Домпье, шукали йому реальне застосування. Він виявив, що Altair викликає перешкоди в радіоприймачі і програму, управляючу частотою і тривалістю електростатичних розрядів, та змусив комп’ютер виконувати «Fool on the Hill «Beatles з допомогою радіоприймача. На що відбулося апреле

1975 р. зборах клубу Homebrew він методично, рядок за рядком, пересуваючи перемикачі, ввів свою програму, і остолбеневшая аудиторія почула цю пісню у виконанні компьютера.

. Так, з маленького американського містечка, почалося тріумфальна хода самого персонального комп’ютера у світі, змінюючи життя, побут і навіть мислення людей.

???S??S

. На жаль, неможливо у межах студентського реферату охопити історію комп’ютерів. Можна було б ще довго розповідати у тому, як у маленькому містечку Пало-Альто (штат Каліфорнія) в науково- дослідницькому центрі Xerox PARK зібрався колір програмістів на той час, щоб розробити революційні концепції, від початку змінили образ машин, і прокласти шлях комп’ютерів кінця XXв. Як талановитий школяр Білл Гейтс і його товариш Пол Аллен познайомилися с

Эдом Робертсом і дистриб’юторів створили дивовижний мову БЕЙСІК для компьютера

Altair, що дозволило розробляти йому прикладні програми. Як поступово змінювалися вигляд самого персонального комп’ютера, з’явилися монітор і клавіатура, нагромаджувач на гнучких магнітних дисках, про дискетах, та був і жорсткий диск. Невід'ємними приладдям стали принтер і «миша «. Можна було б розповісти про невидимою війні на комп’ютерних ринках за право встановлювати стандарти між величезної корпорацією IBM — великої «Біг Блю », й молодий Apple, дерзнувшей із нею змагатися, яка змусила увесь світ вирішувати, що краще Macintosh или

PC? І багато інших цікавих речах, відбувалися нещодавно, котрі стали вже историей.

. Так, нашим дітей світ без комп’ютера — далека історія, майже така сама далека, як відкриття Америки чи Жовтнева революція. Я, щоразу, включаючи комп’ютер, не дивуватися людському генію, створив диво. Без комп’ютера немислима сьогоднішня життя, область їх застосування величезна. Це інструмент до роботи будь-якого офісу, до складу якого друкарську машинку і калькулятор, найскладніші електронні таблиці і бухгалтерські програми. Це чудові ігрові програми, програми на навчання дітей, і навіть дорослих, наприклад, іноземних мов. Нею можна слухати музику і на навіть складати її самостійно. З ним витрачати час на шахи і створювати мультиплікацію, переглядати відеофільми. Завдяки глобальної Інтернету, комп’ютер — це величезна сховище інформації. З його за допомогою можна спілкуватися на про chat- каналах і вести листування, як ділову, і особисту. Ще цілком можливо довго перераховувати можливості персональних комп’ютерів, але гадаю і так ясно — без них наше життя було б цілком другой.

???S???

1 Печерський Ю. Н. Етюди про комп’ютерах, Штиинца, Кишинів, 1989

2 Фигурнов В. Е. IBM PC для користувача, ИНФРА-М, Москва, 1995

3 Ичбиа Д., Кнеппер З. Створення Microsoft, пер. Мовшовича Д. Я., Феникс,

Ростов-на-Дону, 1997

-----------------------

.

. Оперативная

. память

.

. Арифметическо-логическое

устройство

.

. Устройство

. управления

.

. Внешние

. устройства

.

. Рис. 2

. Зв’язки між пристроями компьютера

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой