Счётно-решающие средства до появления ЭВМ

          В 1979 году был разработан новый процессор — Intel-8088, не отличавшийся от своего предшественника, но он имел 8-разрядную шину данных — это позволяло использовать популярные в то время 8-разрядные микросхемы. Первоначально процессор работал частотой в 4,77 МГц, но впоследствии другие фирмы разработали совместимые с ним 8- и 10-мегагерцовые процессоры. Итак, 12 августа 1981 года IBM впервые представила свой ПК, который так и назывался IBM PC (англ. Personal Computer). Он имел процессор Intel-8088, два дисковода для гибких дисков по 160 Кбайт и ОП 64 КБайт с возможностью расширения до 512 Кбайт. В ПЗУ PC был помещён язык программирования Бейсик. IBM разработала свой собственный дисплей, который имел хорошую контрастность, символы на нём легко читали и не утомляли глаз мерцанием. В 1983 году IBM выпустила новую модель PC XT (англ. eXtended Technology) с жестким диском — винчестером — емкостью 10 Мбайт и ОП 640 Кбайт. Работал PC под управлением MS DOS компании Microsoft — ныне крупнейшего производителя программного обеспечения.

          К 1982 году невероятная популярность нового компьютера привела к созданию многочисленных аналогов. К 1984 году IBM-совместимых компьютеры выпускали более 50 компаний, а в 1986 году объём продаж клонов превысил собственный объем продаж фирмы IBM. Архитектура IBM PC завоевала весь мир: никакой другой фирме, будь то Apple Macintosh, NeXT, Amiga или другим, не удалось занять место рядом с IBM.

         Презентация нового PC — IBM PC AT (англ. Advanced Technology) — состоялась в 1984 году. AT был построен на основе нового микропроцессора — Intel-80286, который был представлен в 1982 году. Микропроцессор имел 16-разрядную шину данных и 16-битный внутренние регистры. Первый Intel-80286 работал на частоте в 6 МГц, впоследствии доведенной до 20 МГц. В общем, AT в 5 раз был производительнее, чем XT.

          Главным преимуществом Intel-80286 была способность работать с дополнительной памятью. Он имел 24-разрядную адресную шину, что позволяло работать с ОП до 16 Мбайт. Intel-80286 мог работать с виртуальной памятью размером до 1 Гбайта.

          Тем временем в январе 1984 г. состоялась презентация первого компьютера Macintosh компании Apple Computer. Эти компьютеры сыграли значительную роль в развитие PC. Он имел 9-дюймовый монитор с чрезвычайно высокой четкостью изображения и занимал мало места на рабочем столе, число соединительных кабелей в системе было минимальным.

          В качестве центрального процессора был использован микропроцессор 68000 компании Motorola, в последующих моделях был использован микропроцессор Motorola 68030, а в некоторых они использовались совместно с математическим сопроцессором, а также цветной монитор. Такие PC были очень удобны в домашней работе. В 1985 году компания Intel анонсировала первый 32-разрядный процессор Intel-80386 (Intel-80386DX). Он имел все положительные качества своих предшественников. Вся система команд Intel-80286 полностью совместима с набором команд 386-го. Новый процессор был полностью 32-разрядным и работал на частоте в 16 МГц (позже появились PC с 25, 33 и 40 МГц). С увеличением шины данных до 32 бит число адресных линий было также увеличено до 32, что позволило микропроцессору обращаться прямо к 4 Гбайт физической памяти или к 64 Тбайт (1 Терабайт = 1024 Гбайт) виртуальной памяти. Для поддержания совместимости с Intel-8086 процессор работал в защищённом режиме (англ. Protect mode), также поддерживался реальный режим (англ. Real mode), основным отличием была возможность переходить из одного режима работы в другой без перезагрузки компьютера. Появился также новый режим — виртуальный (англ. Virtual mode) — позволявший микропроцессору работать так же, как и неограниченное количество Intel-8086. Это давало возможность процессору выполнять сразу несколько программ. Первая персональная ЭВМ на основе Intel-80386 была изготовлена фирмой Compaq Computers. В апреле 1987 года IBM объявила о создании семейства PS/2 с шиной MCA (англ. MicroChannel Architecture). До этого компьютеры PC AT использовали шину ISA (англ. Industry Standard Architecture). Она была 32-разрядная и имела частоту 10 МГц. В 1989 году девять компаний-клонмэйкеров (AST, Epson, HewlettPackard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse и Zenith) разработали шины EISA (англ. Extended Industry Standard Architecture). Она, как и MCA, она имела разрядность 32, но в отличие от нее EISA была полностью совместима с ISA.

           В 1988 году компанией Intel был разработан микропроцессор Intel-80386SX, в общем, ничем не отличавшийся от Intel-80386DX, однако он стоил дешевле и использовал 16-разрядную внешнюю шину данных.

Пятое поколение

           В 1989 году появляется новая разработка компании Intel — микропроцессор Intel-80486 (Intel-80486DX). Этот процессор ознаменовал начала пятого поколения. Этот процессор был полностью совместим с PC семейства Intel-80x86, кроме того, содержал в себе математический сопроцессор и 8 Кбайт кэш-памяти. Этот процессор был более совершенен по сравнению с микропроцессором Intel-80386, его тактовая частота состояла 33 МГц.

           В 1991 году Intel представила процессор Intel-80486SX, у которого отсутствовал математический сопроцессор.

           А в 1992 году — процессор Intel-80486DX2, работавший с удвоенной тактовой частотой — 66 МГц. Впоследствии вышли процессоры с тактовой частотой в 100 МГц.

           Кроме компании Intel 486-е процессоры стали выпускать и другие фирмы, например фирмы AMD (англ. Advanced Micro Devices) и Cyrix.

           Эти фирмы вносили некоторые усовершенствования в них и продавали по цене от 100 долларов. Вскоре для 486-ых систем стала стандартом шина VL-Bus, разработанная ассоциацией VESA (Video Electronics Standard Association). Пропускная способность составила 132 Мбайт/с.

           Создание компьютеров на основе процессоров семейства Intel-80486 позволило многочисленное программное обеспечение.

           Второе место после PC фирмы IBM занимает фирма Apple Computer с PC Macintosh. Компьютеры выпускались на основе процессоров фирмы Motorola. Эти компьютеры очень удобны при использовании дома, в офисе и для обучения в школе. Последние модели — LC 475, LC 575 и LC 630 — основанные на процессорах Motorola 68LC040, оснащаются дисководом CD-ROM.

           Самые производительные компьютеры Macintosh серии Quadra, оснащались процессором 68040 с тактовой частотой до 33 МГц, сопроцессором, имели возможность расширения ОЗУ до 256 Мбайт. Quadra в основном использовались в полиграфическом и рекламном деле, а также в создании мультимедиа-приложений и других задачах, требующих больших вычислительных мощностей и обработки значительных объемов данных; они также подходят для создания программного обеспечения. С 1993 года выпускаются компьютеры подсемейства AV, которые имели стандартный видеовходы и видеовыходы, что давало возможность выводить информацию, как на экран стандартного дисплея, так и на экран обычного телевизора.

Кроме вышеперечисленных  моделей Apple Computer выпускает портативные  компьютеры серии PowerBook. Наибольшую популярность завоевали компьютеры семейства Performa, которые оснащались факс-модемом, что, было удобно для надомной работы.

В 1993 году компания Intel начала промышленный выпуск нового процессора — Intel Pentium (Intel не стал присваивать ему  номер 80586). Первые модели работали на тактовой частоте 60 и 66 МГц и объединяли в  себе до 3,3 млн. транзисторов. Pentium —  это первый 64-разрядный суперскалярный процессор с RISC-ядром, изготовленный  по 0,8-микронной технологии BiCMOS. Его  основу составляет два пятиступенчатых  конвейера, позволяющих выполнять  две команды за один такт. Один конвейер выполнял любые операции, как с  целочисленными, так и с числами  с плавающей точкой, второй выполняет  часть целочисленных команд. Все  арифметические действия — сложение, вычитание, умножение и деление  — реализованы аппаратно. Сочетание  этих решений резко повысило производительность процессора, ускорить вычисления за счёт уменьшения обращений к ОЗУ. Обеспечивают два внутренних буфера кэш-памяти —  по 8 Кбайт для команд и данных, что позволило работать контейнерам  команд не только по чтению, но и по записи. Следующая новинка — система  предсказываний ветвлений, благодаря  которой при переходе в области  памяти запоминается адрес перехода и при повторном обращении  переход по этому адресу происходит быстрее.

Впоследствии появились  модели с частотой 90 и 100 МГц. Однако вскоре обнаружилась ошибки в устройстве деления, и компании Intel пришлось опубликовать подробное описание этого дефекта. После этого скандала практически  все процессоры Pentium стали тестировать, и в прайс-листах появилась надпись  «BUG FREE!», что буквально можно перевести как «свободно от ошибок».

 

 

 

 

                                              Приложения

                              

   древнегреческий абак                                          арифмометр — «Феликс»             

      

                              

                                      зарубежный собрат Феликса  

 

 

                                           

           транзисторы                                             1963 г. – сотрудник Стэндфордского

                                                                           исследовательского центра  

                                                                           Дуглас Энгельбарт  продемонстрировал

                                                                           работу первой мыши

                           

                                          БЭСМ-6 и пульт управления

 

 

I  ПОКОЛЕНИЕ  ЭВМ  ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ:

Элементная  база – электронно-вакуумные  лампы.

• Соединение элементов  – навесной монтаж проводами.

•  Габариты – ЭВМ выполнена  в виде громадных шкафов.

•  Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду.

•  Эксплуатация – сложная  из-за частого выхода из строя   электронно-вакуумных ламп.

•  Программирование –  машинные коды.

•  Оперативная память – до 2 Кбайт. 

•  Ввод и вывод данные с помощью  перфокарт,  перфолент.

II  ПОКОЛЕНИЕ  ЭВМ ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ: 

•Элементная  база – полупроводниковые  элементы (транзисторы)

•  Соединение элементов  – печатные платы и навесной монтаж.

•  Габариты – ЭВМ выполнена  в виде однотипных стоек 

•  Быстродействие – 100 – 500 тыс. операций в секунду.

•  Эксплуатация – вычислительные центры со специальным  штатом  обслуживающего персонала,  появилась новая  специальность –  оператор ЭВМ.

•  Программирование –  на алгоритмических языках, появление  ОС.

•  Оперативная память – 2 – 32 Кбайт.

•  Введен  принцип  разделения времени.

•  Введен принцип  микропрограммного  управления.

•  Недостаток – несовместимость программного обеспечения.

III  ПОКОЛЕНИЕ  ЭВМ ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ:

Элементная  база – интегральные схемы.

•  Соединение элементов  – печатные платы.

•  Габариты – ЭВМ выполнена  в виде однотипных стоек.

•  Быстродействие –1-10 млн. операций в секунду.

•  Эксплуатация – вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность - системный программист.

•  Программирование -  алгоритмические языки, ОС.

•  Оперативная память – 64 Кбайт.

• Применяется принцип разделения времени, принцип модульности, принцип микропрограммного управления, принцип магистральности.

•  Появление магнитных  дисков, дисплеев, графопостроителей.

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ IV поколения:

•Элементная  база – большие  интегральные схемы (БИС).

•   Соединение элементов  – печатные платы.

•   Габариты – компактные ЭВМ, ноутбуки.

•   Быстродействие –  10 -100 млн. операций в секунду.

• Эксплуатация – многопроцессорные  и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.

•   Программирование – базы и банки данных.

•   Оперативная память – 2 -5 Мбайт.

•   Телекоммуникационная обработка данных, объединение в  компьютерные сети.

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ V  ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ 

Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных  принципов (лазеры, голография). В компьютерах  пятого поколения произойдет качественный переход от обработки данных к  обработке знаний, создание экспертных систем. Архитектура будет содержать  два блока: Традиционный компьютер  и интеллектуальный интерфейс, задача которого понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его  в работающую программу для компьютера.

Перспективы

В настоящее время уже  изобрели компьютер управляемый  глазами; Компьютер, который набирает текст  под диктовку человека…. Но все эти компьютеры не обладают искусственным интеллектом. До сих пор не создано компьютера, управляемого мыслью. Пока ученые не изобретут технологию материализации мысли  «компьютеры пятого» поколения будут фантастикой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

1. Счётно-решающие средства до появления ЭВМ
2. Создание первых компьютеров
3. Ламповые ЭВМ
4. Транзисторные ЭВМ
5. Эпоха интегральных схем
6. Четвёртое поколение
7. Пятое поколение
8. Приложения
9. Список использованной литературы

 

Список литературы:

 

1. А.П.Пятибратов, А.С.Касаткин, Р.В.Можаров. “ЭВМ, МИНИ-ЭВМ и

микропроцессорная техника  в учебном процессе.”

2. А.П.Пятибратов, А.С.Касаткин, Р.В.Можаров. “Электронно-вычислительные

машины в управлении”.

3. Лекции МИЭМ.

4. Internet: http://fb.ru/article/2879/istoriya-razvitiya-evm-osnovnyie-vehi

5. Апокин И.А.Развитие  вычислительных машин.

6. Internet: http://www.computerra.ru/offline/2000/341/3055/

7.Очерки истории советской  вычислительной техники-http://www.osp.ru/os/1999/01/69.htm