Отличие программирования во 2 м поколении эвм. Третье поколение эвм. Поколения электронных вычислительных машин

02.02.2019

Развитие электронных вычислительных машин можно условно разбить на несколько этапов (поколений ЭВМ), которые имеют свои характерные особенности.

Первый этап (ЭВМ первого поколения) - до конца 50-х годов XX века.

Точкой отсчета эры ЭВМ считают 1946 г., когда был создан первый электронный цифровой компьютер «Эниак» (Electronic Numerical Integrator and Computer). Вычислительные машины этого поколения строились на электронных лампах, потребляющих огромное количество электроэнергии и выделяющих много тепла.

Вполне вероятно, что параллельная обработка, искусственный интеллект, оптическая обработка, визуальное программирование и гигабитные сети будут играть ключевую роль в вычислительных системах будущего. Возможно, мы используем пятое поколение компьютеров в течение некоторого времени, прежде чем это правда.

Первые компьютеры полностью электрические и без механических частей. Начиная с этого момента, нововведения произошли во время эволюции компьютера, породили классификацию компьютеров 6 поколений, где первые четыре были дифференцированы технологией, на которой они основаны. Первое поколение Они были очень большими и довольно медленными компьютерами, которые использовали много электроэнергии и генерировали много тепла, вакуумные клапаны являются основным элементом управления для компьютеров этого поколения.

Среди известных отечественных машин первого поколения необходимо отметить БЭСМ-1 (большая электронная счетная машина), Стрела, Урал, М-20. Типичные характеристики ЭВМ первого поколения (на примере БЭСМ-1, 1953 г.): емкость памяти -2048 слов; быстродействие – 7000 -8000 оп./с; разрядность -39 разрядов; арифметика - двоичная с плавающей запятой; система команд - трехадресная; устройство ввода - перфолента; количество электронных ламп в аппаратуре – около 4000; внешние запоминающие устройства - барабаны на 5120 слов; магнитная лента – до 120 000 слов; вывод на быструю цифровую печать - 300 строк в минуту. Отечественная ЭВМ М-20 (20 тыс.оп./с) была одной из самых быстродействующих машин первого поколения в мире.

Его фундаментальное использование было в научных и военных целях. Двоичная система начинает использоваться для представления информации. Они использовали машинный язык как язык программирования. Для сохранения информации использовались перфокарты, ленты и линии задержки ртути. Второе поколение Вакуумный клапан заменяется транзистором. Транзисторы были быстрее, меньше и надежнее, чем вакуумные трубки. Машины приобрели силу и надежность, уменьшили размер, потребление и цену, стали более практичными.

Компьютеры второго поколения также использовали магнитные сердечные сети вместо вращающихся барабанов для первичного хранения. Эти сердечники содержали небольшие кольца магнитного материала, соединенные вместе, в которых могли храниться данные и инструкции. Третье поколение Интегральная схема формирует одну или несколько цепей с определенной функцией. Таким образом, компьютеры могут быть сделаны меньше, легче и эффективнее. Они потребляли меньше электроэнергии, следовательно, выделяли меньше тепла.

В этот период началась интенсивная разработка средств автоматизации программирования, создание входных языков разных уровней, создание систем обслуживания программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность ее использования.

Второй этап (ЭВМ второго поколения) - до середины 60-х годов XX века.

Развитие электроники привело к изобретению в 1948 г. нового полупроводникового устройства - транзистора, который заменил лампы (создатели транзистора - сотрудники американской фирмы Bell Laboratories физики У. Шокли, У. Браттейн и Дж. Бардин за это достижение были удостоены Нобелевской премии). Появление ЭВМ, построенных на транзисторах, привело к уменьшению их габаритов, массы, энергопотребления и стоимости, а также к увеличению их надежности и производительности. Первой транзисторной ЭВМ была созданная в 1955 г. бортовая ЭВМ для межконтинентальной баллистической ракеты ATLAS.

Миниатюризация распространяется на все компьютерные схемы. Использовались технологии интеграции малых и средних частот. Было большое развитие операционных систем, которые включали мультипрограммирование, режим реального времени и интерактивный режим. Начинает использовать полупроводниковые запоминающие устройства и магнитные диски. Четвертое поколение Благодаря этой технологии в одном планшете размещается больше схем, которые выполняют разные задачи.

Эта технология позволяет создавать микрокомпьютеры и персональные компьютеры, а также одночиповые компьютеры. Дискета используется как внешний накопитель. Появляются новые языки программирования всех видов и сети передачи данных. Обработка возникает параллельно с массивными уровнями, в которых бесконечное число компьютеров взаимодействует с выполнением задачи. Использование очень высокоинтегрированных компонентов интеграции. Интеграция данных и их снижение затрат приводит к системам большой емкости.

Если с технической точки зрения переход к машинам второго поколения четко очерчен переходом на полупроводники, то со структурной точки зрения ЭВМ второго поколения характеризуются расширенными возможностями по вводу-выводу, увеличенным объемом запоминающих устройств, развитыми системами программирования.

В рамках второго поколения все более четко проявляется дифференциация ЭВМ на малые, средние и большие, позволившая существенно расширить сферу применения ЭВМ, приступить к созданию автоматизированных систем управления (АСУ) предприятиями, целыми отраслями и технологическими процессами.

Использование естественного языка. С расширением сетей. Создаются параллельные схемы работы. голосовых и других мультимедийных данных в режиме реального времени. но в том, как он используется. Даже для некоторых людей существует только четыре поколения, если они строго основаны на используемой технологии. изображения и голоса. Суперкомпьютеры. Пятое поколение дифференцируется путем взаимосвязи между всеми типами компьютеров. Пятое поколение Миниатюризация компонентов в машинах. Использование сетей становится обычным явлением. устройств и сетей.

Стиль использования ЭВМ второго поколения характерен тем, что теперь математик-программист не допускается в машинный зал, а свою программу, обычно записанную на языке высокого уровня, отдает в группу обслуживания, которая занимается дальнейшей обработкой его задачи - перфорированием и пропуском на машине.

Среди известных отечественных машин второго поколения необходимо отметить БЭСМ-4, М-220 (200 тыс. оп./с), Наири, Мир, МИНСК, РАЗДАН, Днепр. Наилучшей отечественной ЭВМ второго поколения считается БЭСМ-6, созданная в 1966 г. Она имела основную и промежуточную память (на магнитных барабанах) объемами соответственно 128 и 512 Кбайт, быстродействие порядка 1 млн. оп./с и довольно обширную периферию (магнитные ленты и диски, графопостроители, разнообразные устройства ввода-вывода).

Из этого поколения нет разницы в технологии, используемой для создания машин. Интернет вторгается в внутренний мир, создавая новые альтернативы во всей человеческой деятельности. В дополнение к тому, что они являются надежным сдерживающим фактором для плохих парней, они являются единственным инструментом, который позволяет вам отслеживать ситуацию в реальном времени в любой точке мира. Они также особенно полезны и эффективны в восстановлении криминальных событий, а также в анализе промышленных процессов.

Они также позволяют контролировать здоровье людей. Различные отличаются друг от друга используемыми устройствами, сложностью системы обработки и для передачи информации, но особенно для типа системы: аналоговой или цифровой. Системы аналогового видеонаблюдения в настоящее время являются наиболее распространенными, несмотря на использование устаревших технологий. Они характеризуются аналоговыми камерами, непосредственно связанными с блоками обработки и записи изображений. Хотя они и устарели, аналоговые системы по-прежнему подходят для ситуаций низкой сложности.

В этот период появились так называемые алгоритмические языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде. Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных математических задач. Были созданы мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные операционные системы (комплексы служебных программ, обеспечивающих лучшее распределение ресурсов ЭВМ при использовании пользовательских задач).

Основными ограничениями являются низкое качество видеосигнала и отсутствие масштабируемости, требуемого современными решениями безопасности. Таким образом происходит слияние инфраструктуры информационной сети и инфраструктуры видеонаблюдения, которая преодолевает препятствия, характерные для аналоговых систем, одновременно генерируя ценность и экономию.

Очень высокое качество изображений. Адаптируется к нескольким ситуациям. Легко расширяемый и масштабируемый. Облегчить передачу данных на большие расстояния. Сохранять инвестиции, сделанные для обеспечения непрерывности бизнеса и резервного копирования данных.

Первые ОС просто автоматизировали работу оператора ЭВМ, связанную с выполнением задания пользователя: ввод в ЭВМ текста программы, вызов нужного транслятора, вызов необходимых библиотечных программ и т. д. Теперь же вместе с программой и данными в ЭВМ вводится еще и инструкция, где перечисляются этапы обработки и приводится ряд сведений о программе и ее авторе. Затем в ЭВМ стали вводить сразу по нескольку заданий пользователей (пакет заданий), ОС стали распределять ресурсы ЭВМ между этими заданиями - появился мультипрограммный режим обработки.

Существует много различий между микропроцессором и микроконтроллером. Вы уверены, что знаете их все? Самое главное, что микропроцессор является центральной частью компьютера, но для его работы требуется другая интеграция, включая периферийные устройства ввода и вывода; с другой стороны, микроконтроллер не нуждается в других компонентах, но снижает вычислительные возможности.

Микропроцессоры и: определение

В чем разница между микропроцессором и микроконтроллером? Первый может быть определен как «сердце» компьютера, как стационарного, так и портативного. С другой стороны, микроконтроллер собирает все элементы внутри одного маленького контейнера и теоретически не нуждается в других внешних компонентах для работы.

Третий этап (ЭВМ третьего поколения) - до начала 70-х годов XX века.

Элементной базой в ЭВМ третьего поколения являются интегральные схемы. Создание технологии производства интегральных схем, состоящих из десятков электронных элементов, образованных в прямоугольной пластине кремния с длиной стороны не более 1см, позволило увеличить быстродействие и надежность ЭВМ на их основе, а также уменьшить габариты, потребляемую мощность и стоимость ЭВМ.

Расчетные возможности микроконтроллера чрезвычайно малы. С другой стороны, микропроцессоры могут использоваться для комплексной обработки больших объемов информации. По этим причинам микроконтроллеры предназначены для выполнения небольшого набора конкретных функций, например, в случае цифрового сигнального процессора, который выполняет небольшой набор функций обработки сигналов и широко используется для регулировки тормозов на всех четырех колеса, или настроить кондиционер в автомобиле.

Другие различия между микропроцессорами и микроконтроллерами

Согласно закону Мура, количество транзисторов, которые могут быть интегрированы на один и тот же чип, должно удваиваться каждые 18 месяцев, и эволюция микропроцессора следовала этому правилу с хорошим приближением. Таким образом, микроконтроллер является электронным устройством, встроенным в один чип и обычно используется в так называемых «встроенных» системах, то есть для конкретных приложений цифрового управления. Он предназначен для непосредственного взаимодействия с внешним миром через программу, находящуюся во внутренней памяти и с помощью специализированных контактов или конфигурируемых программистом.

Машины третьего поколения - это семейство машин с единой архитектурой, т. е. программно-совместимых. Они имеют развитые операционные системы, 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.

Микроконтроллеры доступны в трех диапазонах производительности: 8 бит, 16 бит и 32 бита. Для микроконтроллеров любительские и профессиональные системы разработки выпускаются даже в режиме с открытым исходным кодом. В отличие от микропроцессоров, микроконтроллер рассчитан на максимальную функциональную самодостаточность и оптимизирует соотношение между стоимостью и производительностью в конкретном секторе использования.

Меньше, универсальнее и дешевле, чем нетбук

Различия между двумя категориями велики, поэтому на этот раз мы разделили результаты на две таблицы. Однако это не означает, что две категории не имеют большого преимущества перед настольными компьютерами, с которыми мы работали в прошлом. Было бы недальновидно отказаться от неттопов только из-за более низкой вычислительной производительности, потому что она балансирует с практичностью, низким потреблением и небольшими размерами. Благодаря потребляемой мощности менее 20 Вт в режиме ожидания вам почти не нужно выключать.

Примеры машин третьего поколения - семейство IBM-360 IBM-370, PDP-8, PDP-11, отечественные ЕС ЭВМ (единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (семейство малых ЭВМ) и др.

Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Емкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

В этот период широкое распространение получило семейство мини-ЭВМ. Простота обслуживания мини-ЭВМ, их сравнительно низкая стоимость и малые габариты позволяли снабдить этими машинами небольшие коллективы исследователей, разработчиков-экспериментаторов и т. д., т. е. дать ЭВМ прямо в руки пользователей. В начале 70-х годов с термином мини-ЭВМ связывали уже два существенно различных типа средств вычислительной техники:

Основные особенности неттопа включают небольшие размеры и тихую работу. Небольшие неттопы не могут быть обновлены с помощью каких-либо внутренних компонентов, поэтому все расширения должны быть адресованы извне. Кроме того, он имеет аналоговый и цифровой аудиовыход, считыватель карт памяти и проводной и беспроводной доступ к компьютерной сети. Вы сохраняете и имеете полное юридическое программное обеспечение. Что касается создания и редактирования документов, ограниченной вычислительной мощности вы не заметите.

Все в одном, иногда без клавиатуры

Во время работы неттопы приятно тише, что обусловлено внешним источником питания. С новым неттопом шум не очень высок, но из-за его компактных размеров в кабинет вошел только небольшой высокоскоростной вентилятор, который в итоге может засориться, а шум может значительно возрасти с возрастом. Основное преимущество этого решения заключается в том, что вместо сети кабелей, соединяющих компьютер с монитором, клавиатурой и мышью, можно использовать только один шнур питания. Некоторые модели также могут управляться без клавиатуры или мыши, поскольку они оснащены сенсорным экраном.

· универсальный блок обработки данных и выдачи управляющих сигналов, серийно выпускаемых для применения в различных специализированных системах контроля и управления;

· универсальную ЭВМ небольших габаритов, проблемно-ориентированную пользователем на решение ограниченного круга задач в рамках одной лаборатории, тех. участка и т. д., т. е. задач, в решении которых оказывались заинтересованы 10-20 человек, работавших над одной проблемой. В период машин третьего поколения произошел крупный сдвиг в области применения ЭВМ. Если раньше ЭВМ использовались в основном для научно-технических расчетов, то в 60-70-е годы все больше места стала занимать обработка символьной информации.

Диски с сенсорным управлением находятся в курсе. Ничто против сенсорных компьютеров не отличается стильным и «крутым», но их пользователи обычно возвращаются к классической клавиатуре и мыши после первоначального энтузиазма. Управление базовыми программами и воспроизведение фильмов легко, но писать на сенсорном экране и работать не так просто. Но мы должны признать, что производители упрощают пользователям создавать сенсорные элементы управления и для этой цели устанавливать специальные утилиты, такие как виртуальные клавиатуры, программное обеспечение для распознавания рукописного ввода или настольная система заметок.

Четвертый этап (ЭВМ четвертого поколения) - по настоящее время.

Этот этап условно делят на два периода: первый - до конца 70-х годов и второй - с начала 80-х по настоящее время.

В первый периодуспехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле размещалось несколько десятков тысяч электронных элементов. Это позволило разработать более дешевые ЭВМ, имеющие большую память и меньший цикл выполнения команд: стоимость байта памяти и одной машинной операции резко снизилась. Но так как затраты на программирование почти не сокращались, то на первый план вышла задача экономии человеческих, а не машинных ресурсов.

Однако в любом случае для этой категории компьютеров полезно проверить количество и тип разъемов для подключения внешних устройств. Однако ни одна из проверенных машин не может работать как отдельный монитор. При первом запуске телевизора ваш компьютер должен быть подключен к Интернету для загрузки мультиплексной информации о сайте. По правде говоря, мы ожидали, что большее количество производителей примет участие в тесте. Давайте успокоимся, что прибыли два интересных решения неттопа. Результаты показывают, что неттоп с более новым процессором и меньшей памятью примерно на четверть быстрее.

Разрабатывались новые ОС, позволяющие программистам отлаживать свои программы прямо за дисплеем ЭВМ, что ускоряло разработку программ. Это полностью противоречило концепциям первых этапов информационной технологии: «процессор выполняет лишь ту часть работы по обработке данных, которую принципиально люди выполнить не могут, т. е. массовый счет». Стала прослеживаться другая тенденция: «все, что могут делать машины, должны делать машины; люди выполняют лишь ту часть работы, которую нельзя автоматизировать».

В 1971 г. был изготовлен первый микропроцессор - большая интегральная схема (БИС), в которой полностью размещался процессор ЭВМ простой архитектуры. Стала реальной возможность размещения в одной БИС почти всех электронных устройств несложной по архитектуре ЭВМ, т. е. возможность серийного выпуска простых ЭВМ малой стоимости. Появились дешевые микрокалькуляторы и микроконтроллеры - управляющие устройства, построенные на одной или нескольких БИС, содержащих процессор, память и системы связи с датчиками и исполнительными органами в объекте управления. Программа управления объектами вводилась в память ЭВМ либо при изготовлении, либо непосредственно на предприятии.

В 70-х годах стали изготовлять и микро-ЭВМ - универсальные вычислительные системы, состоящие из процессора, памяти, схем сопряжения с устройствами ввода-вывода и тактового генератора, размещенных в одной БИС (однокристальная ЭВМ) или в нескольких БИС, установленных на одной плате (одноплатная ЭВМ). Примерами отечественных ЭВМ этого периода являются СМ-1800, «Электроника 60М» и др.

Во втором периодеулучшение технологии БИС позволяло изготовлять дешевые электронные схемы, содержащие сотни тысяч элементов в кристалле - схемы сверхбольшой степени интеграции - СБИС.

С точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Для этого периода характерно широкое применение систем управления базами данных, компьютерных сетей, систем распределенной обработки данных.

Последующие поколения ЭВМ будут представлять, по-видимому, оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой - с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных процессоров, моделирующих структуру нейронных биологических систем, произойдет качественный переход от обработки данных к обработке знаний.