Generații de calculatoare
Au trecut mai mult de 50 de ani de când a apărut primul computer electronic. În această perioadă scurtă pentru dezvoltarea societății a trecut prin mai multe generații de calculatoare, iar primele computere sunt o raritate muzeu astăzi. Însăși istoria dezvoltării tehnologiei informatice este de mare interes, care arată relația strânsă dintre matematică și fizică (în special cu fizica cu semiconductori, semiconductori, electronice) și tehnologia modernă, nivelul de dezvoltare, care este determinată în mare măsură de progresele înregistrate în producția de echipamente de calculator.
Computerele electronice din țara noastră sunt împărțite în generații. Tehnologia informatică este caracterizată în primul rând de viteza schimbării generațiilor - pentru că scurta ei istorie de dezvoltare a fost deja înlocuită de patru generații și acum lucrăm la calculatoarele din a cincea generație. Care este caracteristica definitorie atunci când alocați un computer acestei sau acelei generații? Aceasta este în primul rând elementul lor de bază (din care sunt construite în cea mai mare parte) și caracteristici importante precum viteza, capacitatea de memorie, modalitățile de gestionare și prelucrare a informațiilor. Desigur, împărțirea computerelor în generații este într-o anumită măsură condiționată. Există multe modele care, potrivit unui atribut, se raportează la una și la alta, la o altă generație. Și totuși, în ciuda acestei convenționalități, generațiile de calculatoare pot fi considerate salturi calitative în dezvoltarea tehnologiei informatice.
Prima generație de calculatoare (1948 - 1958).
Elementul de bază al mașinilor acestei generații au fost lămpile electronice - diode și triode. Mașinile au fost concepute pentru a rezolva probleme științifice și tehnice relativ simple. Pentru această generație de calculatoare includ: SECM, BESM-1, M-1, M-2, M-W, "Arrow", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2", „Ural 3 "M-20," Syetun "BESM-2" Razdan“. Aveau dimensiuni considerabile, consumau o mulțime de putere, aveau o fiabilitate scăzută a muncii și software slab. Viteza lor nu a depășit 2-3 milioane de operații pe secundă, capacitatea de RAM, 2K sau 2048 de cuvinte mașină (1K = 1024) de 48 de cifre binare. În 1958 mașina M-20 cu memorie 4K și viteza de aproximativ 20 de mii de operații pe secundă. La mașinile din prima generație principalele principii logice de construcție a calculatoarelor electronice și conceptul de John von Neumann pentru funcționarea computerului pentru intrarea în programul de memorie, precum și datele de intrare (numere). Această perioadă a fost începutul aplicării comerciale a computerelor electronice pentru prelucrarea datelor. În calculatoarele din această perioadă, au fost utilizate lămpi cu electrovacuum și memorie externă pe un tambur magnetic. Au fost încurcate în fire și au avut timp de acces de 1x10-3 s. Sistemele de producție și compilatoarele nu au apărut încă. La sfârșitul acestei perioade, dispozitivele de memorie au fost produse pe miezuri magnetice. Fiabilitatea acestei generații de calculatoare a fost extrem de scăzută.
A doua generație de calculatoare (1959 - 1967).
Elementul de bază al mașinilor din această generație erau dispozitivele cu semiconductori. Mașinile au fost concepute pentru a rezolva diferite sarcini științifice și tehnice de mare intensitate a forței de muncă, precum și pentru a gestiona procesele tehnologice în producție. Apariția elementelor semiconductoare în circuitele electronice a sporit semnificativ capacitatea de memorie RAM, fiabilitatea și viteza calculatorului. Dimensiunile, greutatea și consumul de energie au scăzut. Odată cu apariția mașinilor de a doua generație, sfera de utilizare a computerelor electronice sa extins considerabil, în principal datorită dezvoltării software-ului. De asemenea, au existat mașini specializate, de exemplu computere pentru rezolvarea problemelor economice, pentru gestionarea proceselor de producție, sisteme de transmitere a informațiilor etc. Computerele de a doua generație includ:
și o serie de alte computere.
BESM-4, M-220, M-222 a avut o viteză de ordinul a 20-30 mii de operații pe secundă și RAM, respectiv, 8K, 16K și 32K. Printre doua mașinile de generație evidențiază BESM-6 având viteza de circa un milion de operații pe secundă și RAM de 32K la 128K (în majoritatea mașinilor folosite două segmente de memorie 32K fiecare).
Această perioadă se caracterizează printr-o aplicare largă a tranzistorilor și circuite de memorie îmbunătățite pe miezuri. Sa acordat o atenție deosebită creării de software de sistem, compilatoare și instrumente de intrare-ieșire. La sfârșitul acestei perioade au apărut compilatoare universale și destul de eficiente pentru Kobol, Fortran și alte limbi.
Timpul de acces a fost deja de 1 × 10-6 s, deși majoritatea elementelor calculatorului erau încă conectate prin cabluri.
Mașinile de calcul din această perioadă au fost utilizate cu succes în domenii legate de procesarea seturilor de date și rezolvarea sarcinilor care necesită de obicei operațiuni de rutină în fabrici, instituții și bănci. Aceste computere au lucrat pe principiul procesării batch a datelor. În esență, au fost copiate metode de copiere manuală. Noile posibilități oferite de computere practic nu au fost utilizate.
În această perioadă a apărut profesia de expert în informatică și multe universități au început să ofere o oportunitate de a beneficia de educație în acest domeniu.
A treia generație de calculatoare (1968 - 1973).
Elementul de baza al calculatorului - circuite integrate mici (MIS). Mașini destinate utilizării largă în diferite domenii ale științei și tehnologiei (calcule conducerea, managementul producției, precum și alte obiecte mobile.). Datorită circuitelor integrate a fost posibilă îmbunătățirea semnificativă a caracteristicilor tehnice și operaționale ale computerelor. De exemplu, a treia generație de mașini în comparație cu mașinile de generația a doua au mai mult RAM, performanță crescută, fiabilitate îmbunătățită, și consumul de energie, amprenta și scăderea în greutate. În URSS, în anii 1970, ACS a fost dezvoltată în continuare. Bazele statului și interstatale care acoperă țările - membre ale CAER (Consiliul de Ajutor Economic Reciproc), un sistem de prelucrare a datelor. a treia generație de calculatoare mainframe dezvoltate ale UE compatibile atât între ele (medie CE și de înaltă performanță mașini de calculator), precum și cu a treia generație de calculator străine (IBM-360, etc. - Statele Unite ale Americii). În dezvoltarea vehiculelor UCS participă experți sovietici, Republica Populară Bulgaria (OEA), Republica Ungară (HPR), Republica Poloneză Populară (Polonia), Cehoslovacă Republica Sovietică Socialistă (CSSR) și Republica Democrată Germană (RDG). În același timp, în URSS sunt create și calculatoare multiprocesor quasianalog, minicalculatoare produse „Pace-31“, „Pace-32“, „Nairi-34.“ Pentru procesul de calculatoare de control sunt ASVT seriii M-6000 și M-7000 (dezvoltatorii V.P.Ryazanov și colab.). Proiectat și fabricat de minicalculatoare desktop pe circuite integrate M-180 "Electronics -79, -100, -125, -200," "Electronică RS-28", "Electronics NC-60" și altele.
Pentru mașinile de generația a treia includ "DNIEPR- 2" COMPUTER Unified System (UE-1010, UE-1020, UE-1030, UE-1040, UE-1050, UE-1060, iar unele dintre modificările lor intermediari - UE-1021, și altele. ), MIR-2, "Nairi-2" și o serie de altele.
O caracteristică caracteristică a acestei perioade a fost scăderea bruscă a prețurilor pentru hardware. Acest lucru a fost realizat în principal prin utilizarea circuitelor integrate. Conexiunile electrice convenționale cu ajutorul firelor au fost integrate în microcircuit. Acest lucru ne-a permis să obținem valoarea timpului de acces de până la 2х10 -9 s. În această perioadă, piața a apărut confortabil pentru stațiile de lucru ale utilizatorilor, care prin aderarea la rețea este simplificată în mod semnificativ posibilitatea de a timpului de acces mic, de obicei, inerente în mașini mari. Progresele suplimentare în dezvoltarea tehnologiei informatice au fost asociate cu dezvoltarea memoriei semiconductoare, ecrane cu cristale lichide și a memoriei electronice. La sfârșitul acestei perioade, a avut loc un progres comercial în domeniul tehnologiei microelectronice.
Performanța crescută a calculatoarelor și va apărea numai sistemul multicalculator, având în vedere posibilitatea fundamentală de punere în aplicare a acestor noi sarcini care au fost destul de complexe și de multe ori a dus la probleme insolubile în punerea lor în aplicare de software. Am început să vorbim despre "criza software". Apoi au existat metode eficiente de dezvoltare de software. Crearea de noi produse software se bazează din ce în ce mai mult pe metode de planificare și metode de programare speciale.
Această perioadă este asociată cu dezvoltarea rapidă a calculatoarelor în timp real. A existat o tendință, conform căreia în sarcinile de gestionare împreună cu computerele mari există un loc pentru utilizarea mașinilor mici. Deci, sa dovedit că minicomputerul este deosebit de bun la gestionarea instalațiilor industriale complexe, unde o mașină de calcul mare nu reușește adesea. Sistemele complexe de control sunt împărțite în subsisteme, fiecare dintre ele utilizând propriul minicomputer. Pe calculator mare în timp real programării sarcinilor încredințate (de supraveghere), în sistemul ierarhic, în scopul de a coordona subsistemele de gestionare și de prelucrare a datelor de pe site-ul central.
Software-ul pentru computerele mici la început a fost destul de bază, dar pana in 1968, primul sistem de operare comercial în timp real, special concepute pentru limbaje de programare de nivel înalt și eco-sistem. Toate acestea au asigurat disponibilitatea unor mașini mici pentru o gamă largă de aplicații. Astăzi, este greu de găsit o ramură a industriei în care aceste mașini într-o formă sau alta nu au fost aplicate cu succes. Funcțiile lor în producție sunt foarte diverse; Astfel, puteți specifica sisteme simple de colectare a datelor, bănci automate de testare, sisteme de control al proceselor. Trebuie subliniat că computerul de control acum invadează din ce în ce mai mult domeniul prelucrării datelor comerciale, unde acesta este folosit pentru a rezolva probleme comerciale.
Minicomputerele au fost folosite, de asemenea, pentru a rezolva probleme de inginerie legate de proiectare. Au fost realizate primele experimente, care au demonstrat eficiența utilizării computerelor ca instrumente de proiectare.
Utilizarea sistemelor de calcul distribuite a constituit baza pentru descentralizarea soluțiilor de sarcini legate de prelucrarea datelor în fabrici, bănci și alte instituții. În același timp, pentru această perioadă este caracteristică o lipsă cronică de personal instruit în domeniul computerelor electronice. Acest lucru este valabil mai ales pentru sarcinile legate de proiectarea sistemelor de calcul distribuite și a sistemelor în timp real.
A patra generație de calculatoare (1974 - 1982).
Elementul bazei calculatorului - circuite integrate mari (LSI). Mașinile au fost destinate creșterii puternice a productivității muncii în domeniul științei, producției, managementului, sănătății, serviciilor și vieții. Gradul ridicat de integrare ajută la creșterea densității de aspectul echipamentelor electronice, îmbunătățind fiabilitatea, ceea ce duce la o creștere a performanței calculatorului și pentru a reduce costul acestuia. Toate acestea au un efect semnificativ asupra structurii logice (arhitectura) a calculatorului și asupra software-ului acestuia. Devine mai leagă îndeaproape structura mașinii și software-ul său, în special sistemul de operare (sau monitor) THET programe care organizează funcționarea continuă a mașinii, fără intervenție umană. Pentru această generație includ ES EVM: EU-1015, -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 ( "Seria 2"), -1036, -1046, -1066, CM-1420, -1600, - 1700 toate calculatoarele personale ( "Electronics MS 0501", "Electronica-85", "Iskra-226", CE-1840, -1841, -1842, și altele.), precum și alte tipuri și modificări. Computerul din a patra generație include, de asemenea, complexul de computere multiprocesor "Elbrus". "Elbrus-1KB" a avut o viteză de până la 5,5 milioane de operațiuni cu un punct de plată pe secundă, iar suma de RAM de până la 64 MB. . Y "Elbrus-2" capacitate de 120 de milioane de operații pe secundă, capacitatea RAM 144 MB sau 16 Mslov (cuvânt de 72 biți), debitul maxim de canale de intrare-ieșire - 120 Mb / s.