Поколения ЭВМ

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 — 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.

В 1959 году фирма INTEL⁷ (США) по заказу фирмы Datapoint (США) начала создавать МП⁸. Первым микропроцессором на мировом рынке стал МП Intel 8008. В последние годы появились такие МП, которые могут полностью автоматизировать производство и многие сферы обслуживания. Но это может привести к росту безработицы. МП - это эффективный с технологической и экономической точки зрения инструмент для переработки возрастающих потоков информации. Новое поколение МП идёт на смену предыдущему каждые два года и морально устаревает за 3-4 года. МП вместе с другими устройствами микроэлектроники позволяют создать довольно экономичные информационные системы. Причина такой популярности МП состоит в том, что с их появлением отпала необходимость в специальных схемах обработки информации, достаточно запрограммировать её функцию и ввести в ПЗУ МП.

Перспективы развития вычислительной техники.

Уже сейчас вычислительная техника достигла просто потрясающих  высот. Так в 2002 году для Института  наук о земле в городе Иокогама (Япония) корпорацией NEC был создан наимощнейший на сегодняшний день суперкомпьютер Earth Simulator. Производительность новой машины, определенная при помощи стандартных тестов LINPACK⁹, составляет 35,6 TELOPS¹⁰. Если сопоставить полученные результаты с показателями, приведенными в перечне Top 500(рейтинг 500 наиболее мощных компьютеров мира), становится ясно, что Earth Simulator работает быстрее, чем 18 лучших попредыдущему рейтингу, машин вместе взятых.

Заключение.

 

Сегодня, с таким колоссальным развитием ИТ-технологий и массовой компьютеризацией нашей планеты, когда компьютеры становятся нашим незаменимым помощником, все больше внедряясь в повседневную жизнь человека, принципы архитектуры компьютера остаются неизменными еще с того момента, как знаменитый математик Джон фон Нейман в 1945 году подготовил доклад об устройстве и функционировании универсальных вычислительных устройств, то есть компьютеров. 
Список литературы:

 

1.    Алтухов Е.В., Рыбалко Л.А., Савченко В.С. Основы  информатики и вычислительной  техники, М., «Высшая школа», 1992.

 

2.    Бордовский Г.А., Исаев Ю.В., Морозов В.В. Информатика в понятиях и терминах, М., 1991.

 

3.    Бусленко  Н.В. Кто быстрее всех читает?, М., 1989.

 

4.    Выгодский  М.Я. Арифметика и алгебра в  древнем мире, М., «НАУКА», 1967.

 

5.    Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, Уфа, 1993.

 

6.    Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Общая информатика, М., 1999.

 

7.    Шафрин Ю. Информационные технологии, М., 1998.

 

 8. www.osp.ru – «Очерки по истории советской вычислительной техники и школ программирования» автор Наталия Дубова.

 

9. Герасименко В.А. Основы информатики (в 2-х частях). //МГИАН, 1991, Деп. в ВИНИТИ, N3718-B-91.

10. Громов Г.Р. Очерки информационной технологии. - М., Наука, 1993.

В.Э.Фигурнов, "IBM PC для  пользователя", М., "Инфра-М"1995г.

11. Дубровский Е.Н., Соколова И.В. Основы социальной информатики (конспект лекции). - М., МГСУ, 1996.

12. Казиев В.М. Математика и информатика (в 3-х частях). – Нальчик, «Полиграфсервис и Т», 2001

¹ Перфолента (перфорированная лента) — носитель информации в виде бумажной, нитроцеллюлозной или ацетилцеллюлозной ленты с отверстиями.

² Перфокарта (перфорированная карта) — носитель информации, сделанный из тонкого картона. Представляет информацию наличием или отсутствием отверстий в определённых позициях карты.

³ ИС — Интегральные схемы

⁴ IBM (International Business Machines) — один из крупнейших в мире производителей и поставщиков аппаратного и программного обеспечения, а также ИТ-сервисов и консалтинговых услуг.

⁵ EC ЭВМ — Единая Система ЭВМ

⁶ СМ ЭВМ —  Семейство Малых ЭВМ

⁷ Intel Corporation — американская корпорация, производящая широкий спектр электронных устройств и компьютерных компонентов, включая микропроцессоры, наборы системной логики (чипсеты) и др

⁸ МП — Микропроцессор

⁹ LINPACK — популярный тест производительности, предназначенный для оценки производительности систем параллельных вычислений.

¹⁰ TELOPS – Триллион операций с плавающей запятой в секунду