- Еще в
начале 60-х появляются первые миникомпьютеры
- небольшие маломощные компьютеры,
доступные по цене небольшим фирмам
или лабораториям. Миникомпьютеры представляли
собой первый шаг на пути к персональным
компьютерам, пробные образцы которых
были выпущены только в середине 70-х
годов. Известное семейство миникомпьютеров
PDP фирмы Digital Equipment послужило прототипом
для советской серии машин СМ.
Между тем количество элементов
и соединений между ними, умещающихся
в одной микросхеме, постоянно росло, и
в 70-е годы интегральные схемы содержали
уже тысячи транзисторов. Это позволило
объединить в единственной маленькой
детальке большинство компонентов компьютера
- что и сделала в 1971 г. фирма Intel, выпустив
первый микропроцессор, который предназначался
для только-только появившихся настольных
калькуляторов. Этому изобретению суждено
было произвести в следующем десятилетии
настоящую революцию - ведь микропроцессор
является сердцем и душой современного
персонального компьютера.
Но и это еще не все - поистине,
рубеж 60-х и 70-х годов был судьбоносным
временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная
компьютерная сеть - зародыш того, что
мы сейчас называем Интернетом. И в том
же 1969 году одновременно появились операционная
система Unix и язык программирования С
("Си"), оказавшие огромное влияние
на программный мир и до сих пор сохраняющие
свое передовое положение.
Четвертое
поколение ЭВМ
К сожалению, начиная
с середины 1970-х годов стройная
картина смены поколений нарушается.
Все меньше становится принципиальных
новаций в компьютерной науке. Прогресс
идет в основном по пути развития того,
что уже изобретено и придумано,
- прежде всего за счет повышения
мощности и миниатюризации элементной
базы и самих компьютеров.
Обычно считается, что период
с 1975 г. принадлежит компьютерам четвертого
поколения. Их элементной базой стали
большие интегральные схемы (БИС. В одном
кристалле интегрированно до 100 тысяч
элементов). Быстродействие этих машин
составляло десятки млн. операций в секунду,
а оперативная память достигла сотен Мб.
Появились микропроцессоры (1971 г. фирма
Intel), микро-ЭВМ и персональные ЭВМ. Стало
возможным коммунальное использование
мощности разных машин (соединение машин
в единый вычислительный узел и работа
с разделением времени).
Однако, есть и другое мнение - многие полагают,
что достижения периода 1975-1985 г.г. не настолько
велики, чтобы считать его равноправным
поколением. Сторонники такой точки зрения
называют это десятилетие принадлежащим
"третьему-с половиной" поколению
компьютеров. И только с 1985г., когда появились
супербольшие интегральные схемы (СБИС.
В кристалле такой схемы может размещаться
до 10 млн. элементов.), следует отсчитывать
годы жизни собственно четвертого поколения,
здравствующего и по сей день.
Развитие ЭВМ 4-го поколения
пошло по 2-м направлениям:
1-ое направление
— создание «супер ЭВМ»
- Быстродействие
таких машин достигает нескольких
миллиардов операций в секунду. Они
способны обрабатывать огромные массивы
информации. Сюда входят комплексы ILLIAS-4,
CRAY, CYBER, «Эльбрус-1», «Эльбрус-2» и
др. Многопроцессорные вычислительные
комплексы (МВК) "Эльбрус-2" активно
использовались в Советском Союзе
в областях, требующих большого объема
вычислений, прежде всего, в оборонной
отрасли. Вычислительные комплексы "Эльбрус-2"
эксплуатировались в Центре управления
космическими полетами, в ядерных
исследовательских центрах. Наконец,
именно комплексы "Эльбрус-2" с 1991
года использовались в системе противоракетной
обороны и на других военных объектах.
2-ое
направление —
дальнейшее развитие
на базе БИС
и СБИС микро-ЭВМ
и персональных
ЭВМ (ПЭВМ)
- Первыми представителями
этих машин являются Apple, IBM - PC ( XT , AT
, PS /2), «Искра», «Электроника», «Мазовия»,
«Агат», «ЕС-1840», «ЕС-1841» и др.
Начиная с этого поколения ЭВМ
повсеместно стали называть компьютерами.
А слово «компьютеризация» прочно вошло
в наш быт.
Благодаря появлению и развитию
персональных компьютеров (ПК), вычислительная
техника становится по-настоящему массовой
и общедоступной. Складывается парадоксальная
ситуация: несмотря на то, что персональные
и миникомпьютеры по-прежнему во всех
отношениях отстают от больших машин,
львиная доля новшеств - графический пользовательский
интерфейс, новые периферийные устройства,
глобальные сети - обязаны своим появлением
и развитием именно этой "несерьезной"
техники. Большие компьютеры и суперкомпьютеры,
конечно же, не вымерли и продолжают развиваться.
Но теперь они уже не доминируют на компьютерной
арене, как было раньше.
Пятое
поколение ЭВМ
- ЭВМ пятого
поколения — это ЭВМ будущего.
Программа разработки, так называемого,
пятого поколения ЭВМ была принята
в Японии в 1982 г. Предполагалось, что
к 1991 г. будут созданы принципиально
новые компьютеры, ориентированные
на решение задач искусственного
интеллекта. С помощью языка Пролог
и новшеств в конструкции компьютеров
планировалось вплотную подойти
к решению одной из основных задач
этой ветви компьютерной науки - задачи
хранения и обработки знаний. Коротко
говоря, для компьютеров пятого поколения
не пришлось бы писать программ, а достаточно
было бы объяснить на "почти естественном"
языке, что от них требуется.
Предполагается, что их элементной
базой будут служить не СБИС, а созданные
на их базе устройства с элементами искусственного
интеллекта. Для увеличения памяти и быстродействия
будут использоваться достижения оптоэлектроники
и биопроцессоры.
На ЭВМ пятого поколения ставятся
совершенно другие задачи, нежели при
разработке всех прежних ЭВМ. Если перед
разработчиками ЭВМ с I по IV поколений
стояли такие задачи, как увеличение производительности
в области числовых расчётов, достижение
большой ёмкости памяти, то основной задачей
разработчиков ЭВМ V поколения является
создание искусственного интеллекта машины
(возможность делать логические выводы
из представленных фактов), развитие "интеллектуализации"
компьютеров - устранения барьера между
человеком и компьютером.
- К сожалению, японский
проект ЭВМ пятого поколения повторил
трагическую судьбу ранних исследований
в области искусственного интеллекта.
Более 50-ти миллиардов йен инвестиций
были потрачены впустую, проект прекращен,
а разработанные устройства по производительности
оказались не выше массовых систем того
времени. Однако, проведенные в ходе проекта
исследования и накопленный опыт по методам
представления знаний и параллельного
логического вывода сильно помогли прогрессу
в области систем искусственного интеллекта
в целом.
Уже сейчас компьютеры способны
воспринимать информацию с рукописного
или печатного текста, с бланков, с человеческого
голоса, узнавать пользователя по голосу,
осуществлять перевод с одного языка на
другой. Это позволяет общаться с компьютерами
всем пользователям, даже тем, кто не имеет
специальных знаний в этой области.
Многие успехи, которых достиг
искусственный интеллект, используют
в промышленности и деловом мире. Экспертные
системы и нейронные сети эффективно используются
для задач классификации (фильтрация СПАМа,
категоризация текста и т.д.). Добросовестно
служат человеку генетические алгоритмы
(используются, например, для оптимизации
портфелей в инвестиционной деятельности),
робототехника (промышленность, производство,
быт - везде она приложила свою кибернетическую
руку), а также многоагентные системы.
Не дремлют и другие направления искусственного
интеллекта, например распределенное
представление знаний и решение задач
в интернете: благодаря им в ближайшие
несколько лет можно ждать революции в
целом ряде областей человеческой деятельности.
Современные
персональные компьютеры
- Современные
персональные компьютеры (ПК или РС
в английской транскрипции) в соответствии
с принятой классификацией надо отнести
к ЭВМ четвертого поколения. Но с
учетом быстро развивающегося программного
обеспечения, многие авторы публикаций
относят их к 5-му поколению.
- Персональные
компьютеры появились на рубеже 60 –
70-х годов. Американская фирма Intel
разработала первый 4-разрядный микропроцессор
(МП) 4004 для калькулятора. Он содержал около
тысячи транзисторов и мог выполнять 8000
операций в секунду. Вскоре была выпущена
8-битная версия данного МП, получившая
название 8008. Оба МП всерьез восприняты
не были, поскольку рассчитывались для
конкретных применений. Они относятся
к МП первого поколения.
В конце 1973 г. Intel разработала
однокристальный 8-разрядный МП 8080, рассчитанный
для многоцелевых применений. Он был сразу
замечен компьютерной промышленностью
и быстро стал "стандартным". По стоимости
он был доступен даже для любителей. Одни
фирмы начали выпускать МП 8080 по лицензиям,
другие - предложили его улучшенные варианты.
Так, группа инженеров фирмы Intel, образовав
собственную фирму Zilog, в 1976 г. выпустила
МП Z80, сохраняющий базовую архитектуру
8080. Фирма Motorola разработала собственный
8-разрядный МП М6800, нашедший впоследствии
широкое применение
- Стив Возняк
(будущий «отец» компьютеров Apple)
собрал свой первый компьютер в 1972 году
из деталей, забракованных местным производителем
полупроводников в городе Беркли, штат
Калифорния. Стив назвал свое изобретение
Cream Soda Computer, поскольку пил именно этот
напиток во время сборки аппарата. В
начале 1976 года Стив Возняк, работая в
Hewlett-Packard, предложил свой компьютер Apple
руководству HP, но не нашел поддержки.
В Hewlett-Packard победил другой проект – HP-85,
основанный на идее совмещения компьютера
и калькулятора. Тогда 1 апреля 1976 года
два Стива – Возняк и Джобс – полушутя-полусерьезно
зарегистрировали Apple Computer Company. И уже в
июле предложили магазинам компьютер
Apple-1 по цене $666,66.
Apple-1 стал пользоваться спросом.
Его успех был вызван простотой операционной
системы. Прежде ПК управлялись через
"командную строку", и пользователь,
для того чтобы ставить задачи компьютеру,
должен был быть хоть немного программистом.
Создание же "мышки" и графически
удобного интерфейса сделало ПК доступным
для "чайников" и во многом определило
успех Apple-1.
- Фирма IBM обратила
внимание на персональные компьютеры,
когда рынок "вырос из пеленок".
К 1980 году только в США уже было
продано более миллиона ПК, и маркетологи
предсказывали взрывообразный рост спроса.
Свои модели представили десятки компаний.
Компьютеры при всей внешней схожести
отличались большим разнообразием и были
несовместимы друг с другом. Каждый производитель
разрабатывал собственную архитектуру
ПК. Считалось, что наиболее перспективной
архитектурой обладает компьютер PDP-11,
разработанный компанией DEC. Технические
решения этой компании легли в основу
первых отечественных компьютеров «Электроника».
Однако, в конце 1980 года совет
директоров IBM принял решение создать
"машину, которая нужна людям". Стратегическим
партнером в качестве поставщика процессоров
была выбрана Intel. Команда разработчиков
IBM PC заключила союз и с недоучившимся
студентом Гарвардского университета
Биллом Гейтсом. На существовавшие тогда
ПК ставилась популярная операционная
система CP/M, созданная компанией Digital Research,
или система UCSD компании Softech. Однако эти
операционные системы стоили $450 и $550 соответственно,
а Гейтс за свою PC-DOS брал всего лишь $40.
IBM сделала выбор в пользу дешевизны
- 12 августа
1981 года IBM представила свой ПК, который
был спроектирован не хуже, чем
изделия тогдашних лидеров рынка
– Commodore PET, Atari, Radio Shack и Apple.
IBM пошла на неожиданный шаг.
Решив утвердить свою архитектуру в качестве
стандарта, она открыла техническую документацию.
Теперь каждый производитель ПК мог приобрести
лицензию у IBM и собирать подобные компьютеры,
а производители микропроцессоров – изготавливать
элементы для них. IBM рассчитывала «перетянуть
одеяло» на себя, уничтожив стандарты
конкурентов. Так и произошло. Сохранить
собственную архитектуру смогла только
Apple: она нашла свою нишу в сферах графического
дизайна и образования. Все остальные
производители либо разорились, либо приняли
стандарт IBM.
Весной 1983 г. фирма IBM выпускает
модель PC XT с жестким диском, а также объявляет
о создании нового поколения микропроцессоров
- 80286. Новый компьютер IBM PC AT (Advanced Technologies),
построенный на основе МП 80286, быстро завоевал
весь мир и несколько лет оставался наиболее
популярным.
Первые 32-разрядные микропроцессоры
появились на мировом рынке в 1983-1984 гг.,
но их широкое использование в высокопроизводительных
ПК началось с 1985 г. после выпуска фирмами
Intel и Motorola микропроцессоров 80386 и М68020
соответственно. Эти БИС открыли новое
микропроцессорное поколение, реализующее
обработку данных на уровне "больших"
ЭВМ.
В 1989 г. был начат выпуск более
мощного МП 80486 с быстродействием более
50 млн. операций в секунду. В марте 1993 г.
фирма Intel продолжает ряд 80х86 выпуском
микропроцессора Р5 "Pentium" с 64-разрядной
архитектурой. Потом были "Pentium 2",
"Pentium 3". Сегодня (2006 г.) самым популярным
МП является "Pentium 4" с технологией
НТ, позволяющей обрабатывать информацию
по 2-м параллельным потокам. Т.е. получать
как бы два процессора. Появляются и многоядерные
МП.
- Тактовые частоты
современных ПК превышают 3 ГГц, объмы
ОЗУ свыше 4 ГБ. Емкость накопителей на
жестких дисках измеряется уже в террабайтах.
Вычислительные мощности ПК просто колоссальны
(хотя и остаются еще недостаточными для
решения многих прикладных задач).
Кроме стационарных (так называемых,
настольных) ПК широкое распространение
получили сегодня переносные ПК - nootbook,
карманные ПК (КПК) и мобильные ПК - смартфоны,
объединяющие функции ПК и телефона. Появляются
мобильные мультимедийные коммуникаторы
iPhone.