По истории информатики на тему (стр. 3 из 4)

Основные принципиальные особенности БЭСМ-6: магистральный, или, как в
1964 г. назвал его С.А. Лебедев, водопроводный принцип организации
управления; с его помощью потоки команд и операндов обрабатываются
параллельно (до восьми машинных команд на различных стадиях); использование
ассоциативной памяти на сверхбыстрых регистрах, что сократило количество
обращений к ферритной памяти, позволило осуществить локальную оптимизацию
вычислений в динамике счета; расслоение оперативной памяти на автономные
модули, что дало возможность одновременно обращаться к блокам памяти по
нескольким направлениям; многопрограммный режим работы для одновременного
решения нескольких задач с заданными приоритетами; аппаратный механизм
преобразования математического адреса в физический, что дало возможность
динамически распределять оперативную память в процессе вычислений
средствами операционной системы; принцип полистовой организации памяти и
разработанные на его основе механизмы защиты по числам и командам; развитая
система прерывания, необходимая для автоматического перехода с решения
одной задачи на другую, обращения к внешним устройствам, контроля их
работы. В электронных схемах БЭСМ-6 использовано 60 тыс. транзисторов и 180 тыс.
полупроводников-диодов.

III поколение (1964-1972 гг.)

В 1960 г. появились первые интегральные схемы (ИС), которые получили широкое распространение в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. ИС - это кремниевый кристалл, площадь которого примерно 10 мм2. 1 ИС способна заменить десятки тысяч транзисторов. 1 кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный “Эниак”. А компьютер с использованием ИС достигает производительности в 10 млн. операций в секунду.

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

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.

Наиболее быстродействующая ЭВМ ряда ЕС ЭВМ выпускалась заводом ВЭМ (г. Пенза). Она выполняла до 5 млн. опер/с.

В целях защиты от внешних воздействий интегральные схемы выпускают в
защитных корпусах. По количеству элементов различают интегральные схемы: 1-
й степени интеграции (до 10 элементов), 2-й степени интеграции (от 10 до
100) и т. д. Размеры отдельных элементов интегральных схем очень малы
(порядка 0,5-10 мкм) и подчас соизмеримы с размерами пылинок (1-100 мкм).
Поэтому производство интегральных схем осуществляется в особо чистых
условиях. Ко всем достоинствам ЭВМ третьего поколения добавилось еще и то, что их
производство оказалось дешевле, чем производство машин второго поколения.
Благодаря этому, многие организации смогли приобрести и освоить такие
машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ,
предназначенные для решения самых различных задач. Большинство созданных до
этого ЭВМ являлись специализированными машинами, на которых можно было
решать задачи какого-то одного типа.

1968 год. Начало эры ЕС ЭВМ.

Пожалуй, историю советского компьютеростроения можно разделить на две эпохи — до и после начала выпуска ЕС ЭВМ. Слишком важную роль сыграло появление этих машин в развитии отечественной вычислительной техники. И совсем по-разному шло это развитие до и после 1968 года. Существует мнение, что решение о воспроизведении в ЕС-архитектурe машин IBM стало началом заката советского компьютеростроения, поворотом от творческого поиска к бездумному копированию.

К концу 60-х в нашей стране выпускались ЭВМ общего назначения (около 20 типов), а также специализированные машины преимущественно для оборонного ведомства. Машин было много, хороших и разных (вот именно разных) и каждая требовала специальных усилий по разработке собственного программного обеспечения. Да и этого «много» становилось недостаточно — и инженеры, и ученые, и хозяйственники, и чиновники, наконец, начали осознавать роль вычислительных машин и насущную необходимость в их разработке. Правительство планировало существенно расширить производство ЭВМ в стране. И тогда встал вопрос, — каких ЭВМ?

К тому времени появилась информация о новом этапе в разработке вычислительных машин, начатом компанией IBM. Выпускавшаяся с 1964 года серия S/360 положила начало третьему поколению ЭВМ. Эти машины представляли собой не отдельно взятые системы, а семейство программно-совместимых компьютеров, различающихся по производительности, но общих по архитектуре. Собственно, именно в эти годы и возникло понятие компьютерной архитектуры, которое символизировало весь комплекс аппаратных и программных средств ЭВМ. У машин одного семейства могут быть разные технические параметры и функциональные возможности устройств, но всегда общие системы команд, организация взаимосвязей между модулями и матобеспечением.

В конце 60-х в нашей стране столкнулись проблемой — как перейти от создания отдельных уникальных экземпляров к индустрии вычислительных машин, количество которых покроет потребность в ЭВМ не единичных научных институтов, а десятков тысяч промышленных предприятий и других организаций. В конце 1967 года на правительственном уровне принимается решение о создании семейства универсальных вычислительных машин (единой серии ЭВМ — ЕС ЭВМ). В качестве прототипа «РЯДа» (таково первоначальное название ЕС) была выбрана серия IBM S/360. И в 1968 году в Минске, где располагалось наиболее современное и технологичное производство универсальных ЭВМ, началась работа над первой машиной семейства.

Одним из главных аргументов в пользу американских машин была богатейшая библиотека программ, которую можно было использовать только в том случае, если имеются машины идентичной архитектуры. Так что оснащение множества организаций машинами, на которых сразу будет мощная библиотека прикладных программ, представлялось весьма заманчивой перспективой. А именно это должно было произойти с выпуском ЕС.

Хотя с 70-х прекратился выпуск «Минсков» и пензенских «Уралов», советские ученые довольно успешно продолжали исследования в данной области.

ЭВМ 4-го поколения.

IV поколение (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. В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ оказалось возможным разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см2.). БИСы применялись уже в таких компьютерах, как “Иллиак”, ”Эльбрус”, ”Макинтош”. Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов. В таких машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов.

C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Ёмкость оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт.

Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) — ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979 г. фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров, создав первые персональные компьютеры- IBM PC.

Конструктивно-технологической основой ЭВМ четвертого поколения являются большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) ИМС.

К четвертому поколению относятся реализованные на СБИС такие новые средства вычислительной техники, как микропроцессоры и создаваемые на их основе микро-ЭВМ. Микропроцессоры и микро-ЭВМ нашли широкое применение в устройствах и системах автоматизации измерений, обработки данных и управления технологическими процессами, при построении различных специализированных цифровых устройств и машин.

Вычислительные возможности микро-ЭВМ оказались достаточными для создания на их основе в рамках ЭВМ четвертого поколения, нового по ряду эксплуатационных характеристик и способу использования типа вычислительных устройств - персональных ЭВМ, получивших в настоящее время широкое распространение.

В ЭВМ четвертого поколения достигается дальнейшее упрощение контактов человека с ЭВМ путем повышения уровня машинного языка, значительного расширения функций устройств (терминалов), используемых человеком для связи с ЭВМ, начинается практическая реализация голосовой связи с ЭВМ. Использование БИС позволяет аппаратурными средствами реализовывать некоторые функции программ операционных систем (аппаратурная реализация трансляторов с алгоритмических языков высокого уровня и др.), что способствует увеличению производительности машин.

Характерным для крупных ЭВМ четвертого поколения является наличие нескольких процессоров, ориентированных на выполнение определенных операций, процедур или на решение некоторых классов задач. В рамках этого поколения создаются многопроцессорные вычислительные системы с быстродействием, в несколько десятков и даже сотен миллионов операций в секунду. К этому же поколению относятся и многопроцессорные управляющие комплексы повышенной надежности с автоматическим изменением структуры (автоматической реконфигурацией).

Примером крупных вычислительных систем, которые следует отнести к четвертому поколению, является многопроцессорный комплекс «Эльбрус-2» с суммарным быстродействием до 100 млн. опер/с, с системой команд, приближенной к языкам высокого уровня, стековой организацией обращений к памяти.

Какими должны быть ЭВМ V поколения.

В 90-е годы прошлого века определились контуры нового, пятого поколения ЭВМ. В значительной степени этому способствовали публикации сведений о проекте ЭВМ пятого поколения, разрабатываемом ведущими японскими фирмами и научными организациями, поставившими перед собой цель захвата в 90-х годах японской промышленностью мирового лидерства в области вычислительной техники. Поэтому этот проект часто называют “японским вызовом”. Согласно этому проекту ЭВМ и вычислительные системы пятого поколения, помимо более высокой производительности и надежности при более низкой стоимости должны, обладать качественно новыми свойствами. В первую очередь к ним относятся возможность взаимодействия с ЭВМ при помощи языка, человеческой речи и графических изображений, способность системы обучаться, производить ассоциативную обработку информации, делать логические суждения, вести “разумную” беседу с человеком в форме вопросов и ответов. Вычислительные системы пятого поколения должны также “понимать” содержимое базы данных, которая при этом превращается в “базу знаний”, и использовать эти “знания” при решении задач. В настоящее время исследования по подобным проблемам ведутся и в России.

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.

Микропроцессоры и их применение.