Годы применения 4 поколения эвм. §3 Второе поколение эвм

02.02.2019

За более чем 60 лет, прошедших с того момента, когда идея создания электронных вычислительных машин возникла независимо друг от друга у ученых четырех наиболее развитых в техническом отношении стран – СССР, США, Великобритании и Германии, – вычислительная техника прошла долгий путь совершенствования: от занимавших целую комнату «шкафов» до миниатюрных, но намного превосходящих их по возможностям мобильных компьютеров, умещающихся в кармане пиджака.

На самом деле одним из признаков интеграции является не дублирование файлов. Традиционно, если несколько человек использовали один и тот же регистр, каждый из них имел свои собственные, несмотря на сложность их постоянного обновления и согласования друг с другом. Это было почти наложение ручного лечения.

С появлением компьютеров второго поколения унификация файлов стала возможной, с единственным регистром в массовых воспоминаниях и общим доступом ко всем. Интеграция тем является одной из тем, широко изучаемых в базах данных, к которым мы обращаемся к читателю.

Все многообразие разновидностей ЭВМ, созданных за время их «эволюции», принято делить на несколько «поколений» в зависимости от применяемой при их создании элементной базы (радиолампы, транзисторы, микросхемы), а также в зависимости от структуры, возможностей и областей применения самих ЭВМ. В настоящее время традиционно выделяют пять поколений ЭВМ, однако в ближайшем будущем, возможно, эта классификация будет изменена или дополнена.

Когда информационная система развертывается в компании, набор правил, установленных на этапе проектирования, осуществляется многопрофильной группой людей, переполненных в различные отделы. Таким образом, из определения платежной ведомости есть кадровые администраторы, трудовые и налоговые юристы, финансисты, системные аналитики, программисты, менеджеры и т.д.

Когда они начинают работать, они становятся анонимными, и все происходит так, как будто компьютер «решил» сделать это. Таким образом, люди, которые могут пострадать от таких решений, когда они жалуются, слышат классический ответ: «Это был компьютер, который это сделал». Безличность машины заставляет заявителя принять этот факт пассивно. Лицо, отвечающее за систему, в свою очередь, находится в удобном положении, так как оно переносит вину на простую машину, полностью глухую и безличную.

Поколения ЭВМ
Поколения ЭВМ	Время появления первых ЭВМ поколения, типичный представитель	Максимальное быстродействие, операций в секунду	Основа элементной базы	Основные устройства ввода-вывода информации	Типичные языки программирования
I	1945–1954: ЭНИАК (США), БЭСМ, МЭСМ, «Урал» (СССР)	10 3 –10 4	Электронная лампа	Пульт управления, перфокарты	Машинный код
II	1955–1963:CDC 660, IBM 7090 (США), «Сетунь» (СССР)	10 4 –10 6	Транзистор	Перфокарты	Ассемблер
III	1964–1966: IBM/360 (США), серия ЕС ЭВМ (СССР)	10 5 –10 7	Малая интегральная схема (ИС), 2–5 транзисторов	Алфавитно-цифровой терминал	Ассемблер, процедурные языки высокого уровня
IV	1976–1979: Apple, IBM PC (США)	10 6 и выше	Большая ИС (БИС), 10 2 и более транзисторов; Сверхбольшие ИС (СБИС); микропроцессоры	Цветной графический дисплей, клавиатура, мышь, магнитные и оптические накопители	Процедурные языки высокого уровня; инструментальные и прикладные программы
V	1990 – ???		Оптические и квантовые схемы	Голосовой интерфейс	Непроцедурные языки высокого уровня, «искусственный интеллект»

1.4.1. Первое поколение

К первому поколению обычно относят ЭВМ, созданные на рубеже 1950-х годов и построенные на электронных лампах, хотя первая такая ЭВМ – ENIAC (английская аббревиатура, означающая «электронный цифровой интегратор и вычислитель») – была построена в США Дж. Моучли и Дж. Эккертом еще в 1945 году. По скорости вычислений она значительно превосходила релейные счетные машины того времени, но программировалась аппаратным способом – при помощи штеккерно-коммутационной панели (программа формировалась путем соответствующего соединения проводами тех или иных блоков машины). Только в 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой фон Неймана (с программой, хранящейся в памяти в виде последовательности закодированных команд) – английская ЭВМ EDSAC, а годом позже появилась аналогичная американская машина EDVAC. Однако эти две ЭВМ существовали в единственных экземплярах, и лишь в 1950-х годах в развитых странах мира началось серийное производство ЭВМ первого поколения.

Даже в Сан-Паулу случай с работником, который, отвратительно от скидок, которые он получил в своем платеже, решил в течение ночи снимать револьвер в компьютере, поскольку операционная комната Центра обработки данных можно было увидеть с улицы. Нет сомнений в том, что такое отношение необычно, но пример показывает, насколько далеко может достигнуть миф о «электронном мозге».

Конечно, в зависимости от степени травмы, кто-то должен нести ответственность за то, что было выпущено Центром обработки данных. Но здесь возникает еще одна трудность, как будет видно ниже. Благодаря процессу интеграции в компанию, уже упомянутому выше, различные отделы не только имеют доступ к тем же регистрам, но и обновляют их, то есть внедряют их изменения, что вызовет последствия для всех его пользователей.

В СССР первая ЭВМ такого типа была создана в 1951 году академиком С.А. Лебедевым, эта машина называлась МЭСМ (аббревиатура, означающая «малая электронная счетная машина»). Позже под руководством академика Лебедева в 1950-х годах были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ-1 («большая электронная счетная машина»), БЭСМ-2, М-20.

Компьютеры первого поколения стали значительным шагом вперед по сравнению с ранними моделями механических и электрических релейных счетных машин, прежде всего благодаря реализации идеи программного управления вычислениями – путем ввода в память требуемой последовательности кодов команд, но без изменения каждый раз структурной схемы ЭВМ. Для ввода-вывода программ и данных обычно использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и алфавитно-цифровые печатающие устройства. Но машины на электронных лампах имели огромные размеры и низкую надежность, потребляя при этом большое количество электроэнергии. Приобретение такого компьютера было по силам только крупным государственным учреждениям или фирмам.

Таким образом, когда в файле появляется ложная информация, труднее привлечь к ответственности лицо, поскольку этот человек может заявить, что другие также вносят изменения, не считаясь с ответственностью. С другой стороны, система, в целом, являющаяся неотъемлемой частью нескольких отделов, заставляет всех нести ответственность за ее работу. Следовательно, любая модификация программ, которые ее составляют, требует согласия всех и не может быть проигнорирована другими участниками.

Появление со-лидеров также является формой размывания ответственности. Одной из характеристик человека является гибкость. Даже признавая преувеличение этой поговорки, адаптивная сила человека неоспорима. Эта функция позволяет легко модифицировать чисто ручные процедуры. Часто для чиновников достаточно собраться вместе, объясняя новую процедуру, чтобы изменения могли быть обоснованы.

Хотя компьютеры первого поколения обеспечивали быстродействие около 10-20 тысяч операций в секунду, набор команд для написания программ в них был небольшим, а какое-либо стандартное программное обеспечение практически отсутствовало. Более того, еще практически не существовало сколько-нибудь стандартных языков программирования – программы нужно было писать на языке машинных кодов, в соответствии с числовыми кодами команд процессора конкретной модели ЭВМ, так что программы, написанные для одного компьютера, невозможно было использовать на компьютере другой модели.

Однако, когда такая задача развертывается на компьютере, гибкость исчезает. Это справедливо для всех систем, которые зависят от машин для их работы, как, например, в случае массовых производственных линий в промышленности. Таким образом, хотя в ручной системе изменение может производиться в течение нескольких часов, на компьютере может занять до нескольких месяцев, поскольку это подразумевает модификацию программ, форм, руководств, макетов и т.д. Входящих в очередь запросов, на которых должен присутствовать персонал Центра обработки - запросы, которые не всегда принимаются, на том основании, что «компьютер так требует», как прокомментировано в пункте.

Как правило, ЭВМ первого поколения предназначались для решения каких-либо специальных задач (например, для расшифровки перехваченных вражеских радиограмм во время Второй мировой войны) или для выполнения расчетов для целых производственных и исследовательских коллективов. Желающие воспользоваться возможностями такой ЭВМ в своей работе должны были передавать задания математикам-программистам, формализующим задачи и составляющим программы, после чего созданная программа вводилась операторами с пульта управления машиной, а затем производились ее отладка и исполнение. Процесс отладки был достаточно длительным и носил итерационный (многошаговый) характер, а если получивший результаты расчетов специалист обнаруживал в постановке задачи ошибку или требовалось изменить исходные данные, то весь процесс приходилось производить заново.

Существует известная фраза, приписываемая Норберту Винеру, отцу кибернетики, который говорит: «Без информации нет власти». Действительно, лишая информацию человека, человек фактически пытается уменьшить свою власть. Более того, это является причиной цензуры средств массовой информации в некоторых неразвитых странах.

Но обратное также верно. Такой факт используется в качестве козыря в политической игре, существующей в любой компании. С началом системной интеграции в организации, как уже указывалось, несколько человек имеют доступ к одной и той же информации. Поэтому, если менеджер защищает определенную меру, основанную на определенных данных и прогнозах, ее можно наложить, если эта информация принадлежит только вашему отделу. Но если у других также есть доступ к таким файлам, он оставит этого менеджера «владельцем правды» и может быть оспорен.

Опыт использования машин первого поколения выявил существенный разрыв между значительным временем, затрачиваемым на разработку программ, и сравнительно небольшим временем выполнения расчетов по ним компьютером. Для решения этой проблемы потребовалась разработка средств автоматизации программирования и различных обслуживающих программ, упрощающих работу с ЭВМ, придающих ей характер диалога оператора с компьютером.

Другими словами, ваша сила уменьшается. Видно, что это в какой-то мере представляет собой демократизацию информации внутри компании, хотя эта демократизация более ограничена средним и высоким уровнем администрирования. Это также является причиной существования так называемых «владельцев информации» или «владельцев данных», которые стремятся создать всевозможные трудности для интеграции, чтобы быть неэффективными, гарантируя тем самым их статус в организации. Это типично технократическая позиция.

«Кто никогда не ел мелассы, когда ест посеяно». Если в приведенном выше предложении мы обмениваемся информацией для информации, мы поймем 10-й удар, вызванный внедрением компьютера в компанию. Действительно, после опыта с отсутствием данных о хорошем качестве, организация начинает видеть на компьютере недавно приобрела решение своего голода за знания.

1.4.2. Второе поколение

Второе поколение ЭВМ представляют компьютеры, созданные в 1955–1965 годах с использованием как электронных ламп, так и отдельных транзисторных логических элементов. Они оснащались устройствами оперативной памяти на магнитных сердечниках, стал расширяться диапазон используемого периферийного оборудования ввода-вывода программ и данных – появились устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски. Быстродействие ЭВМ второго поколения достигало сотен тысяч операций в секунду, емкость памяти – нескольких десятков тысяч байтов.

И такое ожидание передается персоналу Центра обработки данных, который, в свою очередь, создает настоящий поток отчетов, выпущенных машиной. Существует случай компании, которая после того, как она утонула в море сообщений в области управления персоналом, решила проверить, действительно ли все они необходимы. И он обнаружил, что из девяти из них фактически использовались только три.

Недавний случай произошел в офисе в Бразилии, где пол в ванной был выровнен листами с банковскими остатками держателей банковских счетов. Другим интересным случаем был тот, в котором домохозяйка, покупая мясо на ярмарке, видела, как она была завернута в компьютерные формы, содержащую коэффициент заработной платы компании, где работал ее муж. Дело в том, что, как обычно, используемая бумага продается посредникам, которые перепродают их для бумажной промышленности или в качестве оберточной бумаги, заменяя бумагу.

Чтобы упростить создание программ, был создан язык программирования Ассемблер, позволяющий задать всю необходимую последовательность действий при помощи некоторого набора текстовых команд, понятных оператору и обычно представляющих собой аббревиатуры английских названий соответствующих действий. Соответственно, для преобразования текста программы (листинга), написанного на Ассемблере, в необходимую последовательность команд процессора компьютер должен быть оснащен специальной программой – транслятором .

Имплантация ручных процедур на компьютере заставляет сотрудников, которые участвовали в них, оставаться без того, что нужно делать, а затем увольняется. Это рассуждение, распространенное в компаниях с плохими системами связи, не всегда проверяется на практике. Фактически, происходит повторное использование этих клерков в других функциях, поскольку машина всегда генерирует больше заданий, чем устраняет. Так, например, машинистки становятся машинистами ввода данных, а клерки начинают работать над контролем качества.

Скорость, надежность и доступность информации на предприятии позволят усилить контроль над компанией. Разумеется, мы предполагаем, что у руководителей, которые его управляют, есть профессиональная компетентность, поскольку недостаточно информации о хорошем качестве.

Появился также широкий набор стандартных («библиотечных») программ для решения различных математических задач, были созданы мониторные системы, реализующие диалоговый режим трансляции, отладки и исполнения программ, а для некоторых машин второго поколения были созданы первые операционные системы. Однако ЭВМ второго поколения были несовместимы между собой по командам процессора, так что возможность создания универсальных, машинно-независимых программ все еще отсутствовала. А значительная сложность программирования на Ассемблере по-прежнему требовала при общении между пользователем и ЭВМ специалиста-оператора в качестве «посредника».

Именно по этой причине несколько компаний были разочарованы, увидев, что компьютер, вопреки сказанному, создает больше проблем, чем решение. Однако «больший контроль над организацией» может привести к определенным проблемам. Достаточно, чтобы человек идентифицировал организацию со страной в целом, будучи ее администратором.

Государственный контроль растет до такой степени, что он вторгается в индивидуальность людей, поскольку федеральные базы данных теперь имеют в своих файлах почти все данные о людях, такие как полицейский учет, учебная программа, иски, доход, имущество, местонахождение, школьная запись, кредит и т.д. Существует точка, из которой экономичнее запускать компьютерную рутину, чем вручную. Платежная система с 2000 сотрудниками стоит меньше, если обрабатывается на компьютере, чем это делается вручную.

1.4.3. Третье поколение

ЭВМ третьего поколения были созданы после 1960 года на новой элементной базе – интегральных схемах (ИС), или микросхемах . Такие схемы представляют собой цельные микрокристаллы полупроводника, на которых при помощи целого ряда высокоточных микроопераций вытравливаются или напыляются сверхминиатюрные аналоги обычных транзисторов и иных полупроводниковых элементов. Первые ИС содержали в себе десятки, а позже – сотни, диодов, транзисторов, резисторов и пр.

Однако не следует делать вывод о том, что компьютер обязательно снизит общие затраты компании. Было много случаев, когда, наоборот, затраты увеличились либо из-за того, что машина еще не была оправдана, либо из-за ее неправильного использования. Количество таких случаев было достаточно большим для федерального правительства через Капре - Комитет по координации деятельности в области электронной обработки, орган Секретариата планирования - разрешить только импорт компьютеров в случаях реальной потребности, как в государственных и частных компаниях, избегая пустую валюту.

Первой ЭВМ третьего поколения считается серийно выпускавшаяся со второй половины 1960-х годов американской фирмой IBM машина IBM/360. Немного позже, в 1970-х годах, в СССР и других европейских социалистических странах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ («Единая система ЭВМ») по образцу IBM/360. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду; активно стал применяться новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски, появились новые типы устройств ввода-вывода: цветные графические дисплеи и графопостроители.

Этот аспект, хотя он более проверен в публичных компаниях, также относится к частным. Возьмем пример лица, которому предъявлено иск в суд. В зависимости от страны можно подкупить некоторых должностных лиц и заставить этот процесс «исчезнуть» в пользу обвиняемого. В худшем случае процедура будет отложена на несколько лет.

Другим случаем является «потеря» листов регистрации недвижимости в нотариальных конторах, что может быть выгодным для заинтересованного в довольно старом имуществе. Но если такие процессы и реестры контролируются через центральный компьютер, такие сбои будут сильно ветреными, так как в таких случаях эффективные механизмы защиты, внедряемые системными аналитиками.

Вместе с тем переход к третьему поколению связан прежде всего с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Машины третьего поколения – это семейства компьютеров с единой архитектурой, то есть полностью программно совместимых между собой в пределах данного семейства. Появилась также возможность одновременного (точнее, параллельного) выполнения нескольких программ на одной машине; такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным). Кроме того, ЭВМ третьего поколения уже оснащались развитыми операционными системами, обеспечивающими решение задач управления памятью, устройствами и ресурсами компьютера.

Однако важно отметить, что ни одна система не является непогрешимой, как мы увидим дальше. Бухгалтерский учет и налоговый аудит традиционно стремились избежать корпоративного мошенничества в ручных системах. Однако, когда такие процедуры внедряются в компьютер, ситуация может измениться, особенно если мы считаем, что практически нет проверки обработки данных в Бразилии.

Паркера «Преступление за компьютер», стр. В этой же работе также показаны многочисленные другие случаи мошенничества, некоторые довольно сложные, с подробными сведениями о том, как компьютер может быть запрограммирован на банкротство. Компьютер предоставляет «внешне определенный статус организации и обновления для компании, придавая ей образ системы, которая стремится лучше обслуживать своих клиентов». Фактически, во многих случаях это соответствует действительности. те фирмы, которые приобрели компьютер только потому, что «у конкурентов уже есть это, и мы не можем остаться позади».

В 1970-е годы появились и быстро стали популярными малые (мини) ЭВМ. Типичным их представителем была машина серии PDP-11 американской фирмы DEC. Ее советскими аналогами стали серия СМ ЭВМ («Семейство малых ЭВМ»), а позже – хорошо всем известные семейства: ДВК, БК-0010 – БК-0011М, УКНЦ и пр. Решающим преимуществом мини-ЭВМ стали их небольшие размеры и стоимость, а также более высокая надежность по сравнению с «большими» машинами, поэтому уже во второй половине 1970-х годов мини-ЭВМ обогнали их по объемам производства. Существенно расширились и области применения ЭВМ – появились базы данных, первые системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ).

Чтобы упростить создание программ, появились так называемые языки высокого уровня , позволяющие задать всю необходимую последовательность действий при помощи некоторого стандартного, машинно-независимого набора команд, понятных оператору и обычно представляющих собой английские названия соответствующих действий или записи математических выражений в общепринятом виде. Соответственно, для преобразования листинга программы на языке высокого уровня в исполняемые программы для конкретного типа процессора потребовались более сложные программы-трансляторы, чем для Ассемблера. Однако для ЭВМ третьего поколения все еще оставалась нерешенной проблема программной совместимости (для исполняемых программ, по наборам команд процессоров) между разными семействами ЭВМ.

1.4.4. Четвертое поколение

Четвертое поколение соответствует нынешним ЭВМ, разработанным после 1970 года. Для них характерно широкое использование больших и сверхбольших интегральных схем (БИС, СБИС) в качестве элементной базы, и прежде всего – микропроцессоров. Микропроцессор (о его создании впервые объявила в 1971 году американская фирма Intel) – это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока ЭВМ – процессора. Кроме того, специализированные микропроцессоры сегодня встраивают в различные технические и бытовые устройства – от станков и автомобилей до фотоаппаратов и микроволновых печей – для автоматического управления работой этой техники.

Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти, можно получить новый тип компьютера – микроЭВМ. Самой популярной их разновидностью являются персональные компьютеры (ПЭВМ, ПК). Первые серийные ПЭВМ – Apple-1 и Apple-2 – были разработаны американскими специалистами Стивом Джобсом и Стивом Возняком в 1976 и 1977 годах. А с 1980 года «законодателем мод» на рынке ПЭВМ стала американская фирма IBM, специалистам которой удалось создать фактически международный стандарт архитектуры профессиональных ПЭВМ, реализованный в виде компьютеров семейства IBM PC (Personal Computer).

В аппаратном комплекте ПЭВМ используются цветной графический дисплей, манипуляторы типа «мышь» и «джойстик», удобная клавиатура, накопители на магнитных и оптических дисках для хранения информации. Программное обеспечение персонального компьютера специально ориентировано на пользователей, не являющихся специалистами в области компьютерной техники, и позволяет легко освоить ПЭВМ и общаться с ней. Тем самым был сделан важный шаг, позволяющий пользователям – «потребителям» возможностей компьютера – взаимодействовать с ним без каких-либо посредников и даже (благодаря специально разработанным прикладным программам) решать необходимые задачи, не прибегая к программированию. Благодаря этому ПЭВМ сегодня стали такой же привычной бытовой техникой, как радиоприемник или телевизор. Именно ПЭВМ сделали компьютерную грамотность массовым явлением и привели к рождению самого понятия «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей деятельности человека.

Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения – это суперЭВМ. Машины такого класса имеют быстродействие в сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Первой суперЭВМ четвертого поколения была американская машина ILLIAC-4, за ней появились CRAY, CYBER и др. Из отечественных ЭВМ к этой линии относится многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус».

1.4.5. Пятое поколение

ЭВМ пятого поколения – это машины ближайшего будущего. Их разработка производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных (лазеры, голография) и квантовых принципов.

Однако основным качеством ЭВМ пятого поколения должен стать ее высокий «интеллектуальный уровень»: реализация искусственного интеллекта, возможности голосового общения с пользователем, машинного «зрения» и «осязания». Компьютеры такого класса будут способны распознавать рукописный текст и вводимое с подключенных видеокамер изображение окружающей обстановки, узнавать пользователя по голосу и распознавать его словесные команды, осуществлять синхронный голосовой перевод с одного языка на другой и пр.

В компьютерах пятого поколения должен произойти качественный переход от обработки данных к обработке знаний, к возможности общения пользователя с компьютером не на формальном языке команд и стандартных манипуляций, а на свободном, естественном языке словесного общения, жестов, а возможно, и эмоций.

Функционально архитектура компьютеров пятого поколения должна будет содержать два основных блока: «традиционный» компьютер и осуществляющий его связь с пользователем блок «интеллектуального интерфейса», задача которого – понять написанное или произнесенное на естественном языке условие задачи (причем не обязательно только расчетной!) и автоматически сформировать алгоритм, необходимый для ее решения; такие возможности могут быть достигнуты благодаря нейрокомпьютерным технологиям.

Среди других задач разработчиков ЭВМ пятого поколения можно указать централизацию вычислений с помощью беспроводных компьютерных сетей (основная работа ложится на мощные компьютеры, с которыми взаимодействуют управляемые пользователями мини-компьютеры, в основном обеспечивающие функции ввода-вывода данных), создание распределенных вычислительных систем (решение сложной задачи ведется десятками объединенных в сеть компьютеров, каждому из которых «поручена» часть этой задачи), создание персональных «электронных помощников», постоянно сопровождающих каждого человека с самого рождения (например, надеваемых и вживленных ПЭВМ) и др., вплоть до «искусственных людей» – кибернетических систем, способных автономно функционировать и даже, возможно, наделенных эмоциями.

Электромеханический этап

Электромеханический этап развития ВТ явился наименее продолжительным и охватывает около 60 лет - от первого табулятора Г. Холлерита до первой ЭВМ ENIAK (1945). Предпосылками создания проектов этого типа явились как необходимость проведения массовых расчетов, так и развитие прикладной электротехники. Классическим типом средств электромеханического этапа был счетно-аналитический комплекс, предназначенный для обработки информации на перфокарточных носителях.

Значение работ Холлерита для развития ВТ определяется двумя факторами. Во-первых, он стал основоположником нового направления в ВТ - счетно-перфорационного с соответствующим им оборудованием для широкого круга экономических и научно-технических расчетов. Это направление привело к созданию машиносчетных станций, послуживших прообразом современных вычислительных центров. Во-вторых, даже в наше время использование большого числа разнообразных устройств ввода/вывода информации не отменило полностью использование перфокарточной технологии.

Заключительный период электромеханического этапа развития вычислительной техники характеризуется созданием целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управлением, характеризующихся алгоритмической универсальностью и способных выполнять сложные научно-технические вычисления в автоматическом режиме со скоростями, на порядок превышающими скорость работы арифмометров с электропроводом. Эти аппараты можно рассматривать в качестве прямых предшественников универсальных ЭВМ.

Поколение современных ЭВМ

А теперь я бы хотела рассказать о современных ЭВМ, об их истории и развитии.

Историю развития современных ЭВМ разделяют на 4 поколения. Но деление компьютерной техники на поколения -- весьма условная, нестрогая классификация по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с компьютером.

Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию, как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования. Этот прогресс показан в данной таблице:

П О К О Л Е Н И Я Э В М	ХАРАКТЕРИСТИКИ

Годы применения				1972 - настоящее время
Основной элемент		Транзистор
Количество ЭВМ в мире (шт.)			Десятки тысяч	Миллионы
Быстродействие (операций в секунду)
Носитель информации	Перфокарта, Перфолента	Магнитная Лента		Гибкий и лазерный диск
Размеры ЭВМ		Значительно меньше		микроЭВМ

I поколение

Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.

Притом для каждой машины использовался свой язык программирования. Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства, оперативные запоминающие устройства были реализованы на основе ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.

Эти неудобства начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность её использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.

Основные компьютеры первого поколения:

1946г. ЭНИАК

В 1946 г. американские инженер-электронщик Дж. П. Эккерт и физик Дж. У. Моучли в Пенсильванском университете сконструировали, по заказу военного ведомства США, первую электронно-вычислительную машину - "Эниак" (Electronic Numerical Integrator and Computer). Которая предназначалась для решения задач баллистики. Она работала в тысячу раз быстрее, чем "Марк-1", выполняя за одну секунду 300 умножений или 5000 сложений многоразрядных чисел. Размеры: 30 м. в длину, объём - 85 м 3 ., вес - 30 тонн. Использовалось около 20000 электронных ламп и 1500 реле. Мощность ее была до 150 кВт.

· 1949г. ЭДСАК.

Первая машина с хранимой программой - "Эдсак" - была создана в Кембриджском университете (Англия) в 1949 г. Она имела запоминающее устройство на 512 ртутных линиях задержки. Время выполнения сложения было 0,07 мс, умножения - 8,5 мс.

1951г. МЭСМ

В 1948г. году академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой на континенте Европы ЭВМ - Малой электронной счетно-решающей машины (МЭМС). В 1951г. МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются вычислительные задачи. Машина оперировала с 20разрядными двоичными кодами с быстродействием 50 операций в секунду, имела оперативную память в 100 ячеек на электронных лампах.

1951г. UNIVAC-1. (Англия)

В 1951 г. была создана машина "Юнивак"(UNIVAC) - первый серийный компьютер с хранимой программой. В этой машине впервые была использована магнитная лента для записи и хранения информации.

1952-1953г. БЭСМ-2

Вводится в эксплуатацию БЭСМ-2 (большая электронная счетная машина) с быстродействием около 10 тыс. операций в секунду над 39-разрядными двоичными числами. Оперативная память на электронно-акустических линиях задержки - 1024 слова, затем на электронно-лучевых трубках и позже на ферритовых сердечниках. ВЗУ состояло из двух магнитных барабанов и магнитной ленты емкостью свыше 100 тыс. слов.

II поколение

В 1958 г. в ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые в 1948 г. Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить ~ 40 электронных ламп и работал с большей скоростью.

Во II-ом поколении компьютеров дискретные транзисторные логические элементы вытеснили электронные лампы. В качестве носителей информации использовались магнитные ленты ("БЭСМ-6", "Минск-2","Урал-14") и магнитные сердечники, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.

В качестве программного обеспечения стали использовать языки программирования высокого уровня, были написаны специальные трансляторы с этих языков на язык машинных команд. Для ускорения вычислений в этих машинах было реализовано некоторое перекрытие команд: последующая команда начинала выполняться до окончания предыдущей.

Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных математических задач. Появились мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные операционные системы.

Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х годов наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

III поколение

В 1960 г. появились первые интегральные системы (ИС), которые получили широкое распространение в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. ИС - это кремниевый кристалл, площадь которого примерно 10 мм 2 . 1 ИС способна заменить десятки тысяч транзисторов. 1 кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный "Эниак". А компьютер с использованием ИС достигает производительности в 10 млн. операций в секунду.

В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.

Машины третьего поколения -- это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами.

Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они 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.

Примеры машин третьего поколения -- семейства IBM-360, IBM-370, 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. Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

IV поколение

(с 1972 г. по настоящее время)

Четвёртое поколение -- это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.

Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению стоимости производства компьютеров. В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ оказалось возможным разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см 2 .). БИСы применялись уже в таких компьютерах, как "Иллиак", "Эльбрус", "Макинтош ". Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов. В таких машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов.

C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Ёмкость оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт.

Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) -- ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979 г. фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров, создав первые персональные компьютеры- IBM PC.