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
План
1. Історія технологій і поколінь ЕОМ
2. Електромеханічні обчислювальні машини
3. ЕОМ 1-ого покоління. ЕНІАК (ENIAC)
4. Будова і робота комп'ютера за «принципом фон Неймана»
5. Транзистори. ЕОМ 2-го покоління.
6. Інтегральні схеми. ЕОМ 3-го покоління.
7. Надвеликі інтегральні схеми (НВІС). ЕОМ 4-го покоління
8. Історія розвитку персональних ЕОМ (PC - Personal Computer)
ЕОМ «марс-2»: характеристика особливості роботи
Слово «комп'ютер» означає «обчислювач», тобто пристрій дляобчислень. Потреба в автоматизації обробки даних, у тому числіобчислень, виникла дуже давно. Більш 1500 років тому для рахункувикористовувалися рахункові палички, камінці і т.д.
У наш час важко уявити собі, що без комп'ютерів можнаобійтися. Але ж не так давно, до початку 70-х років обчислювальні машинибули доступні дуже обмеженому колу фахівців, а їх застосування, якправило, залишалося оповитий завісою секретності і мало відомим широкійпубліці. Проте в 1971 році відбулася подія, що докорінно змінилоситуацію і з фантастичною швидкістю перетворило комп'ютер в повсякденнийробочий інструмент десятків мільйонів людей. У тому, поза всяким сумнівомзнаменну року ще майже нікому не відома фірма Intel з невеликогоамериканського містечка з гарною назвою Санта-Клара (шт. Каліфорнія),випустила перший мікропроцесор. Саме йому ми зобов'язані появою новогокласу обчислювальних систем - персональних комп'ютерів, якими теперкористуються, по суті, все, від учнів початкових класів та бухгалтерівдо вчених та інженерів.
Наприкінці XX століття неможливо уявити собі життя без персональногокомп'ютера. Комп'ютер впевнено увійшов в наше життя, став головним помічникомлюдини. На сьогоднішній день у світі існує безліч комп'ютеріврізних фірм, різних груп складності, призначення і поколінь.
У даному рефераті ми розглянемо історію розвитку обчислювальноїтехніки, а також короткий огляд про можливості застосування сучаснихобчислювальних систем і подальші тенденції розвитку персональнихкомп'ютерів.
Історія технологій і поколінь ЕОМ
Механічні передумови
Початок розвитку технологій прийнято вважати з Блеза Паскаля, який в
1642р. винайшов пристрій, механічно виконує складання чисел. Йогомашина призначалася для роботи з 6-8 розрядними числами і могла тількискладати і віднімати, а також мала кращий, ніж всі до того, спосібфіксації результату. Машина Паскаля мала розміри 36 (13 (8 сантиметрів, цейневеликий латунний скриньку було зручно носити з собою. Інженерні ідеї
Паскаля зробили величезний вплив на багато інших винаходи в областіобчислювальної техніки.
Наступного етапного результату домігся видатний німецький математик іфілософ Готфрід Вільгельм Лейбніц, який висловив в 1672 році ідеюмеханічного множення без послідовного додавання. Вже через рік вінпредставив машину, яка дозволяла механічно виконувати чотириарифметичні дії, в Паризьку академію. Машина Лейбніца вимагаладля установки спеціального столу, оскільки мала значні розміри:
100 (30 (20 сантиметрів.
У 1812 році англійський математик Чарльз Беббідж почав працювати над такзваної різницевої машиною, яка повинна була обчислювати будь-які функції,в тому числі і тригонометричні, а також складати таблиці. Свою першурізницеву машину Беббідж побудував в 1822 році і розраховував на ній таблицюквадратів, таблицю значень функції y = x2 + x 41 і ряд інших таблиць. Однакчерез брак коштів ця машина не була закінчена, і здана в музей
Королівського коледжу в Лондоні, де зберігається і до цього дня. Однак цяневдача не зупинила Беббіджа, і в 1834 році він приступив до нового проекту
- Створенню Аналітичної машини, яка повинна була виконувати обчисленнябез участі людини. З 1842 по 1848 Беббідж наполегливо працював, витрачаючивласні кошти. На жаль, він не зміг довести до кінця роботу постворення Аналітичної машини - вона виявилася занадто складною для технікитого часу. Але заслуга Беббіджа в тому, що він вперше запропонував ічастково реалізував, ідею програмно-керованих обчислень. Саме
Аналітична машина по своїй суті стала прототипом сучасногокомп'ютера. Ця ідея і її інженерна деталізація випередили час на 100років!
Уродженець Ельзасу Карл Томас, засновник і директор двох паризькихстрахових товариств у 1818 році сконструював лічильну машину, приділившиосновну увагу технологічності механізму, і назвав її арифмометром. Вжечерез три роки в майстернях Томаса було виготовлено 16 арифмометрів, апотім і ще більше. Таким чином, Томас поклав початок рахунковомумашинобудуванню. Його арифмометри випускали протягом ста років, постійноудосконалюючи і міняючи час від часу назви.
Починаючи з XIX століття, арифмометри одержали дуже широке застосування. Наних виконувались навіть дуже складні розрахунки, наприклад, розрахункибалістичних таблиць для артилерійських стрільб. Існувала навіть особливапрофесія - лічильник - людина, що працює з арифмометром, швидко і точнодотримується певну послідовність інструкцій (такупослідовність дій згодом стали називати програмою). Алебагато розрахунки проводилися дуже повільно, тому що при таких розрахунках вибірвиконуваних дій і запис результатів вироблялися людиною, ашвидкість його роботи дуже обмежена. Перші арифмометри були дорогі,ненадійні, складні в ремонті і громіздкі. Тому в Росії сталипристосовувати до більш складних обчислень рахунки. Наприклад, в 1828 роцігенерал-майор Ф. М. Свободской виставив на огляд оригінальний прилад,що складається з безлічі рахунків, з'єднаних в загальній рамі. Основною умовою,дозволяла швидко обчислювати, було суворе дотримання невеликого числаоднакових правил. Всі операції зводилися до дій додавання івіднімання. Таким чином, прилад втілював в собі ідею алгорітмічності.
Мабуть, один з останніх принципових винаходів у механічнійлічильної техніці було зроблено жителем Петербурга Вільгодтом Однером.
Побудований Однером в 1890 році арифмометр фактично нічим не відрізняєтьсявід сучасних йому подібних машин. Майже відразу Однер з компаньйоном налагодиві випуск своїх арифмометрів - по 500 штук на рік. До 1914 року в одній тільки
Росії налічувалося більше 22 тисяч арифмометрів Однера. У першій чверті
XX століття ці арифмометри були єдиними математичними машинами, широкозастосовувалися в різних областях діяльності людини. У Росії ціголосно клацали під час роботи машинки отримали прізвисько «Залізний
Фелікс ». Ними були оснащені практично всі контори.
Електромеханічні обчислювальні машини
У перші десятиліття XX століття конструктори звернули увагу наможливість застосування в лічильних пристроях нових елементів --електромагнітних реле. У 1941 році німецький інженер Конрад Цузе, побудувавобчислювальний пристрій, що працює на таких реле.
Майже одночасно, в 1943 році, американець Говард Ейкен за допомогоюробіт Беббіджа на основі техніки XX століття - електромеханічних реле - змігпобудувати на одному з підприємств фірми IBM легендарний гарвардський «Марк-
1 »(а пізніше ще й« Марк-2 »). «Марк-1» мав на довжину 15 метрів і в висоту
2,5 метра, містив 800 тисяч деталей, мав у своєму розпорядженні 60 регістрами дляконстант, 72 запам'ятовуючими регістрами для додавання, центральним блокоммноження і ділення, міг обчислювати елементарні трансцендентні функції.
Машина працювала з 23-значними десятковими числами і виконувала операціїскладання за 0,3 секунди, а множення - за 3 секунди. Однак Ейкен зробивдві помилки: перша полягала в тому, що обидві ці машини були швидшеелектромеханічними, ніж електронних; друга - те, що Ейкен НЕдотримувався тієї концепції, що програми повинні зберігатися в пам'ятікомп'ютера як і отримані дані.
Приблизно в той же час в Англії почала працювати перша обчислювальнамашина на реле, яка використовувалася для розшифровки повідомлень,передавалися німецьким кодованим передавачем. До середини XX століттяпотреба в автоматизації обчислень (у тому числі для військових потреб --балістики, криптографії і т.д.) стала настільки велика, що над створенняммашин, подібних "Марк-1" і "Марк-2" працювало кілька груп дослідниківв різних країнах.
Робота зі створення першої електронно-обчислювальної машини буларозпочато, мабуть, в 1937 році в США професором Джоном Атанасовим,болгарином за походженням. Ця машина була спеціалізованою іпризначалася для розв'язання задач математичної фізики. В ході розробок
Атанасов створив і запатентував першу електронні пристрої, якізгодом застосовувалися досить широко в перших комп'ютерах. Повністюпроект Атанасова не був завершений, однак через три десятки років у результатісудового розгляду професора визнали родоначальником електронноїобчислювальної техніки.
Електронні лампи
У 1883 році Томас Едісон, намагаючись продовжити термін служби лампи звугільною ниткою, ввів в її вакуумний балон платиновий електрод і пропустивчерез нього позитивне напругу. Помітивши, що у вакуумі міжелектродом і ниткою протікає струм він не зміг знайти ніякого пояснення настількинезвичайного явища. Едісон обмежився тим, що докладно описав його, навсяк випадок узяв патент і відправив лампу на Філадельфійську виставку.
Американський винахідник не розпізнав відкриття виняткової важливості --термоелектронна емісія. Він не зрозумів, що його лампа розжарювання зплатиновим електродом по суті була першою у світі електронної лампою.
Першим, кому прийшла в голову думка про практичне використання
«Ефекту Едісона" був англійський фізик Дж.А. Флемінг (1849 - 1945). Працюючиз 1882 року консультантом Едісонової компанії в Лондоні, він дізнався про
«Явище» від самого Едісона. Свій діод - двухелектродную лампу Флеймінгстворив у 1904 році.
У жовтні 1906 року американський інженер Лі де Форест винайшовелектронну лампу - підсилювач, або аудіон, як він її тоді назвав, що мавтретій електрод - сітку. Їм був уведений принцип, на основі якогобудувалися всі подальші електронні лампи, - керування струмом, що протікаєміж анодом і катодом, за допомогою інших допоміжних елементів.
У 1910 році німецький інженери Либен, Рейнс і Штраус сконструювалитріод, сітка в якому виконувалася у формі перфорованого листа алюмініюі містилася в центрі балона, а щоб збільшити емісійний струм, вонизапропонували покрити нитку розжарення шаром окису барію або кальцію.
У 1911 році американський фізик Ч. Д. Кулідж запропонував застосувати вяк покриття вольфрамової нитки розжарення окис торію - оксидний катод - іотримав вольфрамову дріт, яка здійснила переворот у ламповійпромисловості.
У 1915 році американський фізик Ірвінг Ленгмюр сконструювавдвухелектронную лампу - кенотрона, яка застосовується в якості випрямномулампи в джерелах живлення. У 1916 році лампова промисловість сталавипускати особливий тип конструкції ламп - генераторні лампи з водянимохолодженням.
Ідея лампи з двома сітками - тетрода була висловлена в 1919 роцінімецьким фізиком Вальтером Шотткі і незалежно від нього в 1923 році --американцем Е. У. Халлом, а реалізована ця ідея англійцем Х. Дж.
Раундом в другій половині 20-х років.
У 1929 році голландські вчені Г. Хольст і Б. Теллеген створилиелектронну лампу з 3-ма сітками - пентод. У 1932 році був створений гептод, в
1933 - гексод і пентагрид, в 1935 році з'явилися лампи в металевихкорпусах. Подальший розвиток електронних ламп, поліпшення їх характеристикі функціональних можливостей призвело до створення на їх основі зовсімнових електронних приладів.
Починаючи з 1943 року група фахівців під керівництвом Говарда
Ейкена, Дж. Моучлі і П. Еккерта в США почала конструювати обчислювальнумашину на основі електронних ламп, а не на електромагнітних реле. Цямашина була названа ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer) іпрацювала вона у тисячу разів швидше, ніж «Марк-1». ENIAC містив 18 тисячвакуумних ламп, займав площу 9 (15 метрів, важив 30 тонн і споживавпотужність 150 кіловат. ENIAC мав і суттєвий недолік - управління імздійснювалося за допомогою комутаційної панелі, у нього була відсутняпам'ять, і для того щоб задати програму доводилося протягом декількохгодин або навіть днів приєднувати потрібним чином проводи. Найгіршим з усіхнедоліків була жахлива ненадійність комп'ютера, тому що за день роботивстигала вийти з ладу близько десятка вакуумних ламп.
Щоб спростити процес завдання програм, Моучлі і Еккерт сталиконструювати нову машину, яка могла б зберігати програму у своїйпам'яті. У 1945 році до роботи був залучений знаменитий математик Джон фон
Нейман, який підготував доповідь про цю машину. У цій доповіді фон Нейманясно і просто сформулював загальні принципи функціонування універсальнихобчислювальних пристроїв, тобто комп'ютерів. Це перша діюча машина,побудована на вакуумних лампах, офіційно була введена в експлуатацію 15лютого 1946 року. Цю машину намагалися використовувати для вирішення деякихзавдань, підготовлених фон Нейманом і пов'язаних з проектом атомної бомби.
Потім вона була перевезена на Абердінскій полігон, де працювала до 1955року.
ENIAC став першим представником 1-го покоління комп'ютерів. Будь-якакласифікація умовна, але більшість фахівців погодилося з тим, щорозрізняти покоління слід виходячи з тієї елементної бази, на основіякої будуються машини. Таким чином, перше покоління видаєтьсяламповими машинами.
Будова і робота комп'ютера за «принципом фон Неймана»
Необхідно відзначити величезну роль американського математика фон Нейманау становленні техніки першого покоління. Потрібно було осмислити сильні іслабкі сторони ENIAC і дати рекомендації для подальших розробок. Узвіті фон Неймана та його колег Г. Голдстайн і А. Беркса (червень 1946 року)були чітко сформульовані вимоги до структури комп'ютерів. Відзначимонайважливіші з них:
. машини на електронних елементах повинні працювати не в десятковій, а в двійковій системі числення;
. програма, як і вихідні дані, повинна розміщуватися в пам'яті машини;
. програма, як і числа, повинна записуватися в двійковому код;
. труднощі фізичної реалізації пристрою, що запам'ятовує, швидкодія якого відповідає швидкості роботи логічних схем, вимагають ієрархічної організації пам'яті (тобто виділення оперативної, проміжної і довготривалої пам'яті);
. арифметичний пристрій (процесор) конструюється на основі схем, які виконують операцію складання; створення спеціальних пристроїв для виконання інших арифметичних та інших операцій недоцільно;
. в машині використовується паралельний принцип організації обчислювального процесу (операції над числами проводяться одночасно в усіх розрядах).
На наступному малюнку показано, які повинні бути зв'язку міжпристроями комп'ютера згідно з принципами фон Неймана (одинарні лініїпоказують керуючі зв'язку, пунктиром - інформаційні).
Малюнок - Зв'язок між пристроями
Практично всі рекомендації фон Неймана згодом використовувалися вмашинах перших трьох поколінь, їх сукупність отримала назву
«Архітектура фон Неймана». Перший комп'ютер, в якому були втіленіпринципи фон Неймана, був побудований в 1949 році англійським дослідником
Морісом Уїлксом. З того часу комп'ютери стали набагато більш потужними, алепереважна більшість з них зроблено у відповідності з тими принципами,які виклав у своїй доповіді в 1945 року Джон фон Нейман.
Нові машини першого покоління змінювали один одного досить швидко. У
1951 запрацювала перша радянська електронна обчислювальна машина
МЕСМ, площею близько 50 квадратних метрів. МЕСМ мала 2 види пам'яті:оперативний запам'ятовуючий пристрій, у вигляді 4 панелей висотою в 3 метри ішириною 1 метр, і довготривала пам'ять у вигляді магнітного барабану об'ємом
5000 чисел. Всього в МЕСМ було 6000 електронних ламп, а працювати з нимиможна було тільки після 1,5-2 годин після включення машини. Введення данихздійснювався за допомогою магнітної стрічки, а висновок - ціфропечатающімпристроєм зв'язаних з пам'яттю. МЕСМ могла виконувати 50 математичнихоперацій в сек?? НДУ, запам'ятовувати в оперативній пам'яті 31 число і 63 команди
(всього було 12 різних команд), і споживала потужність дорівнює 25кіловати.
У 1952 році на світ з'явилася американська машина EDWAC. Варто такожвідзначити побудований раніше, в 1949 році, англійська комп'ютер EDSAC
(Electronic Delay Storage Automatic Calculator) - першу машину з збереженоїпрограмою. У 1952 році радянські конструктори ввели в експлуатацію БЕСМ --саму швидкодіючу машину в Європі, а в наступному році в СРСР початкупрацювати «Стріла» - перша в Європі серійна машина високого класу. Середтворців вітчизняних машин у першу чергу слід назвати імена С.А.
Лебедєва, Б.Я. Базилевського, І.С. Брука, Б.І. Рамєєва, В.А. Мельникова,
М.А. Карцева, А.Н. Мямлін. У 50-х роках з'явилися й інші ЕОМ: «Урал», М-
2, М-3, БЕСМ-2, «Мінськ-1», - які втілювали в собі все більшепрогресивні інженерні рішення.
Проекти і реалізації машин «Марк-1», EDSAC і EDVAC в Англії і США,
МЕСМ в СРСР заклали основу для розгортання робіт зі створення ЕОМвакуумнолампової технології - серійних ЕОМ першого покоління. Розробкапершої електронної серійної машини UNIVAC (Universal Automatic Computer)була почата приблизно в 1947 р. Еккертом і Маучлі. Перший зразок машини
(UNIVAC-1) був побудований для бюро перепису США і пущений в експлуатацію навесні
1951 р. Синхронна, послідовного дії обчислювальна машина UNIVAC-
1 створена на базі ЕОМ ENIAC і EDVAC. Працювала вона з тактовою частотою 2,25
Мгц і містила близько 5000 електронних ламп.
У порівнянні з США, СРСР та Англією розвиток електронної обчислювальноїтехніки в Японії, ФРН та Італії затримався. Перша японська машина "Фуджік"була введена в експлуатацію в 1956 році, серійне виробництво ЕОМ у ФРНпочалося лише в 1958 році.
Можливості машин першого покоління були досить скромні. Так,швидкодію їх за нинішніми поняттями було малим: від 100 ( «Урал-1») до
20 000 операцій в секунду (М-20 в 1959 році). Ці цифри визначалися впершу чергу інерційністю вакуумних ламп і недосконалістю запам'ятовуючихпристроїв. Об'єм оперативної пам'яті був украй малий - в середньому 2 048 чисел
(слів), цього не вистачало навіть для розміщення складних програм, не кажучивже про дані. Проміжна пам'ять організовувалася на громіздких ітихохідних магнітних барабанах порівняно невеликої ємності (5 120 слів у
БЕСМ-1). Повільно працювали і друкувальні пристрої, а також блоки вводуданих. Якщо ж зупинитися докладніше на пристрої введення-виведення, томожна сказати, що з початку появи перших комп'ютерів виявиласяпротиріччя між високою швидкодією центральних пристроїв і низькоюшвидкістю роботи зовнішніх пристроїв. Крім того, виявилося недосконалість танезручність цих пристроїв. Першим носієм даних в комп'ютерах, яквідомо, була перфокарта. Потім з'явилися перфораційні паперові стрічкиабо просто перфострічки. Вони прийшли з телеграфної техніки після того, як упочатку XIX ст. батько і син з Чікаго Чарлз і Говард Крам винайшли телетайп.
ЕОМ першого покоління, ці жорсткі і тихохідні обчислювачі, булипіонерами комп'ютерної техніки. Вони досить швидко зійшли зі сцени, так якне знайшли широкого комерційного застосування через ненадійність, високоювартості, труднощі програмування.
Транзистори. ЕОМ 2-го покоління.
Елементною базою другого покоління стали напівпровідники. Без сумніву,транзистори можна вважати одним з найбільш вражаючих чудес XX століття.
Патент на відкриття транзистора був виданий в 1948 році американцям Д.
Бардіну і У. Браттейн, а через вісім років вони разом з теоретиком В. Шоклістали лауреатами Нобелівської премії. Швидкості перемикання вже першатранзисторних елементів виявилися в сотні разів вище, ніж лампових,надійність і економічність - теж. Вперше стала широко застосовуватися пам'ятьна феритових сердечниках і тонких магнітних плівках, були випробуванііндуктивні елементи - параметрони.
Перша бортова ЕОМ для установки на міжконтинентальної ракети -
«Атлас» - була введена в експлуатацію в США в 1955 році. У машинівикористовувалося 20 тисяч транзисторів та діодів, вона споживала 4 кіловати.
У 1961 році наземні комп'ютери «стретч» фірми «Берроуз» управляликосмічними польотами ракет «Атлас», а машини фірми IBM контролювалиполіт астронавта Гордона Купера. Під контролем ЕОМ проходили польотибезпілотних кораблів типу «Рейнджер» до Місяця в 1964 році, а також корабля
«Маринер» до Марса. Аналогічні функції виконували і радянські комп'ютери.
У 1956 р. фірмою IBM були розроблені плаваючі магнітні головки наповітряній подушці. Винахід їх дозволило створити новий тип пам'яті --дискові запам'ятовуючі пристрої, значимість яких була повною міроюоцінена в наступні десятиліття розвитку обчислювальної техніки. Першізапам'ятовувальні пристрої на дисках з'явилися в машинах IBM-305 і RAMAC.
Остання мала пакет, що складався з 50 металевих дисків з магнітнимпокриттям, які оберталися зі швидкістю 12000 об/хв. НА поверхнідиска розміщувалося 100 доріжок для запису даних, по 10000 знаків кожна.
Перші серійні універсальні ЕОМ на транзисторах були випущені в 1958році одночасно в США, ФРН і Японії.
У Радянському Союзі перший безламповий машини «Сетунь», «Раздан» і
«Раздан-2» були створені у 1959-1961 роках. У 60-х роках радянськаконструктори розробили близько 30 моделей транзисторних комп'ютерів,більшість яких стали випускатися серійно. Найбільш потужний з них -
«Мінськ-32» виконував 65 тис. операцій в секунду. З'явилися цілі сімействамашин: «Урал», «Мінськ», БЕСМ.
Рекордсменом серед ЕОМ другого покоління стала БЕСМ-6, що малашвидкодію близько мільйона операцій в секунду - один із самихпродуктивних у світі. Архітектура і багато технічні рішення в цьомукомп'ютері були настільки прогресивними і випереджають свій час, що вінуспішно використовувався майже до нашого часу.
Спеціально для автоматизації інженерних розрахунків в Інститутікібернетики Академії наук УРСР під керівництвом академіка В.М. Глушковабули розроблені комп'ютери СВІТ (1966) і МИР-2 (1969). Важливою особливістюмашини МИР-2 стало використання телевізійного екрану для візуальногоконтролю інформації та світлового пера, за допомогою якого можна булокоригувати дані прямо на екрані.
Побудова таких систем, що мали в своєму складі близько 100 тисячпереключательних елементів, було б просто неможливим на основі ламповоїтехніки. Таким чином другого покоління народжувалося в надрах перших,переймаючи багато його риси. Однак до середини 60-х років бум в областітранзисторного виробництва досяг максимуму - відбулося насичення ринку.
Справа в тому, що складання електронного устаткування являла собою дужетрудомісткий і повільний процес, який погано піддавався механізації іавтоматизації. Таким чином, дозріли умови для переходу до новоїтехнології, яка дозволила б пристосуватися до зростаючої складності схемшляхом виключення традиційних з'єднань між їхніми елементами.
Інтегральні схеми. ЕОМ 3-го покоління
Пріоритет у винахід інтегральних схем, які стали елементної базою
ЕОМ третього покоління, належить американським ученим Д. Кілбі і Р.
Нойс, які зробили це відкриття незалежно один від одного. Масовий випускінтегральних схем почався в 1962 році, а в 1964 почав швидко здійснюватисяперехід від дискретних елементів до інтегральної. Згадуваний вище ЕНІАКрозмірами 9 (15 метрів у 1971 році міг би бути зібраний на пластині в 1,5квадратних сантиметри. Почалося перевтілення електроніки вмікроелектроніку.
Незважаючи на успіхи інтегральної техніки і поява міні-ЕОМ, у 60-хроках продовжували домінувати великі машини. Таким чином, третяпокоління комп'ютерів, Зароджуючись всередині другого, поступово виростало знього.
Перша масова серія машин на інтегральних елементах сталавипускатися в 1964 році фірмою IBM. Ця серія, відома під назвою IBM-
360, мала значний вплив на розвиток обчислювальної техніки другаполовини 60-х років. Вона об'єднала ціле сімейство ЕОМ з широкимдіапазоном продуктивності, причому сумісних одна з одною. Останняозначало, що машини стало можливо зв'язувати в комплекси, а також безвсяких переробок переносити програми, написані для однієї ЕОМ, на будь-якуіншу з цієї серії. Таким чином, вперше було виявлено комерційновигідне вимога стандартизації апаратного та програмного забезпечення
ЕОМ.
У СРСР першої серійної ЕОМ на інтегральних схемах була машина «Наири-
3 », що з'явилася в 1970 році. З другої половини 60-х років Радянський Союзспільно з країнами РЕВ приступив до розробки сімейства універсальнихмашин, аналогічної системі ibm-360. У 1972 році почалося серійневиробництво стартовою, найменш потужною моделі Єдиної Системи - ЕОМ ЄС-
1010, а ще через рік - п'яти інших моделей. Їх швидкодія перебувала вмежах від десяти тисяч (ЄС-1010) до двох мільйонів (ЄС-1060) операцій всекунду.
У рамках третього покоління в США була побудована унікальна машина
«ІЛЛІАК-4», у складі якої в первинному варіанті планувалосявикористовувати 256 пристроїв обробки даних, виконаних на монолітнихінтегральних схемах. Пізніше проект був змінений, з-за досить високоювартості (більше 16 мільйонів доларів). Число процесорів довелосяскоротити до 64, а також перейти до інтегральних схем з малим ступенемінтеграції. Скорочений варіант проекту було завершено у 1972 році,номінальна швидкодія «ІЛЛІАК-4» склала 200 мільйонів операцій усекунду. Майже рік цей комп'ютер був рекордсменом у швидкості обчислень.
Саме в період розвитку третього покоління виникла надзвичайнопотужна індустрія обчислювальної техніки, яка почала випускати у великихкількостях ЕОМ для масового комерційного застосування. Комп'ютери все частішестали включатися в інформаційні системи або системи управліннявиробництвами. Вони виступили як очевидного важеля сучасноїпромислової революції.
Надвеликі інтегральні схеми (НВІС). ЕОМ 4-го покоління
Початок 70-х років знаменує перехід до комп'ютерів четвертого покоління
- На надвеликих інтегральних схемах (НВІС). Іншою ознакою ЕОМ новогопокоління є різкі зміни в архітектурі.
Техніка четвертого покоління породила якісно новий елемент ЕОМ --мікропроцесор. У 1971 році прийшли до ідеї обмежити можливостіпроцесора, заклавши у нього невеликий набір операцій, прошивки якихповинні бути заздалегідь введені в постійну пам'ять. Оцінки показали, щозастосування постійного запам'ятовуючого пристрою в 16 кілобіт дозволитьвиключити 100-200 звичайних інтегральних схем. Так виникла ідеямікропроцесора, який можна реалізувати навіть на одному кристалі, апрограму в його пам'ять записати назавжди. У той час в рядовомумікропроцесорі рівень інтеграції відповідав щільності, що дорівнюєприблизно 500 транзисторам на один квадратний міліметр, при цьомудосягалася дуже гарна надійність.
До середини 70-х років ситуація на комп'ютерному ринку різко іраптово стало змінюватися. Чітко виділилися дві концепції розвитку
ЕОМ. Втіленням перших концепції стали суперкомп'ютери, а другий --персональні ЕОМ.
З великих комп'ютерів четвертого покоління на надвеликихінтегральних схемах особливо виділялися американські машини «Крей-1» і
«Крей-2», а також радянські моделі «Ельбрус-1» і «Ельбрус-2». Перші їхзразки з'явилися приблизно в один і той же час - в 1976 році. Всі вонивідносяться до категорії суперкомп'ютерів, тому що мають гранично досяжнідля свого часу характеристики і дуже високу вартість.
У машинах четвертого покоління зроблений відхід від архітектури фон
Неймана, яка була провідною ознакою переважної більшості всіхпопередніх комп'ютерів.
Багатопроцесорні ЕОМ, у зв'язку з величезним швидкодією іособливостями архітектури, використовуються для вирішення низки унікальних завданьгідродинаміки, аеродинаміки, довгострокового прогнозу погоди і т.п. Поряд зсуперкомп'ютерами до складу четвертого покоління входять багато типів міні-
ЕОМ, також спираються на елементну базу з надвеликих інтегральнихсхем.
Історія розвитку персональних ЕОМ (PC - Personal Computer)
Хоча і персональні комп'ютери відносяться до ЕОМ 4-го покоління, все ж такиможливість їх широкого розповсюдження, не дивлячись на досягнення технології
НВІС, залишалася б дуже невеликий.
У 1970 році було зроблено важливий крок на шляху до персонального комп'ютера -
Маршіан Едвард Хофф з фірми Інтел сконструював інтегральну схему,аналогічну за своїми функціями центральному процесору великого комп'ютера.
Так з'явився перший мікропроцесор Інтел 4004, який був випущений впродаж в 1971 р. Це був справжній прорив, бо мікропроцесор
Інтел 4004 розміром менше 3 см був продуктивніше гігантських машин 1-гопокоління. Правда, можливості Intе1 4004 були куди скромніше, ніж уцентрального процесора великих комп'ютерів того часу, - він працювавнабагато повільніше і міг обробляти одночасно тільки 4 біти інформації
(процесори великих комп'ютерів обробляли 16 або 32 біта одночасно),але і коштував він у десятки тисяч разів дешевше. Але зростання продуктивностімікропроцесорів не змусив себе чекати.
У 1972 році з'явився 8-бітний мікропроцесор Intel 8008. Розмір йогорегістрів відповідав стандартної одиниці цифрової інформації - байту.
Процесор Intel 8008 був простим розвитком Intel 4004.
Але в 1974 році був створений набагато більш цікавий мікропроцесор
Intel 8080. З самого початку розробки він закладався як 8-бітний чіп. Унього було більш широке безліч мікрокоманд (безліч мікрокоманд 8008було розширено). Крім того, це був перший мікропроцесор, який мігділити числа. І до кінця 70-х років мікропроцесор Intel 8008 ставстандартом для мікрокомп'ютерної індустрії.
Кілька інженерів фірми мали ідеї з удосконалення 8080. Вонизалишили Intel, щоб реалізувати їх. Ними була організована Zilog
Corporation, яка подарувала світові мікропроцесор Z80. Насправді
Z80 був подальшою розробкою мікропроцесора 8080. Було простозбільшено число його команд, що дозволило створити і використовувати наперсональних комп'ютерах стандартні операційні системи.
І хоча в 1973 році на ринку і панувала жменька виробників, втому числі ibm, dec, hewlett-Packard, і їхні доходи цих фірм обчислювалисямільярдами доларів і грунтувалися, головним чином, на великих системах
(мейнфреймах) і мінікомп'ютерах, але до них ще не дійшла важливістьмікропроцесорів, і компанії не будували плани про використання цьогонововведення. Це залишило щілинку для дрібних підприємців, якінегайно розробили нову технологію, радикально зміниластандарти конструювання і застосування комп'ютерів.
Крім того, величезну роль у популяризації персональних комп'ютерівзіграли комп'ютерні журнали. Такі видання як «Radio Electronics» і
«Popular Electronics» розпалювали інтерес до потенціалу мікрокомп'ютерів. Завсій території США виникли клуби любителів. Найбільш примітним бувкомп'ютерний клуб Homebrew, утворений в березні 1975 року в Менло-Парку
(штат Каліфорнія). До складу його перших членів входили Стів Джобс і Стів
Возняк, пізніше заснували компанію Apple Macintosh.
Тому, коли з'явився перший мікрокомп'ютер, на нього відразу ж виниквеличезний попит серед тисяч любителів, інтерес яких підживлювавсящомісячно з'являються статті в журналах.
Цим першим мікрокомп'ютером був «Altair-8800», створений в 1974 роціневеликою компанією в Альбукерке (штат Нью-Мексико). Історія його створеннятака: Ед Робертс, який організував в 1968 році компанію MITS (Micro
Instrumentation and Telemetry Systems), займався виробництвомкалькуляторів. У 1973 році внаслідок жорсткої конкуренції з боку Texas
Instruments він опинився на межі банкрутства, і змушений був шукати новунішу на ринку. Робертса зацікавив мікропроцесор 8080, випущений Intelв квітні 1974 року, і впевнений в тому, що цей мікропроцесор може статиосновою мікрокомп'ютера, він сам створив таку машину.
Цей комп'ютер продавався за ціною близько 500 дол. І хоча можливостійого були дуже обмежені (оперативна пам'ять складала всього 256 байт,клавіатура й екран відсутні), а також були серйозні недоліки уексплуатації, «Altair-8800» став бестселером. Тисячі любителів, завждимріяли про власний комп'ютері, нерозважливо замовляли практичномарну для себе річ. Так, з маленького американського містечка,почався тріумфальний хід персонального комп'ютера по світу, змінюючижиття, побут і навіть мислення людей.
Пізніше покупці самі забезпечували поввід комп'ютер додатковимипристроями: монітором для виведення інформації, клавіатурою, блокамирозширення пам'яті і т.д. Незабаром ці пристрої почали випускатися іншимифірмами. В кінці 1975 року Пол Аллен і Білл Гейтс (майбутні засновники фірми
Мicrosoft) створили для комп'ютера "Альтаір" інтерпретатор мови Ваsic
(Бейсік), що дозволило користувачам досить просто спілкуватися зкомп'ютером і легко писати для нього програми. Це також сприялопопулярності персональних комп'ютерів.
Успіх Альтаїр-8800 змусив багато фірм також зайнятися виробництвомперсональних комп'ютерів. Персональні комп'ютери стали продаватися вже вповній комплектації, із клавіатурою і монітором, попит на них склалодесятки, а потім і сотні тисяч штук на рік.
У 1979 році фірма Intel випустила новий мікропроцесор Intel
8086/8088. Тоді ж і з'явився перший співпроцесор Intel 8087. Тактовічастоти на яких міг працювати мікропроцесор Intel-8086/8088: 4.77, 8 і
10 МГц.
Наприкінці 70-х років розповсюдження персональних комп'ютерів навітьпризвело до деякого зниження попиту на великі комп'ютери і міні -комп'ютери (міні-ЕОМ). Це стало предметом серйозного занепокоєння фірми
IВМ - провідної компанії по виробництву великих комп'ютерів, і в 1979 роціфірма IВМ вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп'ютерів.
Перш за все, в якості основного мікропроцесора комп'ютера бувобраний новітній тоді 16-розрядний мікропроцесор Intе1 8088. Йоговикористання дозволило значно збільшити потенційні можливостікомп'ютера, тому що новий мікропроцесор дозволяв працювати з 1 Мбайтпам'яті, а все були тоді комп'ютери були обмежені 64 Кбайт. Укомп'ютері були використані й інші комплектуючі різних фірм, а йогопрограмне забезпечення було доручено розробити невеликий тоді ще фірмі
Microsoft. І таким чином в 1981 році з'явилася перша версія операційноїсистеми для комп'ютера IBM РС - MS DOS 1.0. Надалі в мірувдосконалення комп'ютерів IВМ РС випускалися і нові версії DOS,що враховують нові можливості комп'ютерів і надають додатковізручності користувачу.
У серпні 1981 р. новий комп'ютер під назвою «IВМ Personal
Computer »був офіційно представлений публіці і незабаром після цього вінпридбав велику популярність у користувачів. IBM PC мав 64 Кбоперативної пам'яті, магнітофон для завантаження/збереження програм і даних,дисковод і вбудовану версію мови BASIС.
Через один-два роки комп'ютер IВМ РС зайняв провідне місце на ринку,витіснивши моделі 8-бітових комп'ютерів.
Якби IВМ РС був зроблений так само, як інші існували під часйого появи комп'ютери, він би застарів через два-три роки, і ми давно бвже про нього забули.
Однак з комп'ютерами IВМ РС вийшло по-іншому. Фірма IВМ НЕзробила свій комп'ютер єдиним нероз'ємним пристроєм і не стала захищатийого конструкцію патентами. Навпаки, вона зібрала комп'ютер з незалежновиготовлених частин і не стала тримати специфікації цих частин і способиїх з'єднання в секреті. Навпаки, принципи конструкцією.
Список літератури