close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Немного из истории ЭВМ

код для вставкиСкачать
Немного из истории ЭВМ
В презентации рассказывается о предвестниках
компьютерной эры, о создании первых компьютеров,
об истории поколений компьютерной техники, о
микропроцессорной революции …
Истоки гениального
изобретения
Вычислительные машины до электронной эры
Первую механическую счётную машину сконструировал в 1642 г.
французский учёный Блез Паскаль (на рисунке). Она представляла
собой систему взаимодействующих колёсиков, каждое из которых
соответствовало одному разряду десятичного числа и содержало
цифры от 0 до 9. Когда колёсико совершало полный оборот,
следующее сдвигалось на одну цифру. Машина Паскаля умела только
складывать и вычитать.
Много внимания проблеме механизации вычислений уделял
немецкий математик Готфрид Вильгельм Лейбниц. Созданная им в
1694 г. счетная машина обладала гораздо большими возможностями выполняла все арифметические операции.
Значительный вклад в развитие вычислительной техники внёс
английский математик и изобретатель Чарльз Бэббидж
Первые электронные вычислительные машины
К концу 30-х гг. XX столетия потребность в автоматизации сложных
вычислений сильно возросла. Они оказались нужны при проектировании
самолётов, в атомной физике и во многом другом.
С 1945 г. по наши дни вычислительная техника прошла 4 поколения в своём
развитии:
I поколение основано на электронно-вакуумных лампах
II поколение основано на транзистора
III поколение основано на интегральных схемах
IV поколение основано на изобретении микропроцессора.
Микропроцессор - это сверхбольшая интегральная схема, способная
выполнять функции основного блока компьютера - процессора. Первый
микропроцессор был создан в 1971 году американской фирмой Intel.
Первый персональный компьютер появился в США в 1976 году, он
назывался Apple-1, конструкторами его были Стив Джобс и Стив Возняк. В
1981 году фирма IBM выставила на международный рынок персональный
компьютер, который завоевал весь мир.
Личности:
Чарльз Бэббидж
Ада Лавлейс
Герман Холлерит
Питер Нортон
Билл Гейтс
Норберт Винер
Первые ЭВМ:
Поколения ЭВМ:
I поколение
II поколение
III поколение
IV поколение
V поколение
ENIAC
Модели класса Z
КОЛОСС
UNIVAC
МЭСМ
БЭСМ
М-3
Минск
Стрела
Урал
Чарльз Бэббидж
В 1812 г. Чарльз и его ближайшие друзья Джон Гершель и Джорж Пикок месте с другими
молодыми математиками основали «Аналитическое общество». Его организация стала
важным событием в развитии математики в Великобритании.
В 1813 г. в «Записках Аналитического общества» Бэббидж опубликовал свою первую
научную статью "О бесконечных произведениях" и вскоре получил степень бакалавра.
Вторая его работа "Очерк функционального исчисления" посвящена изучению
функциональных уравнений общего вида.
Бэббидж начал конструировать вычислительные машины, и это стало главным делом его
жизни. В 1822 г. он построил действующую модель механической вычислительной машины
- так называемую разностную машину. Но в полном объеме замысел реализовать не удалось.
В то время просто не было оборудования, чтобы изготовить необходимые детали (например,
Бэббидж проектировал вычисления с точностью до 18-го знака).
И вот в 1834 г. у него возникла мысль создать универсальную вычислительную машину,
которую он назвал аналитической. В этом проекте Бэббидж впервые пришёл к идеям
программного управления вычислительным процессом. Для ввода в машину чисел и команд
он использовал перфокарты, а главное, применил команды условного перехода. Машина
формировалась из 4 основных блоков: арифметического ("мельница"), запоминающего
("склад"), управляющего и ввода-вывода. Бэббидж работал над ней до последних дней
жизни. Тем не менее проект остался незавершённым.
Ада Лавлейс
Графиня Ада Лавлейс совместно с английским математиком
Чарльзом Бэббиджем работала над созданием арифметических
программ для его счетных машин. Ее работы в этой области
были опубликованы в 1843 году. Однако в то время считалось
неприличным для женщины издавать свои сочинения под
полным именем и, Лавлейс поставила на титуле только свои
инициалы.
В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены
такие понятия, как подпрограмма и библиотека подпрограмм,
модификация команд и индексный регистр, которые стали
употребляться только в 50-х годах нашего века. Сам термин
библиотека был введен Бэббиджем, а термины рабочая ячейка
и цикл предложила Ада Лавлейс.
Графиню Лавлейс называют первым программистом; в ее
честь назван язык программирования АДА.
Герман Холлерит
Герман Холлерит долго трудился над тем, что бы упростить табуляцию и производить при помощи
перфокарт. В 1890 году Холлерит закончил свою работу и его статический табулятор вышел победителем
в соревновании с несколькими другими системами, и с изобретателем был заключен контракт на
проведение 11-й американской переписи населения 1890 года.
Эта система была очень проста: данные, отмеченные в картах дырочками штампом, наподобие пишущей
машинки, снимались машиной и переносились на счетный механизм. Каждое положение дырочки
обозначало
определенное
значение,
которое
суммировалось
на
числовых
часах.
Успех вычислительных машин с перфокартами был феноменален. То, чем за десять лет до этого 500
сотрудников занималось в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 вычислительных
машинах
за
4
недели.
Холлерит был удостоен нескольких премий, получил немало похвал и звание профессора в
Колумбийском
университете.
В 1896 году Холлерит основал фирму по сбыту своих машин. В 1888 году он создает особое устройство табулятор, в котором информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась электрическим током.
В 1897 году эту машину приобрела Россия для переписи населения в 1911 году, но помешала Первая
мировая война.
В 1911 году Холлерит продал свою фирму, которая, объединившись с некоторыми другими, стала
называться Computer-Tabulating Recording Co. 14 февраля 1924 года произошла смена названия CTR. Она
стала называться International Business Machines Corp., сокращенно IBM.
Питер Нортон
Знаменитый американский программист. Он хорошо известен в современном
компьютерном мире как "великий учитель" персональных компьютеров.
Вся профессиональная жизнь Питера Нортона связана с программированием. В
1982 году он случайно стер исходный файл с жесткого диска компьютера.
Восстановление файла оказалось сложным и кропотливым делом Ведь именно
таким образом судьба заставила его написать программу, являющуюся
прообразом сегодняшних утилит. Затем появились и другие утилиты,
способствующие облегчению труда программиста. Свою деятельность Питер
Нортон начал с рассылки бессчетного количества бесплатных, полных
обещаний реклам. Такая расточительность чуть не привела его в 1982 году к
банкротству, хотя, конечно, способствовала его популярности.
В настоящее время Питер Нортон является управляющим фирмы PeterNorton
Computing, Inc. Эта фирма широко известна всем пользователям компьютеров
великолепными программами, как Norton Commander, Norton Integrator, Norton
Utilities, Norton Disc Doctor. При этом надо учесть, что в фирме работает всего
13 человек. Питер Нортон является автором значительного числа получивших
одобрение читателей книг, в том числе и вышедших на русском языке.
Билл Гейтс
В начальной школе Билл удивил всех своими успехами, особенно в физике и математике. Осознав истинные
способности сына, родители перевели его в Лейксайд, частную школу, известную своей интенсивной
программой в области науки. Весной 1968 года директор школы решил, что надо знакомить детей с миром
компьютеров. Но компьютеры все еще были очень большими и слишком дорогими, чтобы простая школа могла
позволить себе один из них, поэтому вместо покупки техники школа арендовала компьютерное время у
General Electric.
Билл Гейтс, Пол Аллен и несколько лэйксайдских студентов (которые впоследствии будут первыми
сотрудниками Microsoft) готовы были оставаться в компьютерном зале днями напролет, часами писать
программы и читать компьютерную литературу. Вскоре Гейтс и компания стали прогуливать уроки и не делать
домашние задания и, что хуже всего, они использовали все купленное компьютерное время за несколько
недель.
В конце 1968 года в Сиэтле открылась компания Computer Center Corporation, которая предложила школе
компьютерное время по приемлемым ценам. Гейтс с друзьями сразу же стали исследовать новые компьютеры.
Вскоре юные "хакеры" вызвали пару сбоев, взломали систему безопасности и заодно подправили файлы, в
которых хранилась информация о том, кто и когда использовал компьютерное время. К их огорчению они
были пойманы и в наказание отлучены от компьютеров.
Но это не оставило юных энтузиастов. Билл Гейтс, Пол Аллен и их друзья-программисты объединились в
Lakeside Programmers Group. Первую возможность применить свои знания им предоставила Computer Center
Corporation. Она наняла студентов искать ошибки и слабые места в их программном обеспечении в обмен на
компьютерное время. Они целыми днями просиживали за компьютерами и читали компьютерную литературу,
а через некоторое время сотрудники фирмы стали обращаться к ним за консультациями.
В марте 1970 года Computer Center Corporation обанкротилась и друзьям пришлось искать другое место, где
можно было бы использовать компьютеры. В конечном счете они обнаружили, что в Университете
Вашингтона, где работал отец Пола Аллена есть несколько компьютеров. Гейтсу и компании удалось
уговорить "нужных" людей, и они стали время от времени пользоваться университетскими компьютерами.
В 1971 году их наняла компания Information Sciences Inc. для разработки программы составления платежных
ведомостей. У друзей появилось компьютерное время и источник доходов.
В 1972 году Билл Гейтс и Пол Аллен основали компанию Traf-O-Data, которая производила компьютеры
на основе процессора Intel 8008 и программное обеспечение для них. Компьютеры предназначались для
регистрации движения автомобилей на скоростном шоссе. Предприниматели заработали $20 тыс. на этом
проекте, но когда Билл окончил школу и поступил в колледж, компания закрылась. В 10-11 классе
администрация школы Лэйксай предложила Гейтсу компьютеризировать школьное расписание. Гейтс
вместе с Алленом написали программу.
Вскоре после этого они нашли себе работу в компании TRW. Там были проблемы с компьютерами,
аналогичными тем, что стояли в Computer Center Corporation. Полу и Биллу было поручено найти и
исправить ошибки в программном обеспечении. Именно тогда Гейтс и Аллен стали задумываться о
создании собственной компании по разработке программного обеспечения...
В декабре 1974 года Пол шел навестить Билла и купил новый выпуск одного из компьютерных журналов.
На обложке Popular Electronics он увидел изображение Altair 8080, а под ним было написано: "Первый
комплект для сборки микрокомпьютера, успешно конкурирующий с коммерческими моделями". Аллен
сломя голову побежал к дому Гейтса. Прочитав журнал, они оба поняли, какие возможности открылись
перед ними: рынок вот-вот наполнится разными моделями новых мощных машин, для которых
обязательно потребуется программное обеспечение.
Через пару дней Билл позвонил в MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) создателям
компьютера Altair и сказал, что он и Аллен написали программное обеспечение для Altair. Это была ложь
- они не написали ни строчки кода. Но в MITS, конечно об этом не знали, и сразу же захотели увидеть это
программное обеспечение. Гейтс и Аллен засели за разработку компилятора, который они пообещали.
Почти весь код сделал Билл, тогда когда Пол сделал программу для эмуляции Altair на компьютерах PDP10, которые стояли в школе. Через пару недель все было готово. Аллен полетел в MITS для того,
чтобы продемонстрировать программу. Первый раз он увидел Altair своими глазами и всем сердцем
надеялся, что код Гейтса заработает. Ведь он неправильно смоделировал Altair на PDP-10, то презентация
была бы очень короткой...
Однако мастерство и интуиция друзей не пропали зря, и все прошло нормально. MITS купил у Гейтса и
Аллена права на программу. После удачной сделки Билл Гейтс убедился во мнении, что рынок
программного обеспечения появился на свет. В этом же году он основал Microsoft.
Фирма IBM позволила Гейтсу в 1980 году написать программное обеспечение для микропроцессора Intel
8088. Создав среду MS-DOS, Билл сохранил право продавать ее любым фирмам. Уже в 80-х годах
Microsoft был монополистом в разработке операционных сред и занимал ведущее место в разработке
прикладных программ.
Норберт Винер
В 1948 году в США и Европе вышла книга Винера "Кибернетика или Управление и связь в
животном и машине", ознаменовавшая своим появлением рождение нового научного направления
- кибернетики.
Именно В. Буш с началом второй мировой войны привлек Винера к решению математических
задач, связанных с управлением зенитным огнем на основании информации, получаемой от
радиолокационных станций. Таким образом, Винер стал участником Битвы за Англию, благодаря
чему смог познакомиться с Аланом Тьюрингом и Джоном фон Ньюманом. Огромное значение для
формирования взглядов Винера на проблему "человек и компьютер" имела совместная
деятельность с мексиканским психологом и кардиологом Артуро Розенблютом, именно ему была
посвящена книга "Кибернетика".
Не стоит удивляться тому, что за Винером не числится никаких практических работ, связанных с
компьютерами, в то время его занимали более серьезные вещи. Винер стал основателем
кибернетической философии, основателем собственной школы, и его заслуга в том, что эта
философия была передана ученикам и последователям. Именно школе Винера принадлежит ряд
работ, которые, в конечном счете, привели к рождению Интернета.
Вместе с К.Шеноном Винер разработал статистические основы современной теории информации
и ввел меру количества информации - бит. Пропагандируя и развивая идеи кибернетики, Винер
публикует еще две книги "Кибернетика и общество" (1950) и "Творец и робот" (1964).
Одновременно Винер продолжает публикацию специальных математико-кибернетических работ.
ENIAC
В 1942 году профессор электротехническй школы Мура Пенсильванского университета
Джон Маучли представил проект (меморандум) "Использование быстродействующих
электронных устройств для вычислений", который положил начало созданию первой
электронной вычислительной машины ENIAC (Electronic Numerical Integrator and
Computer). Около года проект пролежал без движения, пока им не заинтересовалась
Баллистическая исследовательская лаборатория армии США, В 1943 году под
руководством Маучли и Эккерта были начаты работы по созданию ENIAC, А демонстрация
работы машины состоялась 15 февраля 1946 года.
Новая машина имела впечатляющие "параметры": применено 18 тысяч электронных
ламп. Потребовалось помещение площадью 9x15 квадратных метров, масса - 30 т.,
энергопотребление - 150 кВт. ENIAC работал с тактовой частотой 100 кГц и выполнял
операцию сложения за 0,2 мс, а умножения - за 2,8 мс, что было на три порядка быстрее,
чем это могли делать релейные машины. Быстро обнажились недостатки новой машины.
Использовалась десятичная система счисления вместо двоичной. Программа задавалась
схемой коммутации триггеров на 40 наборных полях, на каждую требовалось несколько
коммутационных шнуров. На перенастройку коммутационных полей уходили недели. При
пробной эксплуатации выяснилось, что надежность машинны очень низка - поиск
неисправностей занимал от нескольких часов до нескольких суток. По своей структуре
ЭВМ ENIAC напоминала механические вычислительные машины. Запоминающие регистры
состояли из триггерных колец (по 10 триггеров на каждом кольце). Только 1 из триггеров
возбуждался в определенный момент времени в соотве тствии с запоминаемой
десятичной цифрой.
Модели Z
Конрад Цузе (Konrad Zuse) с детства любил изобретать и строить. Еще школьником он
сконструировал действующую модель машины для размена монет. В 1935 г. окончил
Берлинский политехнический институт. В 1936 году он устроил на квартире родителей
"мастерскую", в которой через два года завершил постройку машины, занимавшую
площадь 4 кв.м., названную Z1. Это была полностью механическая программируемая
цифровая машина. Модель была пробной и в практической работе не использовалась.
Следующая работа — Z2 — была завершена в 1940 г. Этот первый в мире
электромеханический
компьютер
был
скорее
всего
промежуточной
моделью.
Затем Цузе вместе с несколькими друзьями в 1941 г. построил первый в мире
электронный программируемый калькулятор, основанный на двоичной системе счисления
— Z3. Весной 1945 г. появилась улучшенная версия — Z4.
Она очень напоминает архитектуру современных компьютеров: память и процессор были
отдельными устройствами, процессор мог обрабатывать числа с плавающей запятой,
выполнять арифметические действия и извлекать квадратный корень. Программа
хранилась на перфоленте и считывалась последовательно. Конрад Цузе потерял все свои
машины, за исключением Z4, во время бомбежек Берлина.
БЭСМ
Самая производительная отечественная ЭВМ первого поколения М-20,
появилась в 1958 году и в следующем году была запущена в производство.
Эта машина послужила исходной моделью для ряда ЭВМ второго поколения БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, М-220, М-222, причем по структурной организации первые
три из указанных ЭВМ мало чем отличались от М-20, а БЭСМ-4 называли даже
ее "полупроводниковым вариантом", который отличается от машины М-20
только большей емкостью оперативной и внешней памяти и более широким
набором устройств ввода и вывода.
Быстродействие БЭСМ-4 было несколько ниже быстродействия машины М-20
(18 000 и 20 000 операций в секунду соответственно), а системы команд у них
являлись совместимыми - в том смысле, что любая программа ЭВМ М-20 могла
быть "правильно выполнена на машине БЭСМ-4".
КОЛОСС
Первая в мире действующая ЭВМ была построена не в США, как это
часто утверждают, а в Великобритании, в 1943 году. Над ее созданием
работал известный английский математик Алан Тьюринг, который был
не только специалистом по теории информации и алгоритмов, но и
талантливым инженером. Первая в мире ЭВМ, носившая название
“Колосс”, была специализированной и использовалась для расшифровки
германских кодов во время второй мировой войны. Благодаря “Колоссу”
удалось предотвратить много атак германских подводных лодок на суда
союзников. Сведения об этой ЭВМ в свое время не публиковались, и
поэтому сейчас она сравнительно мало известна. Секретность была
необходима потому, что проектировалось устройство для дешифровки
кодов, которыми пользовались вооруженные силы Германии в период
второй мировой войны. Математический метод дешифровки был
разработан группой математиков, в число которых входил Алан
Тьюринг. В течение 1943 году в Лондоне была построена машина
Colossus на 1500 электронных лампах. Разработчики машины М.Ньюмен и Т.Ф.Флауэрс.
UNIVAC
Джон Преспер Экерт и Джон Мочли, участники проекта ENIAC, начинают работать
над UNIVAC. В 1951 году была закончена работа по созданию UNIVAC (Universal
Automatic Computer). Первый образец машины UNIVAC-1 был построен для бюро
переписи США. Синхронная, последовательного действия вычислительная машина
UNIVAC-1 создана была на базе ЭВМ ENIAC и EDVAC. Работала она с тактовой
частотой 2,25 МГц и содержала около 5000 электронных ламп. Внутреннее
запоминающее устройство емкость 1000 12-разрядных десятичных чисел было
выполнено на 100 ртутных линиях задержки. Этот компьютер интересен тем, что он
был нацелен на сравнительно массовое производство без изменения архитектуры и
особое внимание было уделено периферийной части (средствам ввода-вывода). В
1952 году UNIVAC убедительно продемонстрировал свою мощь, обработав
предварительные данные о голосовании и "предсказав" победу Эйзенхауэра на
президентских выборах. Фирма Remington-Rang в 1952 году выпустила ЭВМ UNIVAC1103, которая работала в 50 раз быстрее UNIVAC-1.
МЭСМ
Под руководством академика Лебедева была создана первая на континенте ЭВМ - Малая электронная счетнорешающая машина (МЭСМ). МЭСМ была расположена в зале площадью 60 м2. Общее количество
электронных ламп составляет около 3500 триодов и около 2500 диодов, в том числе в запоминающем
устройстве 2500 триодов и 1500 диодов. Суммарная потребляемая мощность - около 25 кВт. Основные
параметры малой электронной счетной машины: Система счета - двоичная с фиксированной запятой.
Количество разрядов - 16 и один на знак. Вид запоминающего устройства - на триггерных ячейках с
возможностью использования магнитного барабана. Емкость запоминающего устройства - 31 для чисел и 63
для команд. Емкость функционального устройства - 31 для чисел и 63 для команд. Производимые операции:
сложение, вычитание, умножение, деление, сдвиг, сравнение с учетом знака, сравнение по абсолютной
величине, передача управления, передача чисел с магнитного барабана, сложение команд, останов. Система
команд - трехадресная. Арифметическое устройство - одно, универсальное, параллельного действия, на
триггерных ячейках. Система ввода чисел - последовательная. Скорость работы - около 3000 операций в
минуту. Ввод исходных данных-с перфорационных карт или посредством набора кодов на штеккерном
коммутаторе. Съем результатов - фотографирование или посредством электромеханического печатающего
устройства. Контроль - системой программирования. Определение неисправностей - специальные тесты и
перевод на ручную или полуавтоматическую работу. Площадь помещения - 602 м Количество электронных
ламп-триодов около 3500, диодов 2500. Потребляемая мощность - 25 кВт.
ЭВМ М-3
Машина М-3 предназначена для выполнения широкого круга математических вычислений сравнительно
небольшого объема. Ее достоинствами являются небольшие габариты, простота эксплуатации, невысокая
стоимость. Потребляемая мощность — 10 кВт. Для размещения машины достаточна площадь 30-40 кв.м. М-3
является двухадресной машиной и имеет естественный порядок выполнения команд. Для ввода в машину
команды программы должны быть перенесены на бумажную ленту шириной 18 мм с помощью перфорирующего
устройства.
ЭВМ М-3 содержала одно запоминающее устройство на магнитном барабане емкостью 2048 чисел или команд,
имевшем скорость вращения 3000 об./мин. при этом машина имела производительность 30 оп./с.
Предусматривалась возможность замены магнитного барабана запоминающим устройством на ферритовых
сердечниках. При такой замене быстродействие машины повышалось приблизительно до 1500 оп./с. Ввод
данных в ЭВМ и вывод результатов осуществлялись посредством перфоленты и стандартной телеграфной
аппаратуры со скоростью 7 чисел в секунду. Более быстрый ввод данных производился при помощи
фотоэлектрического вводного устройства, которое обеспечивало скорость ввода до 30 десятичных чисел в
секунду.
В машине употреблялась двухадресная система команд, при которой каждая команда состоит из кода операции и
двух адресов чисел. ЭВМ М-3 выполняла четыре арифметических действия и ряд логических и
вспомогательных операций (например, ввод чисел с перфоленты, условный и безусловный переходы, логическое
умножение). Каждая ячейка памяти машины имела 31 разряд.
В машине использовались 770 электронных ламп и 3000 полупроводниковых диодов. Недостатком ЭВМ М-3
являлось отсутствие внешнего накопителя на магнитных лентах. Устройства машины располагались в трех
шкафах. Главный шкаф содержал арифметическое устройство, устройство управления, пульт управления и
электронный блок устройства ввода и вывода. Шкаф запоминающего устройства заключал в, себе магнитный
барабан и схемы управления магнитного барабана. Шкаф питания содержал стабилизаторы, выпрямители и
пульт управления питанием
Минск
В конце 1950-х годов в Минске под руководством Г.П.Лопато и
В.В.Прижиялковского начались работы по созданию первой машины
известного в дальнейшем семейства "Минск-1". Машина широко
использовалась в вычислительных центрах нашей страны. Средняя
производительность машины составляла 2-3 тыс.оп/сек.
Первые АСУ были построены на базе ЭВМ серии "Минск".
С первых типов ЭВМ "Минск" широко реализовывались структурные
усовершенствования,
которые
были
направлены
на
повышение
производительности и надежности при массовом выпуске. Так в машине
"Минск-22" появился блок прерывания программ для приостановки работы
центрального процессора на время операций ввода-вывода. Для
программирования использовалось: язык символического кодирования (ЯСК),
стоящий ближе всех других алгоритмических языков к машинному; автокод
"Инженер" (АКИ); языки Алгол, Фортран, Кобол и некоторые другие.
СТРЕЛА
Одной из первых отечественных ЭВМ была машина "Стрела", главным конструктором которой являлся Ю.Я. Базилевский, а
одним из его помощников - Б.И. Рамеев. "Машина "Стрела" принадлежит к классу больших машин и обладает высокоразвитой и
логически законченной структурой, что обеспечивает ее большую производительность при решении сложных и громоздких по
объему вычислений задач.
Машина "Стрела" собрана на трех основных стойках, расположенных в виде буквы "П". Справа находится стойка
арифметического устройства, слева - стойка внешнего накопителя и некоторых вспомогательных устройств, посредине находится
стойка оперативного запоминающего устройства и устройства управления. В центре расположен пульт ручного управления и
устройства ввода данных (слева) и вывода результатов (справа)".
"Стрела" имела среднюю производительность около 2000 трехадресных операций в секунду. Арифметическое устройство этой
ЭВМ выполняло арифметические операции (сложение, вычитание, умножение) и ряд дополнительных операций (вычитание
модулей чисел, сдвиг числа, выделение части числа и др.).
Устройство для подготовки перфокарт состояло из двух частей: клавишного устройства и входного перфоратора. Человекоператор с помощью клавишного устройства набивал необходимую информацию на перфокартах. Затем подготовленная колода
перфокарт вынималась из входного перфоратора и помещалась в читающее устройство (устройство ввода данных) машины,
которое автоматически вводило данные в оперативное запоминающее устройство (емкостью до 2048 слов), построенное на
электронно-лучевых трубках.
В машине 43-разрядные двоичные коды обрабатывались параллельно, т.е. прием, запись и выдача кодов производились
одновременно по всем 43 разрядам. Соответственно, в оперативном запоминающем устройстве имелись 43 электронно-лучевые
трубки — по одной трубке на каждый разряд. Машина оперировала числами с плавающей запятой, которые соответствовали
практически 10—11-разрядным десятичным числам (диапазон представления чисел — от 10 -19 до 10 19).
Внешний накопитель имел два блока с магнитной лентой шириной 125 мм и длиной до 100 м. На магнитной ленте числа
располагались группами по зонам: на каждой ленте могли быть 253 зоны различного размера, при этом на каждой ленте
размещалось до 100 000 чисел. Всего на внешнем накопителе могло помещаться до 200 000 чисел.
Пульт ручного управления позволял оператору запускать и останавливать машину, следить за ходом выполнения команд
программы, а также вводить в оперативное запоминающее устройство и выводить из него отдельные числа (данные и команды)
во время остановки машины. Результаты решения задачи, полученные в оперативном запоминающем устройстве, передавались в
виде электрических сигналов в выходной перфоратор и там представлялись в виде системы отверстий на перфокартах.
Печатающее устройство имело специальный приемник, в который вставлялась колода перфокарт с результатами решения, и
устройство переводило их в десятичную систему счисления, а также печатало на бумаге в виде числовых таблиц. В машине
использовалось около 6000 электронных ламп и несколько десятков тысяч полупроводниковых выпрямителей (диодов). Общая
потребляемая машиной мощность — 150 кВт, в том числе сама машина потребляет 75 кВт, 25 кВт идет на вентиляционную
установку и 50 кВт на холодильную установку.
Урал
Самая первая модель - Урал (1955 год) по своим техническим параметрам относилась к малым
ЭВМ и имела сравнительно невысокую стоимость. Она обладала развитой системой команд с
безусловной и условной передачей управления, системой сигнализации и ручным управлением,
позволяющим корректировать программы в ходе их отладки и ( при необходимости) вмешиваться
в процесс выполнения программы.
В машинах Урал-2, Урал-3 и Урал-4 использовалась память на ферритовых сердечниках, была
расширена емкость внешних запоминающих устройств на барабане и магнитной ленте,
применялся значительно расширенный набор устройств ввода-вывода.
В середине 1960-х годов на единой конструктивной, технологической и схемной базе был создан
ряд программно- и аппаратно-совместимых моделей Урал-11, Урал-14 и Урал-16 (Б.И.Рамеев,
В.И.Бурков, А.С.Горшков) различной производительности. Эти полупроводниковые ЭВМ имели
гибкую блочную структуру и позволяли формировать вычислительные системы, состоящие из
нескольких машин. Предусматривалась возможность резервирования отдельных устройств (для
повышения надежности).
Основу системы математического обеспечения последних моделей ЭВМ Урал составляла
универсальная программа-дисперчер, выполнявшая роль операционной системы. В состав
математического обеспечения входил также автокод АРМУ, обеспечивающий полную
совместимость программ для моделей "снизу вверх". Библиотека программ формировалась из
программ, составленных на языке АРМУ, Алгол60, Алгамс, Алгэк.
Первое поколение
компьютеров
Первое поколение (1946 - середина 50-х годов). Элементной базой служат электронно-вакуумные
лампы, устанавливаемые на специальных шасси, а также резисторы и конденсаторы. Элементы
соединяли
проводами
навесным
монтажом.
Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика С. А. Лебедева,
и
называлась
она
МЭСМ.
Затем
в
эксплуатацию
вводится
БЭСМ-2
.
С этого момента начался бурный расцвет отечественной вычислительной техники, и к концу 60-х
годов в нашей стране успешно функционировала лучшая ЭВМ того времени по
производительности - БЭСМ-6, в которой были реализованы многие принципы работы
последующих поколений компьютеров.
Характерные черты ЭВМ первого поколения:
Элементная база: электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы. Соединение элементов
- навесной монтаж проводами.
Габариты: ЭВМ выполнена в виде громоздких шкафов и занимает специальный машинный зал.
Быстродействие: 10-20 тыс. оп/с.
Эксплуатация слишком сложна из-за частого выхода из строя. Существует опасность перегрева
ЭВМ.
Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах. При этом необходимо знать все
команды машины, их двоичное представление, а также различные структуры ЭВМ. Этим в
основном были заняты математики-программисты, которые непосредственно и работали на ее
пульте управления. Общение с ЭВМ требовало от специалистов высокого профессионализма.
Второе поколение
компьютеров
1 июля 1948г. Bell Telefon Laboratory объявила о создании первого транзистора
(первая демонстрация была еще раньше — в 1947г). Его разработали
американские физики У. Браттейн, Бардин, У.Шокли.
По сравнению с ЭВМ предыдущего поколения улучшились все технические
характеристики. Для программирования используются алгоритмические
языки, предприняты первые попытки автоматического программирования.
Дополнительные черты:
Внешняя память: магнитный барабан, перфоленты, перфокарты
Пультовая или пакетная работа программиста
Появление мониторов и первых операционных систем
Программирование
в
машинных
кодах
и
на
первых
языках
программирования(FORTRAN, ALGOL).
Третье поколение
компьютеров
Особенностью ЭВМ 3 поколения считается применение в их
конструкции интегральных схем, а в управлении работой компьютера
—
операционных
систем.
Появились
возможности
мультипрограммирования, управления памятью, устройствами вводавывода. Восстановление после сбоев взяла на себя операционная
система.
Дополнительные черты:
мощные операционные системы
развитые системы программного обеспечения для числовых и
текстовых приложений
возможность ограниченного диалога с программистом
возможность удаленного, коллективного доступа
Четвертое поколение
компьютеров
Началом данного поколения считают 1975 год фирма Amdahl Corp. выпустила шесть компьютеров
AMDAHL 470 V/6, в которых были применены БИС
в качестве элементной базы.
Основные черты этого поколения ЭВМ — наличие
запоминающих устройств, запуск ЭВМ с помощью
системы самозагрузки из ПЗУ, разнообразие
архитектур, мощные ОС, объединение ЭВМ в сети.
Пятое поколение
компьютеров
После 1982 года. главный упор при создании
компьютеров сделан на их "интеллектуальность",
внимание акцентируется не столько на
элементной базе, сколько на переходе от
архитектуры, ориентированной на обработку
данных, к архитектуре, ориентированной на
обработку знаний. Обработка знаний использование и обработка компьютером знаний,
которыми владеет человек для решения проблем
и принятия решений.
Спасибо за внимание!!!
Документ
Категория
Презентации по информатике
Просмотров
132
Размер файла
848 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа