5 поколений развития вычислительной машины

История развития вычислительной техники и поколения ЭВМ

Вычислительные машины состоят из большого количества элементарных электронных устройств, имеющих самые простые функции. За всю историю развития эти функции почти не изменились, но их физическое содержание постоянно менялось. Расскажем об этом кратко.

Каждый этап развития определялся тем материалом, из которого они изготавливались, элементной базой. И на каждом этапе более современные модели вычислительной техники ЭВМ быстро вытесняли старые. При этом область применения компьютеров постоянно расширялось. Поэтому принято говорить о поколениях ЭВМ.

Первое поколение

Элементная база ЭВМ первого поколения (конец 40-х — середина 50-х) — электронные схемы, построенные с использованием радиоламп. Пример ЭВМ первого поколения — БЭСМ-1 (1950г.) — содержала около 7000 радиоламп, выполняла около 8000 арифметических и логических операций в секунду. Задачи, решаемые этой машиной: эксперименты по переводу научно-технических текстов с английского на русский язык, шахматные задачи. БЭСМ-1 занимала большой зал, где требовалась вентиляция, стабильные источники питания, смена ламп. Примеры других ЭВМ: ЦВМ Стрела, Минск-1, М-20 и др.

Второе поколение

Основа элементной базы второго поколения ЭВМ (сер. 50-х — 70-х гг.) — полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды). Полупроводниковые приборы позволили резко увеличить скорость выполнения операций, и быстродействие достигло нескольких миллионов операций в секунду. В ЭВМ второго поколения использовались ЗУ с объемом памяти на сотни тысяч машинных слов. Это ЭВМ: БЭСМ-2, БЭСМ-3, БЭСМ-3М, машины серии УРАЛ, МИР, НАИРИ и др.

Третье поколение

Третье поколение ЭВМ связывают с использованием интегральных схем (ИС) среднего уровня интеграции. На одном кристалле реализуются достаточно сложные логические функции, и из них собираются сложные узлы машин. Примеры ЭВМ третьего поколения: IBM – 360, УРАЛ-12, УРАЛ-13, УРАЛ-14. Самые большие семейства таких машин — это ЕС ЭВМ (единой серии). Быстродействие этих машин: сотни тысяч операций в секунду, объем памяти — сотни тысяч машинных слов.

Читайте также:  Вип машины на свадьбу

Четвертое поколение

Элементная база — большие интегральные схемы. В этих машинах используются элементы ОЗУ, микропроцессоры. К этому поколению относятся современные машины, мультипроцессорные системы и персональные компьютеры.

Пятое поколение вычислительной техники

ЭВМ пятого поколения будут отличаться организацией искусственного интеллекта.

Источник

5 поколений развития вычислительной машины

Историю развития современных ЭВМ разделяют на 4 поколения. Но деление компьютерной техники на поколения — весьма условная, нестрогая классификация по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с компьютером.

Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию, как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования. Этот прогресс показан в данной таблице:

П О К О Л Е Н И Я Э В М

Количество ЭВМ в мире (шт.)

Быстродействие (операций в сек.)

Гибкий и лазерный диск

Притом для каждой машины использовался свой язык программирования. Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства, оперативные запоминающие устройства были реализованы на основе ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.

Эти неудобства начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность её использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.

Читайте также:  Буфы на вязальной машине однофонтурной

В 1948г. году академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой на континенте Европы ЭВМ – Малой электронной счетно-решающей машины (МЭМС). В 1951г. МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются вычислительные задачи. Машина оперировала с 20­разрядными двоичными кодами с быстродействием 50 операций в секунду, имела оперативную память в 100 ячеек на электронных лампах.

В 1958 г. в ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые в 1948 г. Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить

40 электронных ламп и работал с большей скоростью.

Во II-ом поколении компьютеров дискретные транзисторные логические элементы вытеснили электронные лампы. В качестве носителей информации использовались магнитные ленты (“БЭСМ-6”, “Минск-2″,”Урал-14”) и магнитные сердечники, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.

В качестве программного обеспечения стали использовать языки программирования высокого уровня, были написаны специальные трансляторы с этих языков на язык машинных команд. Для ускорения вычислений в этих машинах было реализовано некоторое перекрытие команд: последующая команда начинала выполняться до окончания предыдущей.

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.

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.

В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.

Читайте также:  Ecologic в стиральной машине

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.

(с 1972 г. по настоящее время)

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

Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению стоимости производства компьютеров.

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).

Источник

Интересные факты и лайфхаки