Презентация, доклад на тему Этапы развития вычислительной техники

виде набора цифр (чисел). Преобразования - это арифметические действия.

Для компьютерной техники характерна прежде всего быстрота смены поколений - за ее короткую историю развития уже успели смениться три поколения и сейчас мы работаем на компьютерах четвертого поколения.
Что же является определяющим признаком при отнесении ЭВМ к тому или иному поколению? Это прежде всего их элементная база (из каких в основном элементов они построены), и такие важные характеристики, как быстродействие, емкость памяти, способы управления и переработки информации.

1946 г.

— электронный числовой интегратор и вычислитель), ЭНИАК — первая в мире ЭВМ, созданная в США в 1946 году (Дж. Эккерт и Дж. Моучли) .
Вес машины составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади.
Комплекс включал 17 468 электронных ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 10 тысяч конденсаторов, 70 тысяч резисторов и около 5 миллионов ручных переключателей. Оперативная память была реализована на электронных лампах и вмещала 20 десятичных слов. Производительность составляла 300 умножений или 5000 сложений в секунду.
Ввод/вывод данных осуществлялся через перфокарты, а программирование — путём ручной установки переключателей в нужные положения. Для того чтобы задать новую программу, требовались недели.
Благодаря ENIAC компьютерный язык получил новый термин. Дело в том, что лампы часто перегорали из-за жучков, которые заползали внутрь системы, привлеченные теплом и свечением. Термин «жучки» (bugs), под которым подразумевают ошибки в программных и аппаратных средствах компьютеров, возник именно тогда.
ЭНИАК существовал в единственном экземпляре и никогда не был повторен.

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)

или 5000 сложений
Поскольку ENIAC имела 18 тысяч электронных ламп, 1,5 тысячи реле, 10 тысяч конденсаторов, 70 тысяч резисторов и около 5 миллионов ручных переключателей,
ENIAC была ненадежна в работе.

всего в том, что она показала — задача создания автоматической ЭВМ, работающей по заранее заданной программе, в принципе осуществима, для чего необходима лишь её технологическая доработка.

направленные на:
создание надежных электронных цифровых элементов
разработку рациональных структур ЭВМ

были электронные лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач.
К этому поколению ЭВМ можно отнести: МЭСМ, БЭСМ-1, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, "Сетунь", БЭСМ-2, "Раздан".
Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2—3 тысяч операций в секунду, емкость оперативной памяти—2 КВ .

Электронные лампа

машин и потребляемой мощности

ВЫВОД: использование ламп стало тормозить дальнейшее развитие техники ЭВМ

Первое поколение ЭВМ 1946 — 1960 гг.

1950-х годов – создание типичной ЭВМ 1 поколения, в которой цифровым элементом оперативной памяти служит ферритовый сердечник,
основным элементом управления и арифметического устройства – триггер.

Надежность значительно выше, НО
Используются МЕДЛЕННЫЕ периферийные или внешние запоминающие устройства на магнитных лентах, магнитных дисках, магнитных барабанах,
ОЧЕНЬ ОГРАНИЧЕННОГО ОБЪЕМА

Bell Laboratories физики Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин создали транзистор. За это достижение им была присуждена Нобелевская премия.

Середина 1950-х - на смену электронным лампам пришли полупроводниковые приборы (диоды и транзисторы)

выше, чем у электронных ламп

Повысилась надежность ЭВМ

Уменьшились габариты машин

С внедрением цифровых элементов на полупроводниковых приборах началось создание ЭВМ 2 поколения

мешала организация вычислительного процесса, применяемая в ЦВМ.
А именно:

решения и выводов результатов вычислений НЕЛЬЗЯ было вводить НОВУЮ ЗАДАЧУ
По мере повышения быстродействия медленные операции (выполняемые механ. устройствами- считывание исходной информации, вывод на печать…) занимали все большую часть общего времени работы машины, тогда как «быстрые» арифметические устройства простаивали.

независимо друг от друга по разным программам

Возможность решать на машине одновременно несколько задач

Мультипрограммирование

арифметическое устройство решает несколько задач

СИСТЕМА

Мультипрограммный режим не ускоряет решение определенной задачи, НО существенно повышает общую производительность ЭВМ

одного устройства ввода, таких устройств может быть несколько
Они могут располагаться удаленно
Результаты решения также по линиям связи направляются на терминалы, имеющие устройства вывода (печатающие устройства или дисплей).

Марков, Л.А. Калужин) и численных методов (В.М. Глушков, А.А. Самарский, А.Н. Тихонов).

Первое поколение ЭВМ 1946 — 1960 гг.

1958 г. Джек Килби из фирмы Texas Instruments создал первую интегральную схему

полупроводниковые приборы.
Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличило емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность.
С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Появились также специализированные машины, например ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д.
Именно в этот период возникла профессия специалиста по информатике, и многие университеты стали предоставлять возможность получения образования в этой области.

требовало расширения функциональных возможностей ЭВМ и следовательно, усложнения их структуры.
Полупроводниковая техника уже не отвечала требованиям развития ЭВМ (габариты, потребление энергии, технологичность, надежность)

Второе поколение ЭВМ 1960 — 1964 гг.

интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными объектами и др.).
Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ. Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились.

лента

ЭВМ без увеличения из физического размера
Повысило надежность
Наиболее важным критерием различия машин второго и третьего поколений является критерий, основанный на понятии архитектуры.

Удешевляется производство ЭВМ

Третье поколение ЭВМ 1959 — 1970 гг.

тыс. опер./с.
С ее применением связаны расчеты запусков космических ракет и первых в мире искусственных спутников Земли.

Третье поколение ЭВМ 1959 — 1970 гг.

с помощью модема.
1964 г. Начат серийный выпуск семейства машин третьего поколения — IBM/360.

Третье поколение ЭВМ 1959 — 1970 гг.

БЭСМ-6

Уже в конце 60-х гг. стоимость математического обеспечения ЭВМ превысила стоимость материальной части
Развивается программирование и разработка программ

совместимых.
В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы
Управляются развитыми операционными системами. (Мультипрограммирование, управления памятью, устройствами и ресурсами )
Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду.
Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

схемы (БИС). Машины предназначались для резкого повышения производительности труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту.
Высокая степень интеграции способствует увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что ведет к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости.

диск типа "винчестер".
1974 г. Фирма Intel разработала первый универсальный восьмиразрядный микропроцессор 8080 с 4500 транзисторами.
1974 г. Эдвард Робертс, молодой офицер ВВС США, инженер-электронщик, построил на базе процессора 8080 микрокомпьютер Альтаир, имевший огромный коммерческий успех, широко использовавшийся для домашнего применения.

Четвертое поколение ЭВМ 1971 — … гг.

Альтаир

Intel-8008 компьютера, т.е. устройства выполняющего те же функции, что и большая ЭВМ.
В начале 1975 года появился первый коммерчески распространенный компьютер, построенный на основе микропроцессора Intel - 8080.

Apple 1 - один из первых персональных компьютеров (1976)

Альтаир 8800

Четвертое поколение ЭВМ 1971 — … гг.

Гейтс реализовали для Альтаира язык Бейсик.

Билл Гейтс и Пол Аллен

Впоследствии они основали фирму Майкрософт (Microsoft), являющуюся сегодня крупнейшим производителем программного обеспечения.

1975 г. Фирма IBM начала продажу лазерных принтеров

Четвертое поколение ЭВМ 1971 — … гг.

гараже, реализовали компьютер Apple-1, положив начало корпорации Apple.

Apple-1

Стивен Джобс и Стефан Возняк

Четвертое поколение ЭВМ 1971 — … гг.

компьютера. При его конструировании был применен принцип открытой архитектуры: составные части были универсальными, что позволяло модернизировать компьютер по частям.
Появление IBM PC в 1981 году породило лавинообразный спрос на персональные компьютеры, которые стали теперь орудием труда людей самых разных профессий. Наряду с этим возник гигантский спрос на программное обеспечение и компьютерную периферию. На этой волне возникли сотни новых фирм, занявших свои ниши компьютерного рынка.

Четвертое поколение ЭВМ 1971 — … гг.

небольшие габаритные размеры и вес, совмещающие в себе как внутренние элементы системного блока, так и устройства ввода-вывода.

Первым портативным персональным компьютером называют Osborne-1 (1981). Его процессор ZiLOG Z80A, 64 Кбайт оперативной памяти, клавиатура, модем, два дисковода 5,25-дюйма помещались в складном чемоданчике. Все это весило свыше 10 кг.

офисный компьютер, управляемый манипулятором "мышь".

широкое применение систем управления базами данных;
элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

Четвертое поколение ЭВМ 1971 — … гг.

статистика, планирование, исследование операций, бухгалтерский и материальный учёт);
Математическое моделирование в «описательных» науках — биологии, медицине, геологии, социологии и др.;
Автоматическое управление технологическими процессами, транспортными средствами, а также сложными экспериментальными установками.
Для быстрого и точного определения координат кораблей, подводных лодок, самолётов, космических объектов и т.п.

поисковые системы, обеспечивающие механизацию библиотечных и библиографических работ (ликвидация огромных справочных картотек).

Работа банков, сберегательных касс и других финансовых учреждений, где использование ЭВМ позволяет централизованно выполнять все расчётные операции

основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).
Развитие идет также по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером.

рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.
В компьютерах нового поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний.