История развития вычислительной техники.История развития вычислительной техники

Стремительное развитие цифровой вычислительной техники (ВТ) и становление науки о принципах ее построения и проектирования началось в 40-х гг. XX в., когда технической базой ВТ стала электроника и микроэлектроника, а основой для развития архитектуры компьютеров (называемых ранее ЭВМ) – достижения в области искусственного интеллекта.

До этого времени вычислительная техника сводилась к простейшим устройствам для выполнения арифметических операций над числами. Первый эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего устройства на основе таких колес сделал Леонардо да Винчи.

Первым реально осуществленным механическим цифровым вычислительным устройством стала «Паскалина» великого французского ученого Блеза Паскаля (1642), + -

Через 30 лет после «Паскалины» появился «арифметический прибор» Готфрида Вильгельма Лейбница + - * / и корень.

В конце XVIII в. во Франции произошли два события, имеющие принципиальное значение для дальнейшего развития цифровой вычислительной техники:

1. изобретение Жозефом Жаккаром программного управления ткацким станком с помощью перфокарт;

2. разработка Гаспаром де Прони технологии вычислений, разделившей численные вычисления на три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение собственно вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой.

Указанные новшества позже были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем, осуществившим качественно новый шаг в развитии средств ВТ – переход от ручного к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе. Им был разработан проект аналитической машины – механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением (1830—1846). Машина состояла из пяти устройств: арифметическое (АУ); запоминающее (ЗУ); управления (УУ); ввода (УВВ); вывода (УВ). Именно из таких устройств и состояли первые ЭВМ, появившиеся спустя 100 лет. (всю машину из-за ее громоздкости создать не удалось).

Следует отметить, что в 1934 г. немецкий студент Конрад Цузе, создал цифровую вычислительную машину с программным управлением. Им впервые в мире была использована двоичная система счисления.

В 1942—43 гг. в Англии с участием Алана Тьюринга была создана вычислительная машина «Колоссус». Эта машина, состоящая из двух тысяч электронных ламп, предназначалась для расшифровки радиограмм германского вермахта.

1948в Америке создан первый полн.-ю электронный комп.-ENIAC-

Выделяют пять поколений ЭВМ.

Первое поколение (1945 - 1954) характеризуется появлением техники на электронных лампах.

Во втором поколении (1955 - 1964) вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и барабаны – прототипы современных жестких дисков. Но главные достижения этой эпохи относятся к области программ. Во втором поколении впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой.

В третьем поколении (1965 - 1974) впервые стали использоваться интегральные схемы

Четвертое поколение (1975-1985) Самая главная новация четвертого поколения — это появление в начале 1980-х гг. персональных компьютеров. Поколения вычислительной техники

Характеристика	Поколение
первое	второе	третье	четвертое
Основной элемент	Электронная лампа	Транзистор	Интегральная схема	Большая интегральная схема (микропроцес­сор)
Количество ЭВМ в мире, шт.	Сотни	Тысячи	Десятки тысяч	Миллионы
Размер ЭВМ	Большой	Значительно меньший	Мини-ЭВМ	МикроЭВМ
Быстродействие (услов­ное) операций/ с	Несколько единиц	Несколько де­сятков единиц	Несколько тысяч еди­ниц	Несколько десятков ты­сяч единиц
Носитель информации	Перфокарта, перфолента	Магнитная лента	Диск	Гибкий диск

Пятое поколение (1986 г. до настоящего времени) в значительной мере определяется результатами работы японского Комитета научных исследований в области ЭВМ, опубликованными в 1981г. Согласно этому проекту ЭВМ и вычислительные системы пятого поколения кроме высокой производительности и надежности при более низкой стоимости с помощью новейших технологий должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям.

Классификация ЭВМ.

ЭВМ (компьютер) является универсальным инструментом для решения разнообразных задач по преобразованию информации, но его универсальность определяется не столько аппаратным обеспечением, сколько установленными программными средствами, другими словами, все «знания» компьютера сосредоточены в программах, которые представляют собой точную и подробную последовательность инструкций, представленных на понятном для компьютера языке, по обработке информации. Меняя программы на компьютере можно превратить его в рабочее место дизайнера, бухгалтера или конструктора, статистика или агронома, использовать его для прослушивания музыки, просмотра кинофильмов и других развлечений.

ЭВМ можно классифицировать по ряду признаков.

1. По принципу действия ЭВМ делятся на три больших класса в зависимости от формы представления информации, с которой они работают:

-АВМ – аналоговые вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения);

-ЦВМ – цифровые вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной (цифровой) форме;

-ГВМ – гибридные вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной как в цифровой, так и аналоговой форме. ГВМ совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. Их целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы:

1. Универсальные (общего назначения) — предназначены для решения самых различных задач: инженерно-технических, экономических, математических, информационных и др.,

2. Проблемно-ориентированные — служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими процессами.

3. Специализированные — используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций.

По размерам и функциональным возможностям ЭВМ делятся на:

Сверхбольшие (суперЭВМ) — мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием от сотен миллионов до десятков миллиардов операций в секунду с большим объемом оперативной и внешней (дисковой) памяти, которые используются для сложных научных расчетов.

Большие ЭВМ (Mainframe — мэйнфреймы) — вычислительные машины, имеющие производительность десятки миллионов операций в секунду и многопользовательский режим работы. Основные направления— это решение научно-технических задач.

Малые (мини-ЭВМ ) по основным характеристикам приближены к большим ЭВМ, но они более компактны и значительно дешевле больших ЭВМ.

Микро-ЭВМ обязаны своим появлением изобретению микропроцессора, наличие которого служило первоначально определяющим признаком микро-ЭВМ, Микро-ЭВМ выполняют как индивидуальное обслуживания пользователя, так и работу в автоматизированных системах управления.