72822

Поколения компьютеров - история развития вычислительной техники

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

В короткой истории компьютерной техники выделяют несколько периодов на основе того, какие основные элементы использовались для изготовления компьютера. Временное деление на периоды в определенной степени условно, т.к. когда еще выпускались компьютеры старого поколения, новое поколение начинало набирать обороты.

Русский

2014-11-30

50.5 KB

0 чел.

PAGE   \* MERGEFORMAT 2

Поколения компьютеров - история развития вычислительной техники

В короткой истории компьютерной техники выделяют несколько периодов на основе того, какие основные элементы использовались для изготовления компьютера. Временное деление на периоды в определенной степени условно, т.к. когда еще выпускались компьютеры старого поколения, новое поколение начинало набирать обороты.

Можно выделить общие тенденции развития компьютеров:

  1.  Увеличение количества элементов на единицу площади.
  2.  Уменьшение размеров.
  3.  Увеличение скорости работы.
  4.  Снижение стоимости.
  5.  Развитие программных средств, с одной стороны, и упрощение, стандартизация аппаратных – с другой.

Нулевое поколение. Механические вычислители

(Рис.1) Предпосылки к появлению компьютера формировались, наверное, с древних времен, однако нередко обзор начинают со счетной машины Блеза Паскаля, которую он сконструировал в 1642 г. Эта машина могла выполнять лишь операции сложения и вычитания. В 70-х годах того же века Готфрид Вильгельм Лейбниц построил машину, умеющую выполнять операции не только сложения и вычитания, но и умножения и деления.

В XIX веке большой вклад в будущее развитие вычислительной техники сделал Чарльз Бэббидж. Его разностная машина, хотя и умела только складывать и вычитать, зато результаты вычислений выдавливались на медной пластине (аналог средств ввода-вывода информации). В дальнейшем описанная Бэббиджем аналитическая машина должна была выполнять все четыре основные математические операции. Аналитическая машина состояла из памяти, вычислительного механизма и устройств ввода-вывода (прямо таки компьютер … только механический), а главное могла выполнять различные алгоритмы (в зависимости от того, какая перфокарта находилась в устройстве ввода). Программы для аналитической машины писала Ада Ловлейс (первый известный программист). На самом деле машина не была реализована в то время из-за технических и финансовых сложностей. Мир отставал от хода мыслей Бэббиджа.

В XX веке автоматические счетные машины конструировали Конрад Зус, Джорж Стибитс, Джон Атанасов. Машина последнего включала, можно сказать, прототип ОЗУ, а также использовала бинарную арифметику. Релейные компьютеры Говарда Айкена: «Марк I» и «Марк II» были схожи по архитектуре с аналитической машиной Бэббиджа.

Первое поколение. Компьютеры на электронных лампах (194х-1955)

Быстродействие: несколько десятков тысяч операций в секунду. (Рис.2)

Особенности:

  •  Поскольку лампы имеют существенные размеры и их тысячи, то машины имели огромные размеры.
  •  Поскольку ламп много и они имеют свойство перегорать, то часто компьютер простаивал из-за поиска и замены вышедшей из строя лампы.
  •  Лампы выделяют большое количество тепла, следовательно, вычислительные машины требуют специальные мощные охладительные системы.

Примеры компьютеров:

Колоссус – секретная разработка британского правительства (в разработке принимал участие Алан Тьюринг). Это первый в мире электронный компьютер, хотя и не оказавший влияние на развитие компьютерной техники (из-за своей секретности), но помог победить во Второй мировой войне.

Эниак. Создатели: Джон Моушли и Дж. Преспер Экерт. Вес машины 30 тонн. Минусы: использование десятичной системы счисления; множество переключателей и кабелей.

Эдсак. Достижение: первая машина с программой в памяти.

Whirlwind I. Слова малой длины, работа в реальном времени.

Компьютер 701 (и последующие модели) фирмы IBM. Первый компьютер, лидирующий на рынке в течение 10 лет.

Второе поколение. Компьютеры на транзисторах (1955-1965)

Быстродействие: сотни тысяч операций в секунду.

(рис.3) По сравнению с электронными лампами использование транзисторов позволило уменьшить размеры вычислительной техники, повысить надежность, увеличить скорость работы (до 1 млн. операций в секунду) и почти свести на нет теплоотдачу. Развиваются способы хранения информации: широко используется магнитная лента, позже появляются диски. В этот период была замечена первая компьютерная игра.

Первый компьютер на транзисторах TX стал прототипом для компьютеров ветки PDP фирмы DEC, которые можно считать родоначальниками компьютерной промышленности, т.к появилось явление массовой продажи машин. DEC выпускает первый миникомпьютер (размером со шкаф). Зафиксировано появление дисплея.

Фирма IBM также активно трудится, производя уже транзисторные версии своих компьютеров.

Компьютер 6600 фирмы CDC, который разработал Сеймур Крей, имел преимущество над другими компьютерами того времени – это его быстродействие, которое достигалось за счет параллельного выполнения команд.

Третье поколение. Компьютеры на интегральных схемах (1965-1980)

Быстродействие: миллионы операций в секунду. (Рис. 4)

Интегральная схема представляет собой электронную схему, вытравленную на кремниевом кристалле. На такой схеме умещаются тысячи транзисторов. Следовательно, компьютеры этого поколения были вынуждены стать еще мельче, быстрее и дешевле.

Последнее свойство позволяло компьютерам проникать в различные сферы деятельности человека. Из-за этого они становились более специализированными (т.е. имелись различные вычислительные машины под различные задачи).

Появилась проблема совместимости выпускаемых моделей (программного обеспечения под них). Впервые большое внимание совместимости уделила компания IBM.

Было реализовано мультипрограммирование (это когда в памяти находится несколько выполняемых программ, что дает эффект экономии ресурсов процессора).

Дальнейшее развитие миникомпьютеров (PDP-11).

Четвертое поколение. Компьютеры на больших (и сверхбольших) интегральных схемах (1980-…)

Быстродействие: сотни миллионов операций в секунду.  (Рис. 5)

Появилась возможность размещать на одном кристалле не одну интегральную схему, а тысячи. Быстродействие компьютеров увеличилось значительно. Компьютеры продолжали дешеветь и теперь их покупали даже отдельные личности, что ознаменовало так называемую эру персональных компьютеров. Но отдельная личность чаще всего не была профессиональным программистом. Следовательно, потребовалось развитие программного обеспечения, чтобы личность могла использовать компьютер в соответствие со своей фантазией.

В конце 70-х – начале 80-х популярностью пользовался компьютера Apple, разработанный Стивом Джобсом и Стивом Возняком. Позднее в массовое производство был запущен персональный компьютер IBM PC на процессоре Intel.

Позднее появились суперскалярные процессоры, способные выполнять множество команд одновременно, а также 64-разрядные компьютеры.

Пятое поколение?

Сюда относят неудавшийся проект Японии (хорошо описан в Википедии). Другие источники относят к пятому поколению вычислительных машин так называемые невидимые компьютеры (микроконтроллеры, встраиваемые в бытовую технику, машины и др.) или карманные компьютеры.

Также существует мнение, что к пятому поколению следует относить компьютеры с двухядерными процессорами. С этой точки зрения пятое поколение началось примерно с 2005 года.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33605. Особенности территориальной и отраслевой структуры хозяйства страны 159.5 KB
  ШШ Производственная сфера экономики включает: отрасли создающие материальные блага промышленность сельское хозяйство строительство; отрасли доставляющие материальные блага потребителю транспорт и связь; отрасли действующие в сфере обращения торговля общественное питание материально техническое снабжение сбыт заготовки. К непроизводственной сфере относят: отрасли услуг жилищнокоммунальное хозяйство бытовое обслуживание; образование и научное отрасли социального обслуживания здравоохранение культура...
33606. Урбанизация и особенности расселения населения 61 KB
  В настоящее время более половины населения мира живет в сельской местности. В России учитывается не только число жителей но и показатель занятости населения промышленность сфера обслуживания. Процесс роста городского населения увеличения числа городов и их укрупнения возникновения сетей и систем городов а также повышения роли городов в современном мире называется урбанизацией.
33607. Инновационный процесс 103.5 KB
  Таким образом в условиях рыночной экономики такой неотъемлемый критерий инновации как практическая воплощенность новой идеи оказывается тесно связанным с критерием ее коммерческой реализуемости посредством появления на рынке новой инновационной продукции или услуг. Деятельность организации по осуществлению инновационных процессов называется инновационной деятельностью. Основные составляющие инновационной деятельности: Научноисследовательские и опытноконструкторские работы НИОКР Технологические работы подготовка производства и...
33608. Типы инноваций 44.5 KB
  В зависимости от критерия классификации выделяются следующие типы инноваций: по степени новизны: базисные радикальные и улучшающие приростные; по характеру практической деятельности: производственные и управленческие; по технологическим параметрам: продуктовые и процессные. На реализацию базисных инноваций стимулирующее влияние оказывает создание союзов и объединений организаций поскольку взаимодействие нескольких организаций позволяет направить им усилия на различные компоненты или подсистемы базисных инноваций. Реализация...
33609. Регулирование инновационной деятельности 83 KB
  Государство осуществляет все виды регулирования инновационной деятельности организационное экономическое финансовое нормативноправовое. Высшая форма регулятивной деятельности это выработка и проведение инновационной политики управление инновационной деятельностью. Такая политика разрабатывается на основе утверждения приоритетного значения инновационной деятельности для современного общественного развития.
33610. Область применения PR. Маркетинг, реклама и PR. Социальная реклама 44 KB
  Маркетинг реклама и PR. Социальная реклама Основным назначением пиара является достижение высокой общественной репутации фирмы или иной организации либо частного лица нуждающегося в PRуслугах. Следует отличать пиар от рекламы: хотя и то и другое обеспечивает процесс деловых коммуникаций однако реклама рассказывает о товаре а пиар – о фирмепроизводителе. Паблисити реклама и PR Различать данные феномены также трудно как и маркетинг с PR.
33611. Городская инфраструктура: понятие, основные элементы. Зонирование территории города 44.5 KB
  Зонирование территории города Понятие инфраструктуры. Подходы к организации планировки и застройки территории города. Критерии зонирования территории города по трем основным факторам критериям: функциональному правовому и экономическому или ценовому. В состав; градообслуживающей сферы входят : жилищнокоммунальный комплекс ЖКК; транспортный комплекс; строительный комплекс жилищногражданское строительство и строительная индустрия местного значения; комплекс потребительского рынка торговля общественноепитание бытовое...
33612. Социальная инфраструктура муниципального образования: понятие и сущность 39 KB
  Социальная инфраструктура муниципального образования: понятие и сущность Три функциональноцелевых блока социальной инфраструктуры: общественнополитическая и интеллектуальнокультурная деятельность восстановление и сохранение физического здоровья коммунальнобытовое обслуживание. Целевые функции социальной инфраструктуры. Специфика финансирования объектов социальной инфраструктуры. Прогнозирование развития социальной инфраструктуры.
33613. Социальная инфраструктура муниципального образования как многоотраслевой комплекс 58.5 KB
  Целесообразное разделение функций по управлению ими между органами власти различных уровней определяется главным критерием функционирования социальной сферы улучшением условий жизни населения. На муниципальном уровне услуги социальной сферы доводятся непосредственно до потребителя. Воплощением их должны стать федеральная концепция развития отраслей социальной сферы и гарантируемые государством минимальные социальные стандарты реализуемые на уровне муниципальных образований как часть стратегии комплексного развития территории.