Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
На основе критического анализа конструкции ENIAC и теоретических изысканий Джон фон Нейман предложил новые принципы создания компьютеров, состоящие в следующем:
· Принцип двоичного кодирования: вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.
· Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
· Принцип одно родности памяти: про граммы и данные хра нятся в одной и той же памяти, поэтому ЭВМ не различает, что хра нится в данной ячейке памяти - число, текст или команда.
· Принцип адресности: структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:
· устройство ввода/вывода информации;
· память компьютера;
· процессор, состоящий из устройства управления (УУ), через которое идет поток команд и данных, и арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего арифметические и логические операции.
В общих чертах идеи фон Неймана и созданная им архитектура ЭВМ актуальны до сегодняшнего времени.
Поколения
На протяжении 50 лет появилось, сменяя друг друга, несколько поколений ЭВМ. Бурное развитие ВТ во всем мире определяется только за счет передовых элементной базы и архитектурных решений.
Так как ЭВМ представляет собой систему, состоящую из технических и программных средств, то под поколением естественно понимать модели ЭВМ, характеризуемые одинаковыми технологическими и программными решениями (элементная база, логическая архитектура, программное обеспечение). Между тем, в ряде случаев оказывается весьма сложным провести классификацию ВТ по поколениям, ибо грань между ними от поколения к поколению становиться все более размытой.
Первое поколение.
Элементная база- электронные лампы и реле; оперативная память выполнялась на триггерах, позднее на ферритовых сердечниках. Надежность - невысокая, требовалась система охлаждения; ЭВМ имели значительные габариты. Быстродействие- 5 - 30 тыс. арифметических оп/с; Программирование - в кодах ЭВМ (машинный код), позднее появились автокоды и ассемблеры. Программированием занимался узкий круг математиков, физиков, инженеров - электронщиков. ЭВМ первого поколения использовались в основном для научно-технических расчетов.
Второе поколение.
Полупроводниковая элементная база. Значительно повышается надежность и производительность, снижаются габариты и потребляемая мощность. Развитие средств ввода/вывода, внешней памяти. Ряд прогрессивных архитектурных решений и дальнейшее развитие технологии программирования- режим разделения времени и режим мультипрограммирования (совмещение работы центрального процессора по обработке данных и каналов ввода/вывода, а также распараллеливания операций выборки команд и данных из памяти)
В рамках второго поколения четко стала проявляться дифференциация ЭВМ на малые, средние и большие. Существенно расширилась сфера применения ЭВМ на решение задач - планово - экономических, управления производственными процессами и др.
Создаются автоматизированные системы управления (АСУ) предприятиями, целыми отраслями и технологическими процессами (АСУТП). Конец 50-х годов характеризуется появлением целого ряда проблемно-ориентированных языков программирования высокого уровня (ЯВУ): FORTRAN, ALGOL-60 и др. Развитие ПО получило в создании библиотек стандартных программ на различных языках программирования и различного назначения, мониторов и диспетчеров для управления режимами работы ЭВМ, планированием ее ресурсов, заложивших концепции операционных систем следующего поколения.
Третье поколение.
Элементная база на интегральных схемах (ИС). Появляются серии моделей ЭВМ программно совместимых снизу вверх и обладающих возрастающими от модели к модели возможностями. Усложнилась логическая архитектура ЭВМ и их периферийное оборудование, что существенно расширило функциональные и вычислительные возможности. Частью ЭВМ становятся операционные системы (ОС). Многие задачи управления памятью, устройствами ввода/вывода и другими ресурсами стали брать на себя ОС или же непосредственно аппаратная часть ЭВМ. Мощным становиться программное обеспечение: появляются системы управления базами данных (СУБД), системы автоматизирования проектных работ (САПРы) различного назначения, совершенствуются АСУ, АСУТП. Большое внимание уделяется созданию пакетов прикладных программ (ППП) различного назначения.
Развиваются языки и системы программирования Примеры: -серия моделей IBM/360, США, серийный выпуск -с 1964г; -ЕС ЭВМ, СССР и страны СЭВ с 1972г.
Четвертое поколение.
Элементной базой становятся большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы. ЭВМ проектировались уже на эффективное использование программного обеспечения (например, UNIX-подобные ЭВМ, наилучшим образом погружаемые в программную UNIX-среду; Prolog-машины, ориентированные на задачи искусственного интеллекта); современных ЯВУ. Получает мощное развитие телекоммуникационная обработка информации за счет повышения качества каналов связи, использующих спутниковую связь. Создаются национальные и транснациональные информационно-вычислительные сети, которые позволяют говорить о начале компьютеризации человеческого общества в целом.
Дальнейшая интеллектуализация ВТ определяется созданием более развитых интерфейсов "человек-ЭВМ", баз знаний, экспертных систем, систем параллельного программирования и др.
Элементная база позволила достичь больших успехов в минитюаризации, повышении надежности и производительности ЭВМ. Появились микро- и мини-ЭВМ, превосходящие по возможностям средние и большие ЭВМ предыдущего поколения при значительно меньшей стоимости. Технология производства процессоров на базе СБИС ускорила темпы выпуска ЭВМ и позволила внедрить компьютеры в широкие массы общества. С появление универсального процессора на одном кристалле (микропроцессор Intel-4004,1971г) началась эра ПК.
Первым ПК можно считать Altair-8800, созданным на базе Intel-8080, в 1974г. Э.Робертсом. П.Аллен и У.Гейтс создали транслятор с популярного языка Basic, существенно увеличив интеллектуальность первого ПК (впоследствии основали знаменитую компанию Microsoft Inc). Лицо 4-го поколения в значительной мере определяется и созданием супер-ЭВМ, характеризующихся высокой производительностью (среднее быстродействие 50 - 130 мегафлопсов . 1 мегафлопс= 1млн. операций в секунду с плавающей точкой) и нетрадиционной архитектурой (принцип распараллеливания на основе конвейерной обработки команд). Супер-ЭВМ используются при решении задач математической физики, космологии и астрономии, моделировании сложных систем и др. Так как важную коммутирующую роль в сетях играют и будут играть мощные ЭВМ, то сетевая проблематика часто обсуждается совместно с вопросами по супер-ЭВМ Среди отечественных разработок супер-ЭВМ можно назвать машины серии Эльбрус, вычислительные системы пс-2000 и ПС-3000, содержащие до 64 процессоров, управляемых общим потоком команд, быстродействие на ряде задач достигалось порядка 200 мегафлопсов. Вместе с тем, учитывая сложность разработки и реализации проектов современных супер-ЭВМ, требующих интенсивных фундаментальных исследований в области вычислительных наук, электронных технологий, высокой культуры производства, серьезных финансовых затрат, представляется весьма маловероятным создание в обозримом будущем отечественных супер-ЭВМ, по основным характеристикам не уступающим лучшим зарубежным моделям.
Следует заметить, при переходе на ИС-технологию производства ЭВМ определяющий акцент поколений все более смещается с элементной базы на другие показатели: логическая архитектура, программное обеспечение, интерфейс с пользователем, сферы приложения и т.д.
Пятое поколение.
Зарождается в недрах четвертого поколения и в значительной мере определяется результатами работы японского Комитета научных исследований в области ЭВМ, опубликованными в 1981г. Согласно этому проекту ЭВМ и вычислительные системы пятого поколения кроме высокой производительности и надежности при более низкой стоимости, вполне обеспечиваемые СБИС и др. новейшими технологиями, должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям:
Учитывая сложность реализации поставленных перед пятым поколением задач, вполне возможно разбиение его на более обозримые и лучше ощущаемые этапы, первый из которых во многом реализован в рамках настоящего четвертого поколения.
|
ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕВОЛЮЦИИ Информационная революция – преобразования общественных отношений в связи с кардинальным изменением в сфере обработки информации.
№ п/п Преобразования Время Изменения в сфере обработки информации 1 Появление устной речи
Возможность общения, передачи информации. 2 Изобретение письменности
Возможность распространения знаний и сохранения их для передачи следующим поколениям. 3 Изобретение книгопечатания Середина XVI в. Возможность распространения знаний и сохранения их для передачи следующим поколениям на более качественном уровне. 4 Изобретение электричества Конец XIX в. Изобрели телеграф, телефон, радио, которые позволяли передавать информацию на большие расстояния за короткое время. 5 Изобретение вычислительной машины Середина XX в. Возможность хранить, передавать, обрабатывать большой объем информации в короткие сроки. 6 Появление сети Интернет
Конец XX в. Сняты все территориальные и временные границы передачи информации. В результате информационных революций начался постепенный переход к информационному обществу, в котором на основе овладения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность. Для строительства информационного общества человек использует информационные технологии. Информационные технологии - это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Ручной с 50-го тыс.до н.э. Механический с середины 17 века Электромеханический с 90-х годов 19 века Электронный с 30-х годов 20 века
Основные принципы построения автоматической цифровой вычислительной машины были высказаны еще в 1937 году американским физиком болгарского происхождения Д.Ж.Атанасовым. Это была первая попытка спроектировать и построить электронный компьютер. Этот компьютер, названный позже "АВС", был практически закончен к 1942 г. Однако ввести его в эксплуатацию по разным причинам так и не удалось. До 1955 года происходило становление вычислительной техники. В это время определились основные принципы построения ЭВМ. С периодичностью 5-7 лет происходил переход к ЭВМ принципиально новых типов, использующих более совершенную элементную базу, которая расширяла возможности и обеспечивала больше удобства при работе человека с ЭВМ. В связи с этим появилось понятие поколение ЭВМ. ПОКОЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Поколение ЭВМ – период развития вычислительной техники, отмеченный относительной стабильностью архитектуры и технических решений.
Признаки отличающие одно поколение от другого:
Поколение Элементная база Быстродействие
Устройства ввода-вывода Программное обеспечение Примеры ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ, Электронные лампы, реле 3х105
Пульт управления, перфокарта Машинные языки, однопользовательский режим ENIAC, ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ, Транзисторы 3х106
Перфокарты, перфоленты, АЦПУ, магнитный барабан, магнитные ленты Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим IBM 701, RCA-501, IBM 7090, LARC, Stretch; (США) ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ, Интегральные схемы (ИС) 3х107
Видеотерминальные системы, магнитные диски Операционные системы, режим разделения времени PDP-8,PDP-11,B3500, IBM 360 (США) ЧЕТВЕРТОЕ ПОКОЛЕНИЕ, Большие интегральные схемы (БИС) и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) более 3х107
Цветной графический дисплей, графопостроители, мышь, магнитные диски, сканер, оптические, лазерные устройства, устройство голосовой связи, Flash-карты Базы и банки данных, персональный режим работы, сетевая обработка данных ILLIAS 4, Cray-серией, Burroghs (США) ПЯТОЕ ПОКОЛЕНИЕ, Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС)
Экспертные системы ? ? ?
История развития вычислительной |
http://schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/1_17_6.htm