Классификация компьютеров и их систем. 4

   всероссийский заочный финансово  – экономический  институт

   КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ  ИНФОРМАЦИИ 
 
 
 
 

   КУРСОВАЯ РАБОТА

                                        по дисциплине  «Информатика»

                       на тему «Классификация компьютеров и их систем» 
 
 
 
 

   Исполнитель:

                                       Гуднева Татьяна Николаевна

                                                           специальность       Менеджмент и     

                                                            маркетинг организации

                                                            группа                     дневная

                                                           № зачетной книжки 08 ММБ 02620

                                                       Руководитель:

                                                            доц. Блинников Александр Евгеньевич 
 

Орел - 2010 год 

Оглавление

Введение…..……………………………………………………………….3

I Теоретическая часть……………………………………………………..4

Историческая  справка……………...……………………………………...4  
1. Этапы развития компьютера…………………………………………...8 
2. Классификация по эксплуатации…………………..…….……..…….12

4. Классификация по характеру использования………………………..12 
Заключение………………………………………………………………..18 
II Практическая часть…………………………………………………….19

1. Общая характеристика  задачи……………………...…………………19 
2. Описание алгоритма решения задачи………….……………………..21

Список использованной литературы……………………………………29

                                                Введение    

     В своей работе я бы хотела рассмотреть различные классификации компьютерной техники: по этапам развития (по поколениям); по условиям эксплуатации; по производительности и характеру использования. А также произвести классификацию вычислительной системы компьютера. В практической части я закрепила свои знания по полученному курсу.

    Четких  границ между классами компьютеров  не существует. По мере совершенствования структур и технологии производства появляются новые классы компьютеров, границы существующих классов значительно изменяются. Также можно сказать и про вычислительные системы, так как постоянно появляются новые программное и аппаратное обеспечения и модифицируются старые.

    Тема  моей курсовой работы является актуальной, так как она является теоретической  основой информатики, без нее  невозможно изучить компьютер. А как известно в наши дни не возможно обойтись без компьютера. Классификация компьютеров и их систем обеспечивает единую методическую базу для изучения информатики.

   
                                     I Теоретическая часть

                                      Историческая справка

1957 г.  Американской фирмой NCR создан первый  компьютер на транзисторах.

1959 г.  Под руководством С.А. Лебедева  создана машина БЭСМ—2 производительностью  10 тыс. опер./с. С ее применением связаны расчеты запусков космических ракет и первых в мире искусственных спутников Земли.

1959 г.  Создана машина М—20, главный конструктор  С.А. Лебедев. Для своего времени  одна из самых быстродействующих  в мире (20 тыс. опер./с.). На этой машине было решено большинство теоретических и прикладных задач, связанных с развитием самых передовых областей науки и техники того времени. На основе М—20 была создана уникальная многопроцессорная М—40 — самая быстродействующая ЭВМ того времени в мире (40 тыс. опер./с.). На смену М—20 пришли полупроводниковые БЭСМ—4 и М—220 (200 тыс. опер./с.).

1959 г.  Первое сообщение о языке Алгол,  который надолго стал стандартом  в области языков программирования.

1961 г.  Фирма IBM Deutschland реализовала подключение компьютера к телефонной линии с помощью модема.

1964 г.  Начат выпуск семейства машин  третьего поколения — IBM/360.

1965 г.  Дж. Кемени и Т. Курц в Дортмундском  колледже (США) разработали язык  программирования Бейсик.

1965 г.  Сеймур Пейперт (Seymour Papert) разработал язык LOGO — компьютерный язык для детей.

1968 г.  Основана фирма Intel, впоследствии  ставшая признанным лидером в  области производства микропроцессоров и других компьютерных интегральных схем.

1970 г.  Швейцарец Никлаус Вирт разработал  язык Паскаль.

1971 г.  Эдвард Хофф разработал микропроцессор Intel—4004, состоящий из 2250 транзисторов, размещённых в кристалле размером не больше шляпки гвоздя. Этот микропроцессор стал поистине революционным изобретением, открывшем путь к созданию искусственных интеллектуальных систем вообще и персонального компьютера в частности.

1971 г.  Французский учёный Алан Колмари  разработал язык логического  программирования Пролог (PROgramming in LOGic).

1972 г.  Деннис Ритчи из Bell Laboratories разработал  язык Си.

1973 г. Кен Томпсон и Деннис Ритчи создали операционную систему UNIX.

1973 г.  Фирма IBM (International Business Machines Corporation) сконструировала  первый жёсткий диск типа "винчестер".

1974 г.  Фирма Intel разработала первый  универсальный восьмиразрядный микропроцессор 8080 с 4500 транзисторами.

1974 г.  Эдвард Робертс, молодой офицер  ВВС США, инженер-электронщик,  построил на базе процессора 8080 микрокомпьютер Альтаир, имевший огромный коммерческий успех.

1975 г.  Молодой программист Пол Аллен  и студент Гарвардского университета Билл Гейтс реализовали для Альтаира язык Бейсик. Впоследствии они основали фирму Майкрософт (Microsoft), являющуюся сегодня крупнейшим производителем программного обеспечения.

1976 г.  Студенты Стив Возняк и Стив  Джобс, устроив мастерскую в гараже, реализовали компьютер Apple—1, положив начало корпорации Apple.

1979 г.  Фирма Intel выпустила микропроцессор 8088. Корпорация IBM приобрела крупную партию этих процессоров для вновь образованного подразделения по разработке и производству персональных компьютеров.

1980 г.  Корпорация Control Data выпустила суперкомпьютер Cyber (Сайбер) 205.

1980 г.  Японские компании Sharp, Sanyo, Panasonic, Casio и американская фирма Tandy вынесли  на рынок первый карманный  компьютер, обладающий всеми основными свойствами больших компьютеров.

1981 г.  Фирма IBM выпустила первый персональный  компьютер IBM PC на базе микропроцессора 8088.

1982 г.  Фирма Intel выпустила микропроцессор 80286, содержащий 134 000 транзисторов и  способный выполнять любые программы, написанные для его предшественников.

1983 г.  Корпорация Apple Computers построила персональный  компьютер Lisa — первый офисный  компьютер, управляемый манипулятором  мышь.

1983 г.  Гибкие диски получили распространение  в качестве стандартных носителей  информации.

1984 г.  Создан первый компьютер типа Laptop (наколенный), в котором системный  блок объединен с дисплеем  и клавиатурой в единый блок.

1984 г.  Фирмы Sony и Phillips разработали стандарт  записи компакт-дисков CD-ROM.

1984 г.  Корпорация Apple Computer выпустила компьютер Macintosh на 32-разрядном процессоре Motorola 68000 — первую модель знаменитого впоследствии семейства Macintosh c удобной для пользователя операционной системой, развитыми графическими возможностями, намного превосходящими в то время те, которыми обладали стандартные IBM-совместимые ПК с MS-DOS.

1984 г.  Появилась некоммерческая компьютерная  сеть FIDO. Ее создатели Том Дженнингс и Джон Мэдил. В 1995 году в мире насчитывалось около 20 тысяч узлов этой сети, объединяющих 3 млн. человек.

1985 г.  Фирма Intel выпустила микропроцессор 80386,, насчитывающий уже 275000 транзисторов. Этот 32-разрядный "многозадачный" процессор обеспечивал возможность одновременного выполнения нескольких программ.

1985 г.  Бьярн Страуструп из Bell Laboratories опубликовал описание созданного им объектно-ориентированного языка С++.

1989 г.  Американская фирма Poquet Computers Corporation представила новый компьютер  класса Subnotebook — Pocket PC.

1989 г.  Тим Бернерс-Ли предложил язык  гипертекстовой разметки HTML (HyperText Markup Language) в качестве одного из компонентов технологии разработки распределенной гипертекстовой системы World Wide Web.

1989 г.  Фирма Intel выпустила микропроцессор Intel 486 DX. Поколение процессоров i486 ознаменовало переход от работы на компьютере через командную строку к режиму "укажи и щелкни". Intel 486 стал первым микропроцессором со встроенным математическим сопроцессором, который существенно ускорил обработку данных, выполняя сложные математические действия вместо центрального процессора. Количество транзисторов — 1,2 млн.

1991 г.  Финский студент Линус Торвальдс  (Linus Torvalds) распространил среди пользователей Интернет первый прототип своей операционной системы Linux. Заинтересованные в этой работе программисты стали поддерживать Linux, добавляя драйверы устройств, разрабатывая разные продвинутые приложения и др. Атмосфера работы энтузиастов над полезным проектом, а также свободное распространение и использование исходных текстов стали основой феномена Linux. В настоящее время Linux — очень мощная система, к тому же — бесплатная.

1992 г.  В этом году начался бурный  рост популярности Internet и World Wide Web в связи с появлением web-браузера Mosaic, разработанного в Национальном  центре по приложениям для суперкомпьютеров в Университете штата Иллинойс. Разработчики Эрик Бина и Марк Андриссен.

1993 г.  Фирма Intel выпустила микропроцессор Pentium, который научил компьютеры  работать с атрибутами "реального мира" — такими, как звук, голосовая и письменная речь, фотоизображения.

1995 г. Фирма Microsoft выпустила в свет операционную систему Windows 95.

1995 г. Фирма Microsoft выпустила браузер Internet Explorer. Началась война браузеров, в которой пока побеждает Internet Explorer.

1995 г.  Фирма Intel выпустила микропроцессор Pentium Pro, насчитывающий 5,5 миллионов транзисторов. Процессор разрабатывался как мощное средство наращивания быстродействия 32-разрядных приложений для серверов и рабочих станций, систем автоматизированного проектирования, программных пакетов, используемых в машиностроении и научной работе. Все процессоры Pentium Pro оснащены второй микросхемой кэш-памяти, еще больше увеличивающей быстродействие.

1997 г.  Фирма Intel выпустила микропроцессор Pentium II, насчитывающий 7,5 миллионов  транзисторов. Процессор Pentium II использует технологию Intel MMX, обеспечивающую эффективную обработку аудио, визуальных и графических данных. Кристалл и микросхема высокоскоростной кэш-памяти помещены в корпус с односторонним контактом, который устанавливается на системной плате с помощью одностороннего разъема — в отличие от прежних процессоров, имевших множество контактов. Процессор дает пользователям возможность вводить в компьютер и обрабатывать цифровые фотоизображения, создавать и редактировать тексты, музыкальные произведения, сценки для домашнего кино, передавать видеоизображения по обычным телефонным линиям.

1997 г.  Компания Sun Microsystems приняла стандарт  объектно-ориентированного языка  программирования Java (произносится "джава"), созданного для реализации принципа "Написано однажды — работает везде". В применении к интернету Java — технология создания "апплетов" — небольших программ, которые загружаются на компьютер пользователя вместе со страницей сайта и позволяют "оживлять" эту страницу. Апплеты могут обеспечивать странице дополнительную функциональность, например, реализовывать мультипликационные иллюстрации.

1998 г.  Выпуск в свет операционной  системы Windows 98.

1999 г.  Появление 64-разрядного микропроцессора  Mersed.

2000 г.  Выпуск в свет операционной  системы Windows 2000.

                              1. Этапы развития компьютера                 

                          Компьютеры первого поколения

  К первому поколению обычно относят машины, созданные на рубеже 50-х годов. В их схемах использовались электронные лампы. 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.

  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.

Быстродействие  порядка 10-20 тысяч операций в секунду.

Но это  только техническая сторона. Очень  важна и другая — способы использования  компьютеров, стиль программирования, особенности математического обеспечения.

  Программы для этих машин писались на языке конкретной машины. Математик, составивший программу, садился за пульт управления машины, вводил и отлаживал программы и производил по ним счет. Процесс отладки был наиболее длительным по времени.

Несмотря  на ограниченность возможностей, эти машины позволили выполнить сложнейшие расчёты, необходимые для прогнозирования погоды, решения задач атомной энергетики и др.

Опыт  использования машин первого  поколения показал, что существует огромный разрыв между временем, затрачиваемым на разработку программ, и временем счета.

  Эти проблемы 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.

  Отечественные машины первого поколения: МЭСМ (малая электронная счётная машина), БЭСМ, Стрела, Урал, М—20

                                 Компьютеры второго поколения

  Второе поколение компьютерной техники — машины, сконструированные примерно в 1955—65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов.     Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.

  Быстродействие — до сотен тысяч операций в секунду, ёмкость памяти — до нескольких десятков тысяч слов.

  Появились так называемые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.

  Программа, написанная на алгоритмическом языке, непонятна компьютеру, воспринимающему только язык своих собственных команд. Поэтому специальные программы, которые называются трансляторами, переводят программу с языка высокого уровня на машинный язык.

  Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных математических задач. Появились мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные операционные системы.

  Операционная система — важнейшая часть программного обеспечения компьютера, предназначенная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания.

  Таким образом, операционная система является программным расширением устройства управления компьютера.

  Для некоторых машин второго поколения уже были созданы операционные системы с ограниченными возможностями.

  Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х годов наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

                           Компьютеры третьего поколения

  Машины третьего поколения созданы примерно после 60-x годов. Поскольку процесс создания компьютерной техники шел непрерывно, и в нём участвовало множество людей из разных стран, имеющих дело с решением различных проблем, трудно и бесполезно пытаться установить, когда "поколение" начиналось и заканчивалось. Возможно, наиболее важным критерием различия машин второго и третьего поколений является критерий, основанный на понятии архитектуры.

  Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами.

  Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина.

  Примеры машин третьего поколения — семейства IBM—360, IBM—370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.

Быстродействие  машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов  операций в секунду. Ёмкость оперативной  памяти достигает нескольких сотен  тысяч слов.

                                   Машины четвёртого поколения

  Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.

Наиболее  важный в концептуальном отношении  критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что  машины четвёртого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

  В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в десятки мегабайт.

  C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, ёмкость оперативной памяти порядка 1 — 64 Мбайт.

  Для них характерны:

• применение персональных компьютеров;
• телекоммуникационная обработка данных;
• компьютерные сети;
• широкое применение систем управления базами данных;
• элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

        Какими должны быть компьютеры пятого поколения

  Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).

  Развитие идет также по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.

  В компьютерах пятого поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний.

  Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином "интеллектуальный интерфейс". Его задача — понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.

  Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей, как больших, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, так и миниатюрных компьютеров, размещённых на одном кристалле полупроводника. 

2.Классификация по эксплуатации

По  условиям эксплуатации компьютеры делятся  на два типа:

• офисные (универсальные);
• специальные.

Офисные предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации.

                                  Индустриальный компьютер    

  Cпециальные компьютеры служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации. Машинные ресурсы специальных компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать заданный класс задач наиболее эффективно.

  Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолётах и вертолётах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в неотапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п. Существует много моделей таких компьютеров. Познакомимся с одной из них.

  Компьютер Ergotouch (Эрготач) [48] исполнен в литом алюминиевом полностью герметичном корпусе, который легко открывается для обслуживания. Cтенки компьютера поглощают практически все электромагнитные излучения как изнутри, так и снаружи. Машина оборудована экраном, чувствительным к прикосновениям. Компьютер можно, не выключая, мыть из шланга, дезинфицировать, дезактивировать, обезжиривать. Высочайшая надежность позволяет использовать его как средство управления и контроля технологическими процессами в реальном времени. Компьютер легко входит в локальную сеть предприятия.

  Важное направление в создании промышленных компьютеров — разработка "операторского интерфейса" — пультов управления, дисплеев, клавиатур и указательных устройств во всевозможных исполнениях. От этих изделий напрямую зависит комфортность и результативность труда операторов.

3. Классификация по характеру использования

По  производительности и характеру использования  компьютеры можно условно подразделить на:

• микрокомпьютеры, в том числе — персональные компьютеры;
• миникомпьютеры;
• мэйнфреймы (универсальные компьютеры);
• суперкомпьютеры.

  Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.

Продвинутые модели микрокомпьютеров имеют несколько  микропроцессоров. Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и ёмкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств, качеством конструктивных решений и др.

Микрокомпьютеры представляют собой инструменты  для решения разнообразных сложных задач. Их микропроцессоры с каждым годом увеличивают мощность, а периферийные устройства — эффективность. Быстродействие — порядка 1 — 10 миллионов опеpаций в сек.