История развития вычислительной техники

 Это были довольно громоздкие сооружения, содержавшие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт. Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд. Это довольно трудоемкая работа.

Поэтому программирование в те времена было доступно немногим. 

В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. Транзисторы быстро внедрялись в радиотехнику.

Второе поколение ЭВМ

В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения.

Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду. 

Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения.  

Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы. Такие системы связаны с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации.  

Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. 

Составление программы перестало зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием.

Третье поколение ЭВМ

Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах. С помощью очень сложной технологии специалисты научились монтировать на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см, достаточно сложные электронные схемы. Их назвали интегральными схемами (ИС). Первые ИС содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). 

Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС. 

ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Это были машины на ИС. 

Немного позднее стали выпускаться машины серии IBM-370, построенные на БИС. 

В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ) по образцу IBM-360/370. 

Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом. 

Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств —магнитные диски. Как и на магнитных лентах, на дисках можно хранить неограниченное количество информации. Но накопители на магнитных дисках (НМД) работают гораздо быстрее, чем НМЛ. 

Широко используются новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители. 

В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ).

В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. Своеобразным эталоном здесь стали машины американской фирмы DEC серии PDP-11.

В нашей стране по этому образцу создавалась серия машин СМ ЭВМ (Система Малых ЭВМ). Они меньше, дешевле, надежнее больших машин. 

Машины этого типа хорошо приспособлены для целей управления различными техническими объектами: производственными установками, лабораторным оборудованием, транспортными средствами. По этой причине их называют управляющими машинами. 

Во второй половине 70-х годов производство мини-ЭВМ превысило производство больших машин.

 

 Четвертое поколение ЭВМ

Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора.

Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора 

Микропроцессор — это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память.

 Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Такие микропроцессоры осуществляют автоматическое управление работой этой техники. 

Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ, которые относятся к машинам четвертого поколения.  

Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. 

Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.  

Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры

Появление феномена персональных компьютеров связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка. 

В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году — Apple-2. 

Сущность того, что такое персональный компьютер, кратко можно сформулировать так: ПК — это микроЭВМ с «дружественным» к пользователю аппаратным и программным обеспечением.  

В аппаратном комплекте ПК используется

• цветной графический дисплей,
• манипуляторы типа «мышь»,
• «джойстик»,
• удобная клавиатура,
• удобные для пользователя компактные диски (магнитные и оптические).

Программное обеспечение позволяет человеку легко общаться с машиной, быстро усваивать основные приемы работы с ней, получать пользу от компьютера, не прибегая к программированию.

Общение человека и ПК может принимать форму игры с красочными картинками на экране, звуковым сопровождением. Неудивительно, что машины с такими свойствами быстро приобрели популярность, причем не только среди специалистов. 

ПК становится такой же привычной бытовой техникой, как радиоприемник или телевизор. Их выпускают огромными тиражами, продают в магазинах.

С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). 

В конце 80-х — начале 90-х годов большую популярность приобрели машины фирмы Apple Corporation марки Macintosh. В США они широко используются в системе образования. 

Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. 

С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей деятельности человека.

Есть и другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения. Это — суперЭВМ. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду.

Первой суперЭВМ четвертого поколения была американская машина ILLIAC-4, за ней появились CRAY, CYBER и др. 

Из отечественных машин к этой серии относится многопроцессорный вычислительный комплекс ЭЛЬБРУС.

ЭВМ пятого поколения

ЭВМ пятого поколения — это машины недалекого будущего. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень. 

Машины пятого поколения — это реализованный искусственный интеллект. 

В них будет возможным ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение», машинное «осязание». 

Многое уже практически сделано в этом направлении.

История развития ЭВМ в СССР

Развитие ЭВМ в СССР связано с именем Сергея Александровича Лебедева. Нашим ученым уже было известно о создании в США машины ENIAC – первой в мире ЭВМ с электронными лампами в качестве элементной базы и автоматическим программным управлением. Но сведения о разработках на Западе были неполными, и разработка советских ЭВМ велась независимо.

Под руководством С.А.Лебедева было разработана серия БЭСМ и серия специализированных машин  и вычислительных комплексов, применявшаяся, в том числе, и для организации ПВО. 
Международным компьютерным обществом «IEEE Computer Society» С.А.Лебедев был удостоен своей высшей награды — медали «Computer Pioneer Award» («Пионер компьютерной техники») 
за выдающие пионерские работы в области создания вычислительной техники.

Семейство ЭВМ «Урал»

«Урал» - семейство советских цифровых ЭВМ общего назначения. Разработка велась с 1955 года в г. Пензе под руководством главного конструктора Башира Рамеева. Серийное производство — на заводе счётно-аналитических машин (САМ) в Пензе.

Ламповые ЭВМ в семействе:Урал-2, Урал-3 и Урал-4. В них использовалась память на ферритовых сердечниках, была расширена емкость внешних запоминающих устройств на барабане и магнитной ленте, применялся значительно расширенный набор устройств ввода-вывода.

Полупроводниковые ЭВМ в семействе: Урал-11, Урал-14 и Урал-16. Имели гибкую блочную структуру и позволяли формировать вычислительные системы, состоящие из нескольких машин. 
Особенности: Основу системы математического обеспечения последних моделей ЭВМ Урал составляла универсальная программа-диспетчер, выполнявшая роль операционной системы. В состав математического обеспечения входил также автокод АРМУ, обеспечивающий полную совместимость программ для моделей «снизу вверх». Библиотека программ формировалась из программ, составленных на языке АРМУ, Алгол60, Алгамс, Алгэк. В последней модели семейства — машине Урал-16 (1967 год) успешно прошла испытания операционная система, обеспечивающая пакетную обработку данных.

Производительность: От 100 операций в секунду («Урал 1»).

ЭВМ «М-20»(Семейство БЭСМ)

«M-20» — советская ламповая электронная вычислительная машина. Разработка велась в Институте точной механики и вычислительной техники под руководством С. А. Лебедева, была начата в 1955 году и завершена в 1958 году. ЭВМ выпускалась с 1959 по 1964 год на Заводе вычислительных машин (Казань) и Московском заводе САМ, всего в Казани было выпущено 63 комплекта. Была ориентирована на решение сложных математических задач.

Особенности:  Система счисления двоичная. Способ представления чисел — с плавающей запятой. В машине предусмотрена внешняя память на магнитных барабанах и лентах. Машина построена по мелкоблочному принципу. Стандартные блоки выполнены на импульсных потенциальных элементах. В машине использовано 4500 электронных ламп и 35 тыс. полупроводниковых диодов.

Производительность: 20 тыс. операций в секунду.

Семейство ЭВМ «Минск»

«Минск» — семейство советских цифровых ЭВМ средней производительности, предназначенных для использования в высшем образовании и науке. Разрабатывались и выпускались в городе Минск, с 1959 по 1975 гг.

Серия «Минск-1» («Минск-11», «Минск-12», «Минск-14», «Минск-16»): одни из первых серийных отечественных машин малого класса на электронных лампах.  Применялись в основном для решения инженерных, научных и конструкторских задач математического и логического характера.

Быстродействие: 3000 операций в секунду.  

Серия «Минск-2» («Минск-22»,  «Минск-22М»,  «Минск-22»): одни из первых серийных полупроводниковых электронных вычислительных машин малого класса, созданные в СССР и обладавшие возможностью ввода, обработки и вывода текстовой информации. Применялись для решения научно-технических и планово-экономических задач. Агрегатная конструкция и возможность варьировать состав устройств позволяла широко использовать машины в вычислительных центрах, в научно-исследовательских институтах, конструкторских бюро и на промышленных предприятиях. 
Быстродействие: около 56 000 операций («Минск-22»)  

«Минск-32»- самая массовая ЭВМ второго поколения в СССР. Эта ЭВМ широко использовалась в народном хозяйстве страны. Выпускалась с 1968 года по 1975 год. Всего было выпущено около 3000 машин. 
Для Минск-32 было разработано достаточно богатое, по меркам своего времени, программное обеспечение 
Быстродействие: около 65 тыс. операций в секунду.

Семейство ЭВМ «БЭСМ»

«БЭСМ» (сокращение от Большая (или Быстродействующая) электронно-счётная машина) — серия советских электронных вычислительных машин общего назначения, предназначенных для решения широкого круга задач.