Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 10
Текст из файла (страница 10)
ОЗУ на магнитных барабанах: 2 барабана по 5000 чисел со средним временем доступа 40 мс н скоростью считывания 800 чисел/с. ВЗУ на магнитных лентах: 4 шт. по 30000 чисел со скоростью считывания 400 чисел/с. 12 Ввод с перфоленты со скоростью 20 кодов/с. Печать — 20 чисел/с. Машина содержала 4000 электронных ламп, 5000 полупроводниковых диодов, 200000 ферритовых сердечников. Потребляемая мощность — 35 кВт (без мощности вентиляторов). В 50-60-е годы ХХ века были разработаны еще более десятка советских ЭВМ: «Стрела», «Урал», «Минск», М-20, М-220 и др.
ПРИМЕЧАНИЕ В составе большинства указанных ЭВМ можно назвать и различные их модификации, Так, машины «Минск» вЂ” одни из лучших отечественных ЭВМ того времени — имели модели; «Минск-1», «Минск-2», «Минск-22», «Минск-23», «Минск-32м Следует также отметить одну из немногих машин, полностью основанных на отечественной разработке, иптсрссную ЭВМ «Рута-110», не получившую широкого распространения из-за специфического программного обеспечения. У истоков создания советской вычислительной техники стояли такие крупные отечественные ученые, как Сергей Алексеевич Лебедев, Башир Искандарович Рамеев, Юрий Яковлевич Базилевский, Исаак Семенович Брук, Алексей Андреевич Ляпунов, Виктор Михайлович Глушков и др. Вопросы для самопроверки 1.
Каковы технические предпосылки создания ЭВМ? 2. Назовите основные разновидности механических счетных машин. 3. Каковы отличительные черты отдельных видов механических счетных машин? 4. Дайте общую характеристику электромеханических счетных машин. 5. Назовите первую в мире ЭВМ. 6. Когда была создана первая в мире ЭВМ? 7. Назовите основные концепции построения ЭВМ, сформулированные Винером и фоь Нейманом. 8. В чем сущность понятия «ЭВМ с хранимой программой»? 9. Нарисуйте функциональную блок-схему машины Неймана.
10. Назовите первую ЭВМ с хранимой программой. Вопросы дпя самопроверки 49 11. Дайте краткую характеристику ЭВМ с хранимой программой. 12. Назовите модели первых отечественных ЭВМ. 13. Назовите советских ученых, создавших первые отечественные ЭВМ. ГЛАВА 3 Эволюция ЗВМ Начиная с 1950 года, каждые 7-10 лет кардинально обновлялись конструктивно-технологические и программно-алгоритмические принципы построения и использования ЭВМ. В связи с этим правомерно говорить о поколениях вычислительных машин.
Условно каждому поколению можно отвести 10 лет. Первое поколение ЭВМ: 1950-1960-е годы Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях н электронных вакуумных лампах с нитью накала. В оперативных запоминаюших устройствах использовались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и электромагнитные линии задержки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). В качестве внешних запоминаюших устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы. Напряжения питания компьютерных схем составляли десятки — сотни вольт, а в случае использования ЭЛТ и киловольты. Машины потребляли несколько десятков киловатт.
Они имели центральное устройство управления (УУ), обеспечивакнцее строго последовательную работу всех основных устройств. Тактовая частота работы УУ была в пределах десятков — сотен килогерц. Ввод-вывод информации осушествлялся с перфокарт, перфолент, магнитных лент или с клавиатуры. Программирование работы ЭВМ этого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, то есть программы были жестко ориентированы на конкретную модель машины и «умирали» вместе с этими моделями. ПРИМЕЧАНИЕ О трудоемкости программирования на машинном языке можно судить по американской статистике: для разработки и отладки программы размером!0000 машинных команд затрачивалось примерно 10000 человеко-часов работы программистов.
То есть программист на формирование, логическое согласование и отладку одной машинной команды тратил а среднем один час! Только в середине 1950-х годов появились машинно-ориентированные языки типа языков символического кодирования (ЯСК), позволявшие вместо двоич- Второе поколение ЗВМ: 1960-1970-е годы ной записи команд и адресов использовать их сокращенную словесную (буквенную) запись и десятичные числа. В 1956 году был создан первый язык программирования высокого уровня для математических задач — язык Фортран, а в 1958 году — универсальный язык программирования Алгол.
Использовались машины первого поколения, по образному выражению академика В. М. Глушкова, как «большие арифмометры», ибо и программы и данные вводились в память ЭВМ непосредственно перед решением каждой конкретной задачи, а результаты решения сразу же выводились из машины для дальнейшего неавтоматизированного использования. ЭВМ были ориентированы на численное решение научно-технических задач, для которых характерны малый объем входной и выходной информации и большое количество вычислительных операций ее обработки.
Надежность машин первого поколения была крайне низкой — несколько десятков часов наработки на отказ. Для поддержания удобоваримой надежности машины требовали регулярного ежесуточного, еженедельного и ежемесячного профилактического обслуживания, во время которого выявлялись и заменялись потенциально ненадежные элементы (еженедельное обслуживание было более тшательным, нежели ежесуточное, а ежемесячное еще более трудоемким). Работал на машине непосредственно программист, чуть позже — оператор, но и тот и другой общались с ЭВМ посредством громадного пульта, имевшего большое число переключателей (тумблеров) и световых индикаторов (лампочек), отображавших информацию в двоичной системе счисления (горит — не горит лампочка).
Организационно ЭВМ эксплуатировались в составе вычислительных центров, причем для эффективного использования каждой ЭВМ необходим был штат 10-20 программистов (с одной машины на другую программы, как правило, не переносились). В те годы количество программистов существенно превышало количество имевшихся ЭВМ (к 1960 году во всем мире насчитывалось всего несколько тысяч машин). Названные ранее ЭВМ, начиная от 1)!к!!УАС и заканчивая БЭСМ-2 и первыми моделями ЭВМ «Минск» и «Урал», относятся к первому поколению вычислительных машин.
Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых' и магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые микро- трансформаторы). В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажом (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться блочный принцип конструирования машин, кото- ' Транзистор был изобретен сотрудниками Ве!! 1.аЬогагот!ез (США) Джоном Бардиным, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли в 1949 году, за что семь лет спустя они были удостоены Нобелевской премии по физике.
Глава 3. Эволюция ЭВМ рый 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 «О» 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 — 1ВМ 2250.
Это был монохромный дисплей с экраном 12 и 12 дюймов и разрешением 1024 и 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
