Этапы развития компьютерных информационных технологий
Параметр
| Период, годы
| 50-е
| 60-е
| 70-е
| 80-е
| Настоящее время
| Цель использования компьютера
| Научно-технические расчеты
| Технические и экономические расчеты
| Управление и экономические расчеты
| Управление, предоставление информации
| Телекоммуникации, информационное обслуживание
| Режим работы компьютера
| Однопрограммный
| Пакетная обработка
| Разделение времени
| Персональная работа
| Сетевая обработка
| Интеграция данных
| Низкая
| Средняя
| Высокая
| Очень высокая
| Сверхвысокая
| Расположение пользователя
| Машинный зал
| Отдельное помещение
| Терминальный зал
| Рабочий стол
| Произвольное мобильное
| Тип пользователя
| Инженеры-программисты
| Профессиональные программисты
| Программисты
| Пользователи с общей компьютерной подготовкой
| Мало обученные пользователи
| Тип диалога
| Работа за пультом компьютера
| Обмен перфоно-сителями и машино-граммами
| Интерактивный (через клавиатуру и экран)
| Интерактивный с жестким меню
| Интерактивный экранный типа «вопрос - ответ»
| К первому поколениюобычно относят машины, созданные на рубеже 50-х гг. и базирующиеся на электронных лампах. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли значительное количество электроэнергии и выделяли много тепла (рис. 1.).
Набор команд был ограничен, схемы арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно просты, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Быстродействие порядка 10—20 тыс. операций в секунду.
Программы для этих машин писались на языке конкретной машины. Математик, составивший программу, садился за пульт управления машины, вводил и отлаживал программы и производил по ним счет. Процесс отладки был весьма длительным по времени.
Несмотря на ограниченность возможностей эти машины позволили выполнить сложнейшие расчеты, необходимые для прогнозирования погоды, решения задач атомной энергетики и др.
Опыт использования машин первого поколения показал, что существует огромный разрыв между временем, затрачиваемым на разработку программ, и временем счета. Эти проблемы начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность ее использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить ее к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.
а б
Рис. 1. Электронная лампа (а), компьютер «Эниак» (б). Первое поколение
В октябре 1945 года в США был создан первый компьютер ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator — электронный числовой интегратор и вычислитель).
Отечественные машины первого поколения: МЭСМ (малая электронная счетная машина), БЭСМ, Стрела, Урал, М-20.
Второе поколение компьютерной техники— машины, сконструированные в 1955—65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов (рис. 2). Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами (НМЛ), магнитные барабаны (НМБ) и первые магнитные диски (табл. 2.).
а б
Рис. 2. Память на магнитных сердечниках (а), транзистор (б)
Эти машины характеризуются быстродействием до сотен тысяч операций в секунду, емкостью памяти — до нескольких десятков тысяч слов.
Появляются языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.
Программа, написанная на алгоритмическом языке, непонятна компьютеру, воспринимающему только язык своих собственных команд. Поэтому специальные программы, которые называются трансляторами, переводят программу с языка высокого уровня на машинный язык.
Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных задач, а также мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ, из которых в дальнейшем выросли современные операционные системы.
Операционная система — важнейшая часть программного обеспечения компьютера, предназначенная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вы вода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания.
Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х гг. наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.
Наивысшим достижением отечественной вычислительной техники созданной коллективом С.А. Лебедева явилась разработка в 1966 году полупроводниковой ЭВМ БЭСМ-6 с производительностью 1 млн. операций в секунду.
Машины третьего поколения— это семейства машин с единой архитектурой, т. е. программно совместимых. В качестве элемент-
а б
Рис. 3. Одна из первых интегральных схем (а). Микропроцессор Pentium 4 (б)
ной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами (рис. 3, а).
Машины третьего поколения появились в 60-е гг. Поскольку процесс создания компьютерной техники шел непрерывно, и в нем участвовало множество людей из разных стран, имеющих дело с решением различных проблем, трудно и бесполезно пытаться установить, когда «поколение» начиналось и заканчивалось. Возможно, наиболее важным критерием различия машин второго и третьего поколений является критерий, основанный на понятии архитектуры.
Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т. е. параллельного 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, PDP-11, VAX, EC 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.
Четвертое поколение— это основной контингент современной компьютерной техники, разработанной после 70-х гг.
Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвертого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.
В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой емкостью в десятки мегабайт (рис. 3, б).
С точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, использующие общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти порядка 1—512 Мбайт.
Для них характерны:
• применение персональных компьютеров (ПК);
• телекоммуникационная обработка данных;
• компьютерные сети;
• широкое применение систем управления базами данных;
• элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.
К ЭВМ четвертого поколения относятся ПЭВМ “Электроника МС 0511” комплекта учебной вычислительной техники КУВТ УКНЦ, а также современные IBM — совместимые компьютеры, на которых мы работаем.
В соответствии с элементной базой и уровнем развития программных средств выделяют четыре реальных поколения ЭВМ, краткая характеристика которых приведена в таблице 3.
Таблица 3
Поколения ЭВМ
Параметры сравнения
| Поколения ЭВМ
| первое
| второе
| третье
| четвертое
| Период времени
| 1946 - 1959
| 1960 - 1969
| 1970 - 1979
| с 1980 г.
| Элементная база (для УУ, АЛУ)
| Электронные (или электрические) лампы
| Полупроводники (транзисторы)
| Интегральные схемы
| Большие интегральные схемы (БИС)
| Основной тип ЭВМ
| Большие
| Малые (мини)
| Микро
| Основные устройства ввода
| Пульт, перфокарточный, перфоленточный ввод
| Добавился алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура
| Алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура
| Цветной графический дисплей, сканер, клавиатура
| Основные устройства вывода
| Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод
| Графопостроитель, принтер
| Внешняя память
| Магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты
| Добавился магнитный диск
| Перфоленты, магнитный диск
| Магнитные и оптические диски
| Ключевые решения в ПО
| Универсальные языки программирования, трансляторы
| Пакетные операционные системы, оптимизирующие трансляторы
| Интерактивные операционные системы, структурированные языки программирования
| Дружественность ПО, сетевые операционные системы
| Режим работы ЭВМ
| Однопрограммный
| Пакетный
| Разделения времени
| Персональная работа и сетевая обработка данных
| Цель использования ЭВМ
| Научно-технические расчеты
| Технические и экономические расчеты
| Управление и экономические расчеты
| Телекоммуникации, информационное обслуживание
|
Таблица 4
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|