Санкт Петербургский государственный университет информационных технологий механики и оптики
Реферат
По истории информатики на тему
“Поколения ЭВМ – история и периодизация”
| Аспирант: | Макаренко А. А. |
| Кафедра: | ИКВО |
| Специальность: | 05.13.19 |
Санкт-Петербург
2008 г.
Оглавление
Введение …………………………………………………………………………………………….3
Поколения ЭВМ……………………………………………………………………………………..4
1 поколение (до 1955 г.)…………………………………………………………………………….4
2 поколение………………………………………………………………………………………….7
3 поколение………………………………………………………………………………………….8
4 поколение………………………………………………………………………………………...10
Какими должны быть ЭВМ 5 поколения………………………………………………………...11
Микропроцессоры и их применение……………………………………………………………..12
Перспективы развития ВТ………………………………………………………………………...12
Заключение………………………………………………………………………………………...14
Список литературы………………………………………………………………………………..15
ВВЕДЕНИЕ
Первая страница в истории создания вычислительных машин связана с именем
французского философа, писателя, математика и физика Блеза Паскаля. В 1641
г. он сконструировал механический вычислитель, который позволял складывать
и вычитать числа. В 1673 г. выдающийся немецкий ученый Готфрид Лейбниц
построил первую счетную машину, способную механически выполнять все четыре
действия арифметики. Ряд важнейших ее механизмов применяли вплоть до
середины XX в. в некоторых типах машин. К типу машины Лейбница могут быть
отнесены все машины, в частности и первые ЭВМ, производившие умножение как
многократное сложение, а деление - как многократное вычитание. Главным
достоинством всех этих машин являлись более высокие, чем у человека,
скорость и точность вычислений. Их создание продемонстрировало
принципиальную возможность механизации интеллектуальной деятельности
человека. Появление ЭВМ или компьютеров – одна из существенных примет современной
научно-технической революции. Широкое распространение компьютеров привело к
тому, что все большее число людей стало знакомиться с основами
вычислительной техники, а программирование постепенно превратилось в
элемент культуры. Первые электронные компьютеры появились в первой половине
XX века. Они могли делать значительно больше механических калькуляторов,
которые лишь складывали, вычитали и умножали. Это были электронные машины,
способные решать сложные задачи. В вычислительной технике существует своеобразная периодизация развития электронных вычислительных машин. ЭВМ относят к тому или иному поколению в зависимости от типа основных используемых в ней элементов или от технологии их изготовления. Ясно, что границы поколений в смысле времени сильно
размыты, так как в одно и то же время фактически выпускались ЭВМ различных
типов. С каждым новым поколением увеличивалось быстродействие, уменьшались
потребляемая мощность и масса ЭВМ, повышалась их надежность. При этом
возрастали их "интеллектуальные" возможности - способность "понимать"
человека и обеспечивать ему эффективные средства для обращения к ЭВМ.
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 | Основной элемент | Количество ЭВМ в мире (шт.) | Быстродействие (операций в секунду) | Носитель информации | Размеры ЭВМ |
| I | 1946-1958 | Эл/лампа | Десятки | 103-144 | Перфокарта, Перфолента | Большие |
| II | 1958-1964 | Транзистор | Тысячи | 104-106 | Магнитная Лента | Значительно меньше |
| III | 1964-1972 | ИС | Десятки тысяч | 105-107 | Диск | Мини-ЭВМ |
| IV | 1972 - настоящее время | БИС | Миллионы | 106-108 | Гибкий и лазерный диск | Микро 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.
Первая электронная лампа - вакуумный диод - была построена Флемингом лишь в
1904 году, хотя эффект прохождения электрического тока через вакуум был
открыт Эдисоном в 1883 году. Вскоре, Ли де Форрест изобретает вакуумный
триод - лампу с тремя электродами, затем появляется газонаполненная
электронная лампа - тиратрон, пятиэлектродная лампа - пентод и т. д. До 30-
х годов электронные вакуумные и газонаполненные лампы использовались
главным образом в радиотехнике. Но в 1931 году англичанин Винни-Вильямс
построил (для нужд экспериментальной физики) тиратронный счетчик
электрических импульсов, открыв тем самым новую область применения
электронных ламп. Электронный счетчик состоит из ряда триггеров. Триггер,
изобретенный М. А. Бонч-Бруевичем (1918) и - независимо - американцами У.
Икклзом и Ф. Джорданом (1919), содержит 2 лампы и в каждый момент может
находиться в одном из двух устойчивых состояний; он представляет собой
электронное реле. Подобно электромеханическому, оно может быть использовано
для хранения одной двоичной цифры. Электронная лампа.
Использование электронной лампы в качестве основного элемента ЭВМ
создавало множество проблем. Из-за того, что высота стеклянной лампы - 7см,
машины были огромных размеров. Каждые 7-8 мин. одна из ламп выходила из
строя, а так как в компьютере их было 15 - 20 тысяч, то для поиска и замены
поврежденной лампы требовалось очень много времени. Кроме того, они
выделяли огромное количество тепла, и для эксплуатации "современного"
компьютера того времени требовались специальные системы охлаждения. Чтобы разобраться в запутанных схемах огромного компьютера, нужны были
целые бригады инженеров. Устройств ввода в этих компьютерах не было,
поэтому данные заносились в память при помощи соединения нужного штекера с
нужным гнездом.
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.