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

13569. Потребность во внимании, признании, самовыражении являются универсальными потребностями каждого индивида 14.02 KB
  Потребность во внимании признании самовыражении являются универсальными потребностями каждого индивида. Б.Д. Парыгин В выбранном мною высказывании затрагивается проблема значимости социальных потребностей связанных с жизнью и взаимоотношениями людей в обществ...
13570. Сухомлинский. В семейной жизни надо считаться с мыслями, убеждениями, чувствами, стремлениями любимых людей 30.5 KB
  В семейной жизни надо считаться с мыслями убеждениями чувствами стремлениями любимых людей В.А. Сухомлинский Выбранное мною высказывание касается формирования семейного уклада значимости семьи для человека. Данный вопрос крайне важен в современном мире так ...
13571. Способность не может возникнуть вне соответствующей конкретной деятельности 30 KB
  Способность не может возникнуть вне соответствующей конкретной деятельности. Б. М. Теплов Выбранное мною высказывание связано с ролью деятельности в развитии человеческих способностей в формировании личности. Данная тема крайне актуальна в современном мире и отно
13572. Жизнь – процесс решения бесконечного числа конфликтов. Человек не может избежать их. Он может только решить, участвовать в выработке решений или оставить это другим 17.44 KB
  Жизнь – процесс решения бесконечного числа конфликтов. Человек не может избежать их. Он может только решить участвовать в выработке решений или оставить это другим. Б. Вул В выбранном мною высказывании автор затрагивает проблему сущности социального конфликта дел...
13573. Особенности развития предпринимательства в России 275.5 KB
  Виды предпринимательва зависят от векторности и содержания бизнеса, точек приложения капитала и получения конкретных результатов, связи процесса воспроизводства с основными стадиями предпринимательской деятельности, по последним данным
13574. Свобода — это, в первую очередь, не привилегии, а обязанности 28.5 KB
  Свобода это в первую очередь не привилегии а обязанности. Альбер Камю Выбранное мною высказывание затрагивает проблему сущности человеческой свободы. Как часто люди слышат о свободе говорят о ней прославляют ее считают ее самой главной в жизни Но знают ли они...
13575. Свобода – это, в первую очередь, не привилегии, а обязанности 16.2 KB
  Свобода – это в первую очередь не привилегии а обязанности А. Камю Избранная мною тема связана с пониманием сущности свободы. Как часто люди слышат о ней прославляют ее считают ее наличие самым главным в жизни Но знают ли они что такое свобода Об этом люди спори
13576. Общество – свод камней, который обрушился бы, если бы один не поддерживал другого 32 KB
  Общество – свод камней который обрушился бы если бы один не поддерживал другого Сенека Выбранное мною высказывание затрагивает вопрос о системе социального взаимодействия о том что в обществе должно быть все тесно взаимосвязано между собой. На протяжении веко
13577. Семья всегда будет основой общества 17.87 KB
  Семья всегда будет основой общества. Оноре де Бальзак Выбранное мною высказывание рассматривает роль семьи в жизни общества на протяжении всей истории человечества. Возможно именно благодаря ней сформировались и успешно функционируют государство и право. Проб