Часть 3 - Технические средства реализации информационных процессов (Т.В. Лукьянова - Конспект лекций по информатике), страница 16

Она была введенав строй 15 февраля 1946 года, имела автоматическое программное управление, новнутреннее запоминающее устройство для хранения команд у нее отсутствовало.Первой ЭВМ, обладающей всеми компонентами современных машин, была английская машина ЭДСАК, построенная в Кембриджском университете в 1949 году.На ней впервые был реализован принцип "хранимой программы", сформулированныйв 1945-46 г.г. американским математиком Джоном фон Нейманом (1903-1957).Работы в области вычислительной техники в нашей стране начались в небольшом местечке под Киевом, в Феофании, под руководством Сергея Алексеевича Лебедева (1902-1974), сразу же после Великой Отечественной войны. Здесь, в небольшом65здании, разместилась лаборатория вычислительной техники.

И уже в конце 1951 г.была предъявлена к сдаче Государственной комиссии первая советская ЭВМ –МЭСМ (малая электронная счетная машина). По сегодняшним меркам ее мощностьбыла до смешного мала: современный калькулятор с программной памятью, наверное, выиграл бы соревнование с МЭСМ. Но это был лишь первый шаг. Сделать егобыло очень непросто: не хватало специалистов, оборудования, теории… Много чегоне было. Однако уже в 1952 г. Началась опытная эксплуатация БЭСМ (большая электронная счетная машина).

Все разрабатывалось впервые: и теория, и техника, и методы работы. По существу, за какие-нибудь 10-15 лет была создана новая отрасльпроизводства использования средств вычислительной техники.3.10. Поколения ЭВМО дальнейшей истории развития ЭВМ будем говорить, деля ЭВМ на поколения.Это деление, строго говоря, условно. Большинство специалистов выделяют 5 основных поколений, разделяя их по элементной базе.Первое поколение, после 1946 годаОсобенности: Применение вакуумно-ламповой технологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса).Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства.Была реализована концепция хранимой программы.Быстродействие: 10-20 тыс. операций в секунду.Программное обеспечение: машинные языки.Примеры: ENIAC (США), МЭСМ (СССР).Второе поколение, после 1955 годаОсобенности: Замена электронных ламп как основных компонентов компьютера на транзисторы.

Компьютеры стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлением памяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд.Главный принцип структуры – централизация.Появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, устройства памяти на магнитных дисках.Быстродействие: 100-500 тыс. операций в секунду.Программное обеспечение: алгоритмические языки, диспетчерские системы,пакетный режим.Примеры: IBM 701 (США), БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22, Минск-32 (СССР).66Третье поколение, после 1964 годаОсобенности: компьютеры проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции (МИС – 10 – 100 компонентов на кристалл) и средней степениинтеграции (СИС – 10 -1000 компонентов на кристалл).Появилась идея, которая и была реализована, проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой, в основу которой положено главным образомпрограммное обеспечение.В конце 60-х появились мини-компьютеры.

В 1971 году появился первый микропроцессор.Быстродействие: порядка 1 млн. операций в секунду.Программное обеспечение: операционные системы (управление памятью,устройствами ввода-вывода и другими ресурсами), режим разделения времени.Примеры: IBM 360 (США), ЕС 1030, 1060 (СССР).Четвертое поколение, после 1975 года Особенности: использование при создании компьютеров больших интегральных схем (БИС – 1000 – 100 000 компонентов на кристалл) и сверхбольших интегральных схем (СБИС – 100 000 – 10 000 000 компонентов на кристалл).Началом данного поколения считают 1975 год – фирма Amdahl Corp. выпустилашесть компьютеров AMDAHL 470 V/6, в которых были применены БИС в качествеэлементной базы.Стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральныхсхемах – МОП ЗУПВ емкостью в несколько мегабайт.

В случае выключения машиныданные, содержащиеся в МОП ЗУПВ, сохраняются путем автоматического переносана диск. При включении машины запуск системы осуществляется при помощи хранимой в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) программы самозагрузки, обеспечивающей выгрузку операционной системы и резидентного программного обеспечения в МОП ЗУПВ.В середине 70-х появились первые персональные компьютеры, массовоепроизводство персональных компьютеров началось в 80-е годы XX века.Быстродействие: десятки и сотни млн. операций в секунду.Программное обеспечение: базы и банки данныхПримеры: Супер-компьютеры (многопроцессорная архитектура и использование принципа параллелизма), ПЭВМ.Пятое поколение, после 1982 годаОсобенности: 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.67Обработка знаний – использование и обработка компьютером знаний, которымивладеет человек для решения проблем и принятия решений.

Начало разработок –1982 г.3.11. Перспективы развития технических средств обработкиинформацииПри разработке и создании компьютеров и сопутствующей техники существенный и устойчивый приоритет в последние годы имеют сверхмощные суперкомпьютеры и миниатюрные и сверхминиатюрные компьютеры. Ведутся поисковые работыпо созданию компьютеров шестого поколения, базирующихся на распределенной"нейронной" архитектуре, – нейрокомпьютеров. Ближайшие прогнозы по созданиюновых функциональных устройств обещают создание микропроцессоров с быстродействием 100 млн. операций в секунду; встроенные сетевые и видеоинтерфейсы,плоские крупноформатные дисплеи UHD сверхвысокой четкости с разрешающейспособностью 4К (3840х2160) и 8К (7680х4320) пикселей, изготовленные по технологям LCD и OLED; портативные, размером со спичечный коробок, магнитные дискиемкостью более 1 Тбайт.В сетевых технологиях предполагается повсеместное внедрение мультиканальных широкополосных радио-, волоконно-оптических и оптических каналов обменаинформации в сети компьютеров, которые обеспечат практически неограниченнуюпропускную способность.Предполагается широкое внедрение средств мультимедиа и, в первую очередьаудио- и видеосредств ввода и вывода информации и возможности общения с компьютером на естественном языке.Развитие компьютерной индустрии идет стремительными темпами.

В 1965 г. всамой сложной микросхеме компании Fairchild было всего лишь 64 транзистора, сегодня количество транзисторов в процессоре Intel® Core i7-5960X составляет 2,2млрд., а владельцы iPhone обладают более мощным устройством, чем было у специалистов НАСА, когда они планировали полёт на Луну.Эмпирическое наблюдение, получившее название Закон Мура изначально сделанное Гордоном Муром, гласит (в современной формулировке) что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 2 года(каждый год в первоначальном варианте, скорректированном Муром в 1975 году).Мур пришел к выводу, что и мощность вычислительных устройств будет расти экспоненциально. В последнее время, чтобы получить возможность задействовать напрактике ту дополнительную вычислительную мощность, которую предсказывает закон Мура, стало необходимо задействовать параллельные вычисления.

На протяжении многих лет, производители процессоров постоянно увеличивали тактовую частоту и параллелизм на уровне инструкций, так что на новых процессорах старые од-68нопоточные приложения исполнялись быстрее без каких-либо изменений в программном коде. Однако сегодня по технологическим причинам "гонка частот" существенно замедлилась, и современные процессоры по частотным характеристикам недалеко продвинулись по сравнению с моделями двух- и трехлетней давности: тактовые частоты производительных процессоров сегодня не превышают 4 ГГц. Поэтомупроизводители современных процессоров предпочитают многоядерные архитектуры,и для получения всей выгоды от возросшей производительности процессоров программы должны переписываться в соответствующей манере.

Однако, по фундаментальным причинам, это возможно не всегда.69ЛИТЕРАТУРА1. Симонович С.В. – Информатика. Базовый курс. Учебник для ВУЗов. Стандарттретьего поколения / 3-е изд. СПб. : Питер, 2014, 640 с. (Гриф МО РФ).2. Информатика : учебник для бакалавров / под ред. В. В.

Трофимова. — 2-е изд.,испр. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2015. — 917 с. (Гриф МО РФ).3. Новожилов О. П., Информатика : учебник для прикладного бакалавриата /—3-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2015. — 619 с. (Гриф МО РФ).4. Макарова Н.В., Волков В.Б. Информатика: Учебник для вузов / СПб. : Питер,2011. 576 с.

(Гриф МО РФ).5. Гуриков С.Р. Информатика : учебник / М. : Инфра-М : Форум, 2014, 464 с.6. Соболь, Б. В. и др. Информатика: учеб. для студентов вузов / 5-е изд, стер. М. :Феникс, 2010. 448 с. (Гриф МО РФ).7. Степанов А.С. Информатика : Учебник для вузов. 6-е изд. Издательство: Питер. Серия: Учебник для ВУЗов. Год выпуска: 2010.

720 с. (Гриф МО РФ).70.