Изобретение ЭВМ и ее развитие. история связи. Контрольная работа Тема 27. Изобретение эвм и её развитие План работы Введение. Появление эвм
 Скачать 60.61 Kb.
|
|
1972г. ILLIAC 4 ILLIAC 4 – одна из самых производительных вычислительных машин третьего поколения. ILLIAC 4 была создана в 1972 году в Иллинойском университете и обладала конвейерной архитектурой, состоящей из 64 процессоров. ЭВМ предназначалась для решения системы уравнений в частных производных и обладала быстродействием, порядка 200 миллионов операций в секунду. Машины третьего поколения – это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы – микросхемы. Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина. Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Емкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов. Четвёртое поколение ЭВМ (1970-1980-е годы). Период 1975-1985 годов принадлежит компьютерам четвертого поколения. Их элементной базой стали большие интегральные схемы (БИС). В одном кристалле интегрировано до 100 тысяч элементов. Быстродействие этих машин составляло десятки миллионов операций в секунду, а оперативная память достигла сотен Мб. Появились микропроцессоры (1971 год фирма Intel), микро-ЭВМ и персональные ЭВМ. Стало возможным коммунальное использование мощности разных машин (соединение машин в единый вычислительный узел и работа с разделением времени).Так или иначе, очевидно, что начиная с середины 70-х все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано – прежде всего, за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров. В 1971 году компания Intel выпускает на рынок первый микропроцессор «Intel 4004». Появление микропроцессоров позволило создать микрокомпьютеры – небольшие недорогие компьютеры, которые могли себе позволить купить маленькие компании или отдельные люди. В 1980-х годах микрокомпьютеры стали повсеместным явлением. Несмотря на то, что персональные и миникомпьютеры по-прежнему во всех отношениях отстают от больших машин, львиная доля новшеств последнего десятилетия – графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети – обязаны своим появлением и развитием именно этой технике. Большие компьютеры и суперкомпьютеры продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют, как было раньше. Основные компьютеры четвёртого поколения: 1976 г. Apple Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 года два друга: Стив Джобс, сотрудник фирмы Atari, и Стивен Возняк, из фирмы Hewlett-Packard. Они соорудили простенький игровой компьютер «Apple», программируемый на языке Бейсик, на базе 8-битного контроллера из жёстко запаянной схемы популярной электронной игры (вместе работая по вечерам в автомобильном гараже). Детище двух друзей имело большой успех. В начале 1977 года была зарегистрирована компания AppleComp., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple. IBM System-370 Один из самых популярных компьютеров четвертого поколения это IBM System-370. Он, в отличие от своего предшественника третьего поколения System-360, имел более мощную систему микрокоманд и большие возможности низкоуровневого программирования. В машинах серии System-370 программно была реализована виртуальная память, когда часть дискового пространства отводилась для использования хранения временных данных. Тем самым эмулировалась оперативная память. У конечного пользователя создавалась впечатление, что ресурсов у машины больше чем есть на самом деле. Четвертое поколение – это поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 г. Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвертого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя. В аппаратном отношении для них характерны широкое использование сверхбольших интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой емкостью в десятки гигабайт. C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет десятки миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти порядка до нескольких гигабайт. Пятое поколение ЭВМ (1980-е годы – настоящее время). ЭВМ пятого поколения – это ЭВМ будущего. Программа разработки, так называемого, пятого поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 году. Предполагалось, что к 1991 году будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки – задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров пятого поколения не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на «почти естественном» языке, что от них требуется. Предполагается, что их элементной базой будут служить не СБИС, а созданные на их базе устройства с элементами искусственного интеллекта. Для увеличения памяти и быстродействия будут использоваться достижения оптоэлектроники и биопроцессоры. На ЭВМ пятого поколения ставятся совершенно другие задачи, нежели при разработке 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. К сожалению, японский проект ЭВМ пятого поколения повторил трагическую судьбу ранних исследований в области искусственного интеллекта. Более 50-ти миллиардов йен инвестиций были потрачены впустую, проект прекращён, а разработанные устройства по производительности оказались не выше массовых систем того времени. Однако, проведенные в ходе проекта исследования и накопленный опыт по методам представления знаний и параллельного логического вывода сильно помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом. Уже сейчас компьютеры 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 позволяет общаться с компьютерами всем пользователям, даже тем, кто не имеет специальных знаний в этой области. Многие успехи, которых достиг искусственный интеллект, используют в промышленности и деловом мире. Экспертные системы и нейронные сети эффективно используются для задач классификации (фильтрация спама, категоризация текста и т.д.). Добросовестно служат человеку генетические алгоритмы (используются, например, для оптимизации портфелей в инвестиционной деятельности), робототехника, а также многоагентные системы. Развиваются и другие направления искусственного интеллекта, например распределенное представление знаний и решение задач в интернете: благодаря им в ближайшие несколько лет можно ждать революции в целом ряде областей человеческой деятельности. В настоящее время идет дальнейшее совершенствование технологии производства микросхем и вычислительной техники. Продолжается дальнейшее развитие архитектур компьютеров. Интенсивные разработки ведутся по многим направлениям. Особенностью этих архитектур является то, что все они основаны не на кремниевых технологиях. К технологиям, способным значительно увеличивать производительность компьютеров, следует отнести: - создание молекулярных компьютеров; - создание биокомпьютеров (нейрокомпьютеров); - разработку квантовых компьютеров; - разработку оптических компьютеров. 4. Зарождение и развитие отечественной вычислительной техники. История отечественной вычислительной техники может быть условно поделена на четыре этапа: 1) Зарождение (1948- 1952-е годы), 2) Расцвет (1950-1960-е годы), 3) Подражание (1970-1980-е годы), 4) Крах (начало 1990-х годов). Зарождение (1948-1952-е годы) В Советском Союзе было известно об американских проектах цифровых машин, но эти сведения были очень поверхностными, поэтому первые советские компьютеры создавались совершенно независимо от зарубежных. В 1948 году в Институте электротехники Академии наук Украинской ССР под непосредственным руководством директора института С.А.Лебедева началась постройка экспериментальной Малой Электронной Счетной Машины (МЭСМ). В 1951 г. эта первая отечественная ЭВМ заработала. В машине Лебедев независимо отфон Неймана реализовал основные принципы классической архитектуры: хранение программ в оперативной памяти, двоичную систему счисления. В том же 1948 году И.С.Брук, руководивший лабораторией в Энергетическом институте АН СССР и его молодой коллега Б.И. Рамеев, представили проект вычислительной машины с программным управлением. Хотя проект не был реализован, он оказал огромное влияние на все последующие разработки их авторов. В 1950 году Брук всё-таки приступил к практической реализации проекта создания ЭВМ. За два года усилиями 9 человек была построена ЭВМ М-1, насчитывающая всего 750 ламп со скоростью 15-20 операций в секунду. Расцвет (1950-1960-е годы) Дальнейшее развитие вычислительной техники в Советском Союзе тесно связано с военными приложениями и окружено атмосферой секретности. В 1953 году почти одновременно на свет появились две полномасштабные отечественные ЭВМ. Большая Электронная Счетная Машина (БЭСМ) была построена в академическом Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) АН СССР, который возглавил переехавший в Москву из Киева С.А.Лебедев. Машина имела оперативную память в 2048 слов и быстродействие 8000 операций в секунду, что по тем временам было рекордным для Европы. «Стрела» – первая отечественная серийная ЭВМ средней производительности с быстродействием около 2000 операций в секунду – была создана в московском СКБ-245 под руководством Ю. Я. Базилевского и Б.И.Рамеева. Всего было построено 7 экземпляров этой машины. Подражание (1970-1980-е годы) Авторитетная комиссия, проанализировавшая зарубежный опыт, пришла к неутешительным выводам – по качеству и количеству вычислительной техники СССР отстал от цивилизованного мира на 8-10 лет. И тогда правительство вознамерилось сделать «большой скачок» в деле компьютеризации страны. Чтобы выиграть время, решено было не развивать дальше отечественные разработки, а скопировать конструкции передовых по тем временам зарубежных линий ЭВМ. Предполагалось наладить массовое производство двух семейств вычислительных машин. Первое называлось Единой системой ЭВМ (ЕС ЭВМ) и должно было воспроизвести IBM S/360. Второе семейство должно было покрыть потребность народного хозяйства в миникомпьютерах и обозначалось СМ ЭВМ (Система малых ЭВМ). В результате под маркой СМ-1 и СМ-2 скрывались аналоги мини-ЭВМ фирмы Hewlett-Packard, а модели СМ-3 и СМ-4 воспроизводили популярные компьютеры PDP-11 фирмы DEC. Линию суперЭВМ, учитывая передовой уровень БЭСМ-6, решили не копировать, а оставить за отечественными разработчиками. В рамках этого проекта в ИТМиВТ впоследствии были разработаны многопроцессорные ЭВМ серии «Эльбрус». В итоге это привело к следующим положительным результатам: - технологическое отставание по компьютерам действительно удалось сократить примерно до 5 лет; - вместе с IBM-совместимыми компьютерами мы получили доступ к громадному массиву соответствующего программного обеспечения; - параллельно с началом работ над совместимыми компьютерами хлынул поток переводной технической литературы. Негативные последствия принятых решений также существенны: - проект создания ЕС ЭВМ затянулся и потребовал слишком больших затрат. Большого и быстрого скачка не получилось, так как отечественная элементная база была намного хуже западной; - психология подражания действительно сковывала инициативу отечественных специалистов; - при использовании пиратских программных продуктов постоянно возникали проблемы с русским языком. Крах (начало 1990-х годов) В конце 1970-начале 1980-х годов в мире произошла микропроцессорная революция и на рынок хлынули персональные компьютеры. Следуя стратегии подражания, наша электронная промышленность попыталась их воспроизвести. Однако технологическое отставание по электронным составляющим и по точной механике было столь значительным, что отечественные и другие социалистические модели персональных ЭВМ, например, ЕС-1840 (СССР), «Mazovia» (Польша), «Прайвец» (Болгария) не шли ни в какое сравнение с импортными. К радости производителей, границы пока были закрыты, наши оборонные предприятия, производившие эти компьютеры, не испытывали реальной конкуренции. Политические и экономические потрясения начала 90-х годов в корне изменили ситуацию. Открылись границы, Россия стала входить в мировой рынок с его жесточайшей конкуренцией. В этих условиях отечественные ЭВМ оказались совершенно неконкурентоспособными и были мгновенно сметены с рынка. 5. Заключение. Компьютеры в современном обществе взяли на себя значительную часть работ, связанных с информацией. По историческим меркам компьютерные технологии обработки информации еще очень молоды и находятся в самом начале своего развития, преобразуя или вытесняя традиционные технологии обработки информации. Современные персональные IВМ РС-совместимые компьютеры являются наиболее широко используемым видом компьютеров, их мощность постоянно увеличивается, а область применения расширяется. Эти компьютеры могут объединяться в сети, что позволяет десяткам и сотням пользователей легко обмениваться информацией и одновременно получать доступ к общим базам данных. Средства электронной почты позволяют пользователям компьютеров с помощью обычной телефонной сети посылать текстовые и факсимильные сообщения в другие города и страны и получать информацию из крупных банков данных. Глобальная система электронной связи Intеrnеt обеспечивает за крайне низкую цену возможность оперативного получения информации из всех уголков земного шара, предоставляет возможности голосовой и факсимильной связи, облегчает создание внутрикорпоративных сетей передачи информации для фирм, имеющих отделения в разных городах и странах. Объединение технологии сбора, хранения, передачи и обработки информации на компьютерах с техникой связи приводят к идее создания более мощных и широких глобальных вычислительным сетей. Разрабатываются новые ИТ, ставящие свои специфические требования перед вычислительной техникой. Этот циклический процесс прогресса непрерывно продолжается. 6. Список использованной литературы 1. Апокин И. А., Майстров Л.Е. История вычислительной техники, Москва «Наука», 1990 2. Апокин И. А., Майстров Л. Е. Развитие вычислительных машин, «Наука», 1974 3.Орлов С. А., Цилькер Б. Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения, СПб «Питер», 2014 4. Казакова И.А. История вычислительной техники. Учебное пособие. Пенза, 2011. 5.Исупов С. Вычислительные приспособления и устройства – http://computerhistory.narod.ru/vichislit_prisposob_ustrojstva.htm |