4 эвм 360 (Ответы на экзаменационные билеты)

Возможно не удалось распознать кодировку файла

Второе поколение ЭВМ: 1960–1970-е годы

Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых и магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые микротрансформаторы). В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажом (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивает большую гибкость использования компьютеров.

Тактовые частоты работы электронных схем повысились до сотен килогерц.

Напряжение питания схем снизилось до 10–15 В, потребляемая мощность — до сотен ватт. Надежность работы ЭВМ существенно возросла — до нескольких сотен часов наработки на отказ. Регулярное профилактическое обслуживание по-прежнему требовалось.

В оперативных запоминающих устройствах чаще всего использовались миниатюрные тороидальные ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса (для хранения одного бита информации требовались один или два сердечника наружным диаметром 1–1,2 мм). Постоянные запоминающие устройства были трансформаторные (один тороидальный сердечник наружным диаметром 3–4 мм использовался для хранения битов одного разряда нескольких сотен чисел; для хранения кода “1” провод “прошивался” в отверстие сердечника, для хранения кода “0” провод проходил мимо сердечника).

Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках и на флоппи-дисках — промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.

В 1964 году появился первый монитор для компьютеров — ibm 2250. Это был монохромный дисплей с экраном 12 * 12 дюймов и разрешением 1024 * 1024 пикселов. Он имел частоту кадровой развертки 40 Гц. Устройство управления ЭВМ поддерживало систему прерываний программ, многопрограммную работу и параллельность использования устройств машины.

Появились первые операционные системы и алгоритмические языки машинно-ориентированного низкоуровневого (ассемблеры) и высокоуровневого программирования (Фортран, Алгол, Кобол, Бейсик и др.). Программы стали переносимыми с одного типа компьютера на другой.

Устройства машин и их программы стали больше ориентированы на обработку массивов информации. ЭВМ второго поколения стали применяться не только для решения научно-технических задач, но и для автоматизации процессов технологического и организационного (административного) управления. На базе полупроводниковых ЭВМ стали успешно создаваться автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) и системы автоматического управления технологическими процессами.

Создаваемые на базе компьютеров системы управления потребовали от ЭВМ более высокой производительности, а главное — надежности. В компьютерах стали широко использоваться коды с обнаружением и исправлением ошибок, встроенные схемы контроля.

В машинах второго поколения были впервые реализованы режимы пакетной обработки и телеобработки информации.

Первой ЭВМ, в которой частично использовались полупроводниковые приборы вместо электронных ламп, была машина seac (standarts eastern automatic computer), созданная в 1951 году.

Среди первых полностью полупроводниковых машин были:

tradic (transistor digital computer) — 1956 г. (малая машина);

tx-0 (transistor experimental Сomputer) — 1957 г. (малая машина);

ibm 7070 — 1957 г. (большая машина);

philco — 1957 г. (большая машина);

recomp 2 — 1957 г. (малая машина);

univac solid state — 1958 г. (большая машина);

national cash-304 — 1958 г. (большая машина);

ramington rand uss — 1958 г. (малая машина);

ibm 7090 — 1959 г. (большая машина);

ibm 1401 — 1959 г. (малая машина);

univac 3 — 1959 г. (большая машина).

Стоимость больших машин составляла от $500 000 до $2 300 000, малых машин — до $300 000.

Заслуживает внимания и первая (1961 г.) супермалая полупроводниковая машина ibm 1620, размещавшаяся (без накопителя на магнитной ленте) на конторском столе (стоимость этой машины составляла около 75 000 долларов).

В начале 60-х годов полупроводниковые машины стали производиться и в СССР. Основные характеристики некоторых полупроводниковых отечественных машин представлены в табл. 3.1.

В середине 60-х годов мировое количество ЭВМ возросло по сравнению с 50-ми годами на порядок. Так в 1966 году количество установленных машин составляло:

в США — 27 000;

в Западной Европе — 6000;

в Японии — 1900.

Таблица 3.1. Характеристики отечественных ЭВМ второго поколения Модель ЭВМ Производительность, операций/с Разряд-ность, бит Адрес-ность Емкость ОЗУ, килочисел Цикл ОЗУ, мкс

Минск 22 5 Ч 103 37 2 8 24

Минск 32 4 Ч 104 37 2 64 5

БЭСМ 4 2 Ч 104 45 3 8 10

БЭСМ 6 106 48 1 32 2

М 220 7 Ч 104 48 3 32 6

Урал 14 5 Ч 104 24 1 64 9

Урал 16 5 Ч 104 48 1 512 3

В середине 60-х и у нас в стране, и за рубежом внимание акцентировалось на надежности ЭВМ и их системном использовании. Поэтому в СССР было принято постановление ЦК КПСС о разработке семейств ЭВМ на базе крупных компьютерных предприятий о создании строгой системы унификации схем и узлов ЭВМ. По этому же постановлению стали разрабатываться программно-совместимые и технически-совместимые системы вычислительных машин.

До этого из-за дефицита выпускаемых ЭВМ и длительного (иногда несколько лет) срока с момента заказа и до получения машины ЭВМ часто разрабатывались и создавались небольшими группами специалистов на непрофильных предприятиях, что, естественно, не гарантировало их качества. После названного постановления у нас в стране было разработано и выпускалось семейство ЕС ЭВМ (единая система ЭВМ). Машины этой системы разрабатывались на крупных специализированных предприятиях не только Советского Союза, но и других стран СЭВ (Совета Экономической Взаимопомощи): ГДР, Болгарии, Венгрии, Польши и др.

Что касается системного применения ЭВМ, то в середине 60-х годов существенно изменилась технология их использования. По образному выражению В. М. Глушкова, “машины раньше часто использовались как большие арифмометры”, то есть непосредственно перед решением задачи в ЭВМ вводились программы и данные, необходимые для этого решения. Появились технологии создания больших баз данных в памяти ЭВМ, осуществлялась выдвинутая академиком Глушковым программа “АСУПизации”, массового создания АСУП (автоматизированных систем управления предприятиями). В связи с этим при использовании ЭВМ рекомендовалось и программы, и данные постоянно хранить в памяти машины и использовать ее по мере надобности.

Итак, основные направления совершенствования ЭВМ второго поколения:

Переход на полупроводниковую элементную базу и печатный монтаж.

Блочный принцип конструирования и унификация ячеек и блоков ЭВМ.

Облегчение программирования для ЭВМ.

Ориентация ЭВМ не только на вычислительную работу, но и на работу с массивами информации.

Повышение надежности работы машин, использование кодов с обнаружением и исправлением ошибок и встроенных схем контроля.

Расширение областей применения ЭВМ.

Третье поколение ЭВМ: 1970–1980-е годы

В 1958 году Роберт Нойс изобрел малую кремниевую интегральную схему, в которой на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Эти схемы позже стали называться схемами с малой степенью интеграции (small scale integrated circuits — ssi). А уже в конце 60-х годов интегральные схемы стали применяться в компьютерах. Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до единиц мегагерц. Снизились напряжения питания (единицы вольт) и потребляемая машиной мощность. Существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.

В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрные ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители. Появились еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства на триггерных регистрах, имеющие огромное быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и быстродействующая кэш-память. Операционная система поддерживает технологию использования виртуальной памяти.

ВНИМАНИЕ

Начиная с момента широкого использования интегральных схем в компьютерах, технологический прогресс в вычислительных машинах можно наблюдать, используя широко известный закон Мура. Один из основателей компании intel Гордон Мур в 1965 году открыл закон, согласно которому количество транзисторов в одной микросхеме удваивается через каждые 1,5 года.

Ввиду существенного усложнения как аппаратной, так и логической структуры ЭВМ 3-го поколения часто стали называть системами.