История развития компьютерной техники. 4
МКОУ СОШ №11 (Муниципальное
казенное образовательное учреждение
средняя образовательная школа № 11)
Реферат на тему:»
История развития компьютерной техники»
Содержание
- Введение
- Основная часть
1.1.История создания
1.2.ЭВМ разных поколений
1.3.Сравнительная характеристика
1.4.Современная компьютерная
3.Заключение
Введение
Введение ЭВМ в состав станции в качестве ее главного, управляющего центра необыкновенно расширило возможности станции по осуществлению разных телефонных соединений и открыло широкий путь к таким коммутационным действиям, о которых люди прежде не могли и мечтать. Достигаются эти новые возможности в основном соответствующим рациональным программированием управляющей ЭВМ. Однако необходимо вкратце разъяснить это важнейшее понятие, получающее теперь все большее значение в деле автоматизации всех видов производственной деятельности человека. Первые созданные человеком автоматические устройства были довольно простыми и выполняли лишь несложные и однообразные технические операции. Коренной перелом в ходе развития программирующих устройств произошел после внедрения в них электронных приборов и особенно комплексных электронных устройств (БИС, микропроцессоров). Электроника весьма ускорила темп развития программирования автоматического управления. Во-первых, она позволила создать так называемые запоминающие устройства (ЗУ), которые, кстати, нашли широкую область применения в ЭВМ. В этих устройствах, имеющих небольшие размеры, можно накапливать практически неограниченное количество информационных данных, характеризующих различные программы работы автоматического оборудования. Во-вторых, она позволила весьма усложнить и разнообразить программы и во много раз увеличить их производственную эффективность. В-третьих, электроника сделала возможным комплексное программирование не только отдельных устройств или машин, но и больших составных агрегатов, станочных линий и даже цехов или заводов. Таким образом, программирование сделалось основой организации работы автоматического оборудования во всех областях современной техники и развивается теперь на базе специальной научной дисциплины, которая называется «Программирование автоматических устройств» Возвращаясь теперь к современным электронным автоматическим телефонным станциям, заметим, что идея программирования автоматического оборудования нашла в области ЭАТС исключительно широкие возможности плодотворного применения
История создания
Первые ЭВМ, изготовленные с использованием
электронных ламп 1-е поколение ЭВМ, были
созданы исключительно для выполнения
объемных научно-технических расчетов.
Эти установки имели гигантские по сегодняшним
масштабам размеры, отличались большим
энергопотреблением, требовали высоких
капитальных и эксплуатационных расходов.
Например, первая в мире ЭВМ «ЭНИАК» созданная
в 1945 г. учеными Пенсильванского университета
(США), весила 30 т, содержала 18000 электронных
ламп и стоила почти 2,8 миллиона долларов
по ценам того времени. При этом она выполняла
около 5000 операций сложения или примерно
360 операций умножения в секунду.Освоение
и промышленный выпуск полупроводниковых
приборов обеспечили замену «громоздких
и горячих» электронных ламп «миниатюрными
и теплыми» транзисторами. Это привело
к созданию вычислительных устройств,
характеризующихся более высокими быстродействием,
надежностью и функциональными возможностями
при меньших габаритах, стоимости и эксплуатационных
расходах 2-е поколение. Принцип программной
совместимости и технология интегральных
схем положили начало третьему этапу развития
ЭВМ. Для машин 3-го поколения характерно
не только улучшение габаритно-стоимостных
показателей, но и модульный принцип организации
технических и программных средств, обеспечивший
возможность составлять приспособленную
для соответствующего конкретного назначения
конфигурацию ЭВМ. Машины 3-го поколения
обрабатывают не только числа, но и слова,
тексты, т. е. оперируют буквенно-цифровой
информацией. Изменилась и форма общения
человека с машиной. Пользователи получили
доступ к ЭВМ. Машина через выносной терминал
«сама пришла» к человеку в его служебное
помещение. Спираль развития вычислительной
техники и ее использования человеком
завершила очередной виток. Четвертое
поколение ЭВМ служит еще одним примером
перехода количества в качество. При их
создании как будто не произошло ничего
особенного. Просто интеграция электронных
схем повысилась настолько, что стало
технически возможным сосредоточить значительное
число -функциональных устройств в одной
большой интегральной схеме (БИС) и, таким
образом, изготовить по этой технологии
большие (по функциональным возможностям)
блоки или всю ЭВМ в целом.
Но появление БИС — это не только создание
более совершенной элементной базы ЭВМ.
Оно создало предпосылки для качественного
изменения вычислительной техники. Применение
БИС привело к новым представлениям о
функциональных возможностях элементов
и узлов ЭВМ. Разработка (1969 г., Intel, США)
и промышленное освоение микропроцессоров
(МП) обеспечили широкие возможности для
децентрализации вычислительной мощности
и встраивания вычислительных средств
в оборудование и приборы. В 1812 году английский
математик и экономист Чарльз Бэббидж
начал работу над созданием, так называемой
«разностной» машины, которая, по его замыслам,
должна была не просто выполнять арифметические
действия, а проводить вычисления по программе,
задающей определённую функцию. В качестве
основного элемента своей машины Бэббидж
взял зубчатое колесо для запоминания
одного разряда числа (всего таких колёс
было 18). К 1822 году учёный построил небольшую
действующую модель и рассчитал на ней
таблицу квадратов. В 1834 году Бэббидж приступил
к созданию «аналитической» машины. Его
проект содержал более 2000 чертежей различных
узлов. Машина Бэббиджа предполагалась
как чисто механическое устройство с паровым
приводом. Она состояла из хранилища для
чисел («склад»), устройства для производства
арифметических действий над числами
(Бэббидж назвал его «фабрикой») и устройства,
управляющего операциями машины в нужной
последовательности, включая перенос
чисел из одного места в другое; были предусмотрены
средства для ввода и вывода чисел. Бэббидж
работал над созданием своей машины до
конца своей жизни (он умер в 1871 году), успев
сделать лишь некоторые узлы своей машины,
которая оказалась слишком сложной для
того уровня развития техники. При содействии
Бэббиджа Ада Лавлейс составляла первые
программы для решения систем двух линейных
уравнений и для вычисления чисел Бернулли.
Леди Лавлейс стала первой в мире женщиной-программистом.
После Бэббиджа значительный вклад в развитие
техники автоматизации счёта внёс американский
изобретатель Г. Холлерит, который в 1890
году впервые построил ручной перфоратор
для нанесения цифровых данных на перфокарты
и ввёл механическую сортировку для раскладки
этих перфокарт в зависимости от места
пробивал. Им была построена машина —
табулятор, которая прощупывала отверстия
на перфокартах, воспринимала их как соответствующие
числа и подсчитывала их. Табуляторы Холлерита
были использованы при переписи населения
в США, Австрии, Канаде, Норвегии и в др.
странах. Они же использовались при первой
Всероссийской переписи населения в
1897 году, причём Холлерит приезжал
в Россию для организации этой
работы. В 1896 году Холлерит основал
всемирно известную фирму Computer Tabulating
Recording, специализирующуюся на выпуске
счетно-перфорационных машин и
перфокарт. В дальнейшем фирма
была преобразована в фирму International
Business Machines (IBM), ставшую сейчас передовым
разработчиком компьютеров.
ЭВМ разных поколений
Первое поколение ЭВМ (1948 — 1958 гг.)
Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач. К этому поколению ЭВМ можно отнести: МЭСМ, БЭСМ-1, М-1, М-2, М-З, “Стрела”, “Минск-1”, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, "Сетунь", БЭСМ-2, "Раздан". Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2—3 тысяч операций в секунду, емкость оперативной памяти—2К или 2048 машинных слов (1K=1024) длиной 48 двоичных знаков. В 1958 г. появилась машина M-20 с памятью 4К и быстродействием около 20 тысяч операций в секунду. В машинах первого поколения были реализованы основные логические принципы построения электронно-вычислительных машин и концепции Джона фон Неймана, касающиеся работы ЭВМ по вводимой в память программе и исходным данным (числам). Этот период явился началом коммерческого применения электронных вычислительных машин для обработки данных. В вычислительных машинах этого времени использовались электровакуумные лампы и внешняя память на магнитном барабане. Они были опутаны проводами и имели время доступа 1х10-3 с. Производственные системы и компиляторы пока не появились. В конце этого периода стали выпускаться устройства памяти на магнитных сердечниках.
Второе поколение ЭВМ (1959 — 1967 гг.)
Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые приборы. Машины предназначались для решения различных трудоемких научно-технических задач, а также для управления технологическими процессами в производстве. Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличело емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность. С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Появились также специализированные машины, например, ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д. К ЭВМ второго поколения относятся:
· ЭВМ М-40, -50 для систем противоракетной обороны;
· Минск -2, -12, -14 для решения инженерных, научных и конструкторских задач математического и логического характера;
· Минск-22 предназначена для решения научно-технических и планово-экономических задач;
· БЭСМ-3 -4, -6 машин общего назначения, ориентированных на решение сложных задач науки и техники;
· М-20, -220, -222 машина общего назначения, ориентированная на решение сложных математических задач;
· МИР-1 малая электронная цифровая вычислительная машина, предназначенная для решения широкого круга инженерно-конструкторских математических задач,
· "Наири" машина общего назначения, предназначенная для решения широкого круга инженерных, научно-технических, а также некоторых типов планово-экономических и учетно-статистических задач;
· Рута-110 мини ЭВМ общего назначения;
и ряд других ЭВМ.
ЭВМ БЭСМ-4, М-220, М-222 имели быстродействие
порядка 20—30 тысяч операций в секунду
и оперативную память—соответственно
8К, 16К и 32К. Среди машин второго поколения
особо выделяется БЭСМ-6, обладающая быстродействием
около миллиона операций в секунду и оперативной
памятью от 32К до 128К (в большинстве машин
используется два сегмента памяти по 32К
каждый). Данный период характеризуется
широким применением транзисторов и усовершенствованных
схем памяти на сердечниках. Большое внимание
начали уделять созданию системного программного
обеспечения, компиляторов и средств ввода-вывода.
В конце указанного периода появились
универсальные и достаточно эффективные
компиляторы для Кобола, Фортрана и других
языков. Была достигнута уже величина
времени доступа 1х10-6 с, хотя большая часть
элементов вычислительной машины еще
была связана проводами. Вычислительные
машины этого периода успешно применялись
в областях, связанных с обработкой множеств
данных и решением задач, обычно требующих
выполнения рутинных операций на заводах,
в учреждениях и банках. Эти вычислительные
машины работали по принципу пакетной
обработки данных. По существу, при этом
копировались ручные методы обработки
данных.
Третье поколение ЭВМ (1968 — 1973 гг.)
Элементная база ЭВМ - малые интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными объектами и др.). Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ. Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились. В СССР в 70-е годы получают дальнейшее развитие АСУ. Закладываются основы государственной и межгосударственной, охватывающей страны - члены СЭВ (Совет Экономической Взаимопомощи) системы обработки данных. Разрабатываются универсальные ЭВМ третьего поколения ЕС, совместимые как между собой (машины средней и высокой производительности ЕС ЭВМ), так и с зарубежными ЭВМ третьего поколения (IBM-360 и др. - США). В разработке машин ЕС ЭВМ принимают участие специалисты СССР, Народной Республики Болгария (НРБ), Венгерской Народной Республики (ВНР), Польской Народной Республики (ПНР), Чехословацкой Советской Социалистической Республики (ЧССР) и Германской Демократической Республики (ГДР). В то же время в СССР создаются многопроцессорные и квазианалоговые ЭВМ, выпускаются мини-ЭВМ "Мир-31", "Мир-32", "Наири-34". Для управления технологическими процессами создаются ЭВМ сериии АСВТ М-6000 и М-7000 (разработчики В.П.Рязанов и др.). Разрабатываются и выпускаются настольные мини-ЭВМ на интегральных микросхемах М-180, "Электроника -79, -100, -125, -200", "Электроника ДЗ-28", "Электроника НЦ-60" и др. К машинам третьего поколения относились "Днепр-2", ЭВМ Единой Системы (ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060 и несколько их промежуточных модификаций - ЕС-1021 и др.), МИР-2, "Наири-2" и ряд других. Характерной чертой данного периода явилось резкое снижение цен на аппаратное обеспечение. Этого удалось добиться главным образом за счет использования интегральных схем. Обычные электрические соединения с помощью проводов при этом встраивались в микросхему. Это позволило получить значение времени доступа до 2х10 -9 с. В этот период на рынке появились удобные для пользователя рабочие станции, которые за счет объединения в сеть значительно упростили возможность получения малого времени доступа, обычно присущего большим машинам. Дальнейший прогресс в развитии вычислительной техники был связан с разработкой полупроводниковой памяти, жидкокристаллических экранов и электронной памяти. В конце этого периода произошел коммерческий прорыв в области микроэлектронной технологии. Возросшая производительность вычислительных машин и только появившиеся многомашинные системы дали принципиальную возможность реализации таких новых задач, которые были достаточно сложны и часто приводили к неразрешимым проблемам при их программной реализации. Начали говорить о "кризисе программного обеспечения". Тогда появились эффективные методы разработки программного обеспечения. Создание новых программных продуктов теперь все чаще основывалось на методах планирования и специальных методах программирования. Этот период связан с бурным развитием вычислительных машин реального времени. Появилась тенденция, в соответствии с которой в задачах управления наряду с большими вычислительными машинами находится место и для использования малых машин. Так, оказалось, что миниЭВМ исключительно хорошо справляется с функциями управления сложными промышленными установками, где большая вычислительная машина часто отказывает. Сложные системы управления разбиваются при этом на подсистемы, в каждой из которых используется своя миниЭВМ. На большую вычислительную машину реального времени возлагаются задачи планирования (наблюдения) в иерархической системе с целью координации управления подсистемами и обработки центральных данных об объекте.
Программное обеспечение для малых вычислительных машин вначале было совсем элементарным, однако уже к 1968 г. появились первые коммерческие операционные системы реального времени, специально разработанные для них языки программирования высокого уровня и кросс-системы. Все это обеспечило доступность малых машин для широкого круга приложений. Сегодня едва ли можно найти такую отрасль промышленности, в которой бы эти машины в той или иной форме успешно не применялись. Их функции на производстве очень многообразны; так, можно указать простые системы сбора данных, автоматизированные испытательные стенды, системы управления процессами. Следует подчеркнуть, что управляющая вычислительная машина теперь все чаще вторгается в область коммерческой обработки данных, где применяется для решения коммерческих задач. МиниЭВМ начали применяться и для решения инженерных задач, связанных с проектированием. Проведены первые эксперименты, показавшие эффективность использования вычислительных машин в качестве средств проектирования.
Применение распределенных вычислительных систем явилось базой для децентрализации решения задач, связанных с обработкой данных на заводах, в банках и других учреждениях. Вместе с тем для данного периода характерным является хронический дефицит кадров, подготовленных в области электронных вычислительных машин. Это особенно касается задач, связанных с проектированием распределенных вычислительных систем и систем реального времени.
Четвертое поколение ЭВМ (1974 — 1982 гг.)
Элементная база ЭВМ - большие интегральные схемы (БИС). Машины предназначались для резкого повышения производительности труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту. Высокая степень интеграции способствует увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что ведет к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости. Все это оказывает существенное воздействие на логическую структуру (архитектуру) ЭВМ и на ее программное обеспечение. Более тесной становится связь структуры машины и ее программного обеспечения, особенно операционной системы (или монитора)—набора программ, которые организуют непрерывную работу машины без вмешательства человека.
К этому поколению можно отнести ЭВМ ЕС: ЕС-1015, -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 (“Ряд 2”), -1036, -1046, -1066, СМ-1420, -1600, -1700, все персональные ЭВМ (“Электроника МС 0501”, “Электроника-85”, “Искра-226”, ЕС-1840, -1841, -1842 и др.), а также другие типы и модификации. К ЭВМ четвертого поколения относится также многопроцессорный вычислительный комплекс "Эльбрус". "Эльбрус-1КБ" имел быстродействие до 5,5 млн. операций с плавающей точкой в секунду, а объем оперативной памяти до 64 Мб. У "Эльбрус-2" производительность до 120 млн. операций в секунду, емкость оперативной памяти до 144 Мб или 16 Маслов (слово 72 разряда), максимальная пропускная способность каналов ввода-вывода - 120 Мб/с.
Сравнительная характеристика
|
Характеристики |
Поколения ЭВМ | |||
1 |
2 |
3 |
4 | |
Годы применения |
1948-1958г.г |
1959-1967гг |
1968-1973гг |
1974-1982гг |
Элементная база |
Электронная лампа |
Транзистор |
Интегральная схема |
Большая интегральная схема |
Размеры |
Очень большие |
Значительно меньше |
Миникомпьютеры |
Микрокомпьютеры |
Количество ЭВМ в мире |
Сотни |
Тысячи |
Сотни тысяч |
Десятки миллионов |
Быстродействие |
1(условно) |
10 |
1000 |
100000 |
Объем оперативной памяти |
2 Кбайт |
2-32 Кбайт |
64 Кбайт |
1-64 Мбайт |
Типичные модели |
UNIVAS МЭСМ БЭСМ СТРЕЛА |
Традис М-20 IBM-701 БЭСМ-6 |
ЕС-1030 IBM-360 БЭСМ-6 |
IBM-386 IBM-486 Кориет УКНЦ |
Носители информации |
Перфорированная лента |
Магнитный диск |
Гибкий диск |
Диск |
Современная компьютерная техника
Сейчас ведутся интенсивные разработки ЭВМ V поколения. Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).
Ставятся совершенно другие задачи, нежели при разработки всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи, как увеличение производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из представленных фактов), развитие "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. Это позволит общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальных знаний в этой области. ЭВМ будет помощником человеку во всех областях.
Заключение
Таким образом, ЭВМ (электронно-вычислительная машина, компьютер) -устройство, предназначенное для проведения вычислений. Различают ЭВМ профессиональные и персональные. Существование различных типов определяется задачами, для которых они предназначены. Профессиональные ЭВМ используют в конкретной профессиональной сфере. За время 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. В короткий срок сфера применения ЭВМ (первоначально для расчетов), существенно расширилась и охватила почти все области науки, техники и управления технологическими процессами, все сферы человеческой деятельности, связанные с обработкой больших объемов информации. Вычислительные средства являются важнейшей составной частью различных устройств бытовой техники: радиоэлектронной аппаратуры, стиральных машин, холодильников, машин химической чистки одежды и прочих технических устройств разнообразного назначения. Современные вычислительные машины представляют одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние, которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Этому в значительной степени способствует распространение микро-ЭВМ. В настоящее время используются холодильники, стиральные машины-автоматы, печи СВЧ, телевизионные приемники, виде- и аудио проигрыватели со встроенными микропроцессорами. Микропроцессоры в станках, оборудовании и приборах помогают решить сложные проблемы управления технологическими процессами. Таким образом, универсальность ЭВМ, её способность к целенаправленной переработке различных видов информации и объясняют происходящий сейчас стремительный процесс внедрения ЭВМ в самые разные сферы деятельности человека в современном обществе.
-5-

- История развития компьютерной техники
- История развития компьютерной техники
- История развития компьютерной техники
- История развития компьютерной техники
- История развития компьютерной техники. Перспективы развития компьютерных систем
- История развития компьютерной техники. Поколения ЭВМ и их классификация
- История развития компьютерных вирусов
- История развития компании Microsoft
- История развития компании Shell
- История развития комплексных чисел
- История развития компьютера
- История развития компьютера
- История развития компьютера. Влияние на социально-общественное и культурное развитие
- История развития компьютерной техники