Реферат: Эволюция вычислительных средств
Между тем количество элементов и соединений между ними, умещающихся в одной микросхеме, постоянно росло, и в 70-е годы интегральные схемы содержали уже тысячи транзисторов. Это позволило объединить в единственной маленькой детальке большинство компонентов компьютера - что и сделала в 1971 г. фирма Intel, выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было произвести в следующем десятилетии настоящую революцию - ведь микропроцессор является сердцем и душой нашего с вами персонального компьютера.
Но и это еще не все - поистине, рубеж 60-х и 70-х годов был судьбоносным временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 г. одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.
8.Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). ЭВМ 4-го поколения
Начало 70-х годов знаменует переход к компьютерам четвертого поколения – на сверхбольших интегральных схемах (СБИС). Другим признаком ЭВМ нового поколения являются резкие изменения в архитектуре.
Техника четвертого поколения породила качественно новый элемент ЭВМ – микропроцессор. В 1971 году пришли к идее ограничить возможности процессора, заложив в него небольшой набор операций, микропрограммы которых должны быть заранее введены в постоянную память. Оценки показали, что применение постоянного запоминающего устройства в 16 килобит позволит исключить 100-200 обычных интегральных схем. Так возникла идея микропроцессора, который можно реализовать даже на одном кристалле, а программу в его память записать навсегда. В то время в рядовом микропроцессоре уровень интеграции соответствовал плотности, равной примерно 500 транзисторам на один квадратный миллиметр, при этом достигалась очень хорошая надежность.
К середине 70-х годов положение на компьютерном рынке резко и непредвиденно стало изменяться. Четко выделились две концепции развитияЭВМ. Воплощением первой концепции стали суперкомпьютеры, а второй – персональные ЭВМ
Обычно считается, что период с 1975 по 1985 гг. принадлежит компьютерам четвертого поколения. Однако есть и другое мнение - многие полагают, что достижения этого периода не настолько велики, чтобы считать его равноправным поколением. Сторонники такой точки зрения называют это десятилетие принадлежащим "третьему-с половиной" поколению компьютеров, и только с 1985 г., по их мнению, следует отсчитывать годы жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день.
Так или иначе, очевидно, что, начиная с середины 70-х, все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, прежде всего, за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров.
И, конечно же, самое главное - что с начала 80-х, благодаря появлению персональных компьютеров, вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной. Складывается парадоксальная ситуация: несмотря на то, что персональные и миникомпьютеры по-прежнему во всех отношениях отстают от больших машин, львиная доля новшеств последнего десятилетия - графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети - обязаны своим появлением и развитием именно этой "несерьезной" технике. Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, отнюдь не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше.
Из отечественных ЭВМ к машинам 4-го поколения относятся микропроцессорные вычислительные комплексы (МВК) семейства "Эльбрус".
· В 1973-1979 гг. создан десятипроцессорный компьютер “Эльбрус-1”;
· В 1977-1984 гг. - “Эльбрус-2”, использующийся в системе ПРО второго поколения, ЦУПе, Арзамасе-16 и Челябинске-70.
· В 1985-1994 гг. разработан 16-процессорный “Эльбрус-3”, превосходящий по производительности лучший в то время западный суперкомпьютер GRAY-YMP.
· В 1986 году вышло постановление о создании МВК “Эльбрус-90микро”. Обязательным условием было использование в этой разработке только отечественных решений, элементной базы и математики.
· В 2003 году начат серийный выпуск МВК “Эльбрус-90микро”. Они функционируют под управлением ОС Solaris,Linux, МС ВС и выпускаются в стационарном, перебазируемом и настольном исполнениях. Число процессоров в них может составлять от одного до четырех.
· Продолжается в "МЦСТ" и работа над 128-процессорным вычислительным комплексом "Эльбрус-3м" на базе микропроцессора нового поколения "Эльбрус".
Наиболее значительным на этапе четвертого поколения ЭВМ стало появление персональных ЭВМ, что позволило приблизить ЭВМ к своему конечному пользователю. Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения.
Огромную роль в популяризации персональных компьютеров сыграли компьютерные журналы. Такие издания как «Radio Electronics» и«Popular Electronics» разжигали интерес к потенциалу микрокомпьютеров. По всей территории США возникли клубы любителей. Самым примечательным был компьютерный клуб Homebrew, образованный в марте 1975 года в Менло-Парке (штат Калифорния). В состав его первых членов входили Стив Джобс и его школьный друг Стив Возняк, позднее основавшие компанию Apple Macintosh.
Поэтому, когда появился первый микрокомпьютер, на него сразу же возник огромный спрос среди тысяч любителей, интерес которых подпитывался ежемесячно появлявшимися статьями в журналах.
Этим первым микрокомпьютером был «Altair-8800», созданный в 1974 году небольшой компанией в Альбукерке (штат Нью-Мексико). История его создания такова: Эд Робертс, организовавший в 1968 году компанию MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems), занимался производством калькуляторов. В 1973 году вследствие жесткой конкуренции со стороны Texas Instruments он оказался на грани банкротства, и вынужден был искать новую нишу на рынке. Робертса заинтересовал микропроцессор 8080, выпущенный Intel в апреле 1974 года, и уверенный в том, что этот микропроцессор может стать основой микрокомпьютера, он сам создал такую машину.
Этот компьютер продавался по цене около 500 дол. И хотя возможности его были весьма ограничены (оперативная память составляла всего 256 байт, клавиатура и экран отсутствовали), а также имелись серьезные недостатки по эксплуатации, «Altair-8800» стал бестселлером. Тысячи любителей, всегда мечтавших о собственном компьютере, безрассудно заказывали практически бесполезную для себя вещь. Так, из маленького американского городка, началось триумфальное шествие персонального компьютера по миру, изменяя жизнь, быт и даже мышление людей.
Позже покупатели сами снабжали этот компьютер дополнительными устройствами: монитором для вывода информации, клавиатурой, блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства стали выпускаться другими фирмами.
В 1976 году появился персональный компьютер Apple-1.
Он был разработан в середине 70-х Стивом Возняком. В то время он работал на компанию Hewlett-Packard, в которой не заинтересовались разработкой, передав все права на нее Стиву. Позже Стив Джобс убедил Возняка начать коммерческую продажу компьютера. Устройство продавалось по цене в 666 долларов и 66 центов. В 1977 году вышла вторая модель.
Тираж ПК APPLE-2 превысил 1 млн. экземпляров
Фирма IBM, основанная в 1914 г. и известность которой принесли ЭВМ серии IBM 360/370, в середине 70-х годов столкнулась с конкуренцией со стороны мини-ЭВМ, а затем и ПК.
Ответом конкурентам стал проект разработки массового ПК IBM PC (1981 г.). Первые ПК этого типа с процессором 8088 имели один НГМД и кассетный магнитофон. В ПЗУ был встроен язык программирования Бейсик. Емкость ОЗУ составляла всего 64 Кбайта.
Вскоре IBM-PC был модифицирован в IBM PC XT с НЖМД емкостью от 10 до 30 Мбайт. Конструкция этого ПК базировалась на материнской плате, которая позволяла расширять возможности ПК.
IBM PC явился промышленным стандартом ПК как в аппаратной, так и в программной части компьютера. С этого момента и начинается эра современных ПК.
Возникают ОС, поддерживающие графический интерфейс, интеллектуальные ППП, операционные оболочки. В связи с возросшим спросом на ПО совершенствуются технологии его разработки – появляются развитые системы программирования, инструментальные среды пользователя.
В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС. В сетевых ОС хорошо развиты средства защиты информации от несанкционированного доступа. Распределенные ОС обладают схожими с сетевыми системами функциями работы с файлами и другими ресурсами удаленных компьютеров, но там слабее выражены средства защиты.
В 1982 г. фирмой была создана новая модель IBM PC АТ с усовершенствованной технологией. Типовой объем ОЗУ вырос до 640 Кбайт – 1 Мбайта. Емкость НЖМД увеличилась до 40 Мбайт. Микропроцессор 80286 позволил в несколько раз увеличить скорость выполнения операций.
В 1987 г. фирма решила оградить себя от слишком резвых конкурентов и разработала серию ПК PS/2 с закрытой архитектурой и микроканальной шиной данных. Все периферийное оборудование для этой серии фирма стала производить сама. Но как показала практика, это направление явилось тупиковым в развитии ПК.
С 1993 г. фирма IBM приступила к выпуску ПК на микропроцессорах Intel 486, а затем и Intel Pentium с частотой 90 и 100 МГц. Память ПК составляла от 8 до 192 Мбайт, кэш-память от 256Кбайт до 1Мбайта. Базовое программное обеспечение составляли DOS 6.3, Windows 3.11 и OS/2.
Достижения в области миниатюризации привело к созданию нового поколения ПК – переносных компьютеров Notebook и КПК.
Термин КПК впервые употребил Джон Скалли на выставке в Лас-Вегасе, применительно к Apple Newton (у этого устройства был процессор ARM-610 с частотой 20 МГц, рукописный ввод и вес в 400 г). Это и был по сути дела первый КПК, поступивший в коммерческую продажу в 1993 году под именем Message Pad
9.Проект ЭВМ пятого поколения
Процесс подготовки задачи к решению на ЭВМ несоизмеримо продолжительнее самого решения. Многие месяцы подготовки задачи несопоставимы с несколькими минутами ее решения компьютером. Это одна из причин совершенствования традиционной технологии.
В этой связи возникает проблема организации нового типа взаимодействия конечного пользователя и компьютера. Эта проблематика получила выражение в проекте ЭВМ пятого поколения, который был опубликован в начале 80-х годов 20-го столетия в Японии.
Переход к компьютерам пятого поколения предполагал переход к новым архитектурам, ориентированным на создание искусственного интеллекта.
Считалось, что архитектура компьютеров пятого поколения будет содержать два основных блока. Один из них - собственно компьютер, в котором связь с пользователем осуществляет блок, называемый "интеллектуальным интерфейсом". Задача интерфейса - понять текст, написанный на естественном языке или речь, и изложенное таким образом условие задачи перевести в работающую программу.
Основные требования к компьютерам 5-го поколения:
· Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов);
· Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта;
· Создание новых технологий в производстве вычислительной техники;
· Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.
Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих являются базы данных и знаний. Для создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большой объем памяти.
Универсальные компьютеры способны производить высокоскоростные вычисления, но не пригодны для выполнения с высокой скоростью операций сравнения и сортировки больших объемов записей, хранящихся обычно на магнитных дисках.
Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление баз данных и работу с ними, были созданы специальные объектно-ориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.
Заключение
К сожалению, невозможно в рамках реферата охватить всю историю средств вычислений. Можно было бы еще долго рассказывать о том, как в маленьком городке Пало-Альто (штат Калифорния) в научно-исследовательском центре Xerox PARK собрался цвет программистов того времени, чтобы разработать революционные концепции, в корне изменившие образ машин, и проложить дорогу для вычислительной техники конца XX века. Как талантливый школьник Билл Гейтс и его друг Пол Аллен познакомились с Эдом Робертсом и создали удивительный язык БЕЙСИК для компьютера Altair, что позволило разрабатывать для него прикладные программы. Как постепенно менялся облик персонального компьютера, появились монитор и клавиатура, накопитель на гибких магнитных дисках, так называемых дискетах, а затем и жесткий диск. Неотъемлемыми принадлежностями стали принтер и «мышь». Можно было бы рассказать и о невидимой войне на компьютерных рынках за право устанавливать стандарты между огромной корпорацией IBM, и молодой Apple, дерзнувшей с ней соревноваться, заставившей весь мир решать, что же лучше MacintoshилиPC? И о многих других интересных вещах, происходивших совсем недавно, но ставших уже историей.
Для многих мир без компьютера – далекая история, примерно такая же далекая, как открытие Америки или Октябрьская революция. Но каждый раз, включая компьютер, невозможно перестать удивляться человеческому гению, создавшему это чудо.
Для понимания истории вычислительной техники рассмотренный реферат имеет, по крайней мере, два аспекта: первый – вся деятельность, связанная с автоматическими вычислениями, до создания компьютера ENIAC рассматривалась как предыстория; второй – развитие компьютерной техники определяется только в терминах технологии аппаратуры и схем микропроцессора.
Список использованной литературы
1. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер,2004
2. Жмакин А.П. Архитектура ЭВМ. – СПб.: БХВ - Петербург, 2006
3.Семененко В.А. и др. Электронные вычислительные машины. Учеб.пособие для ПТУ – М.: Высшая школа, 1991
Размещено на http://www.
