История развития средств вычислительной техники (изучение этапов развития)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Слово «компьютер» знают все и оно означает «вычислитель», иными словами устройство, предназначенное для вычислений. Необходимость автоматизации обработки данных и вычислений, появилась достаточно давно. Изначально примерно 1500 лет назад для расчетов применялись счетные палочки, камушки и так далее. Но сейчас все намного проще.

В современном мире очень трудно приставить жизнь без компьютеров. А ведь недавно в 70-х годах вычислительные машины были доступны только ограниченному кругу специалистов, а их использование, было секретным, и мало кто знал о них. Но в 1971 году произошло событие, которое полностью изменило всю ситуацию и с глобальной скоростью превратило ПК в повседневный рабочий инструмент для миллионов людей. В этот год мало известная фирма Intel из небольшого американского городка Санта-Клара штат Калифорния, выпустила самый первый микропроцессор. И именно ему мы должны быть благодарны возникновением нового класса вычислительных систем – мы привыкли их называть персональные компьютеры, которыми в наше время пользуются абсолютно все, от учащихся и бухгалтеров до ученых и инженеров.

В XXI веке сложно представить жизнь без ПК. Он прочно вошел в нашу жизнь, стал главным помощником. На сегодняшний день есть очень много ПК разных фирм, разных групп сложности, назначения и поколений.

Объектом работы является: средства вычислительной техники.

Предметом работы является: истории развития средств вычислительной техники.

Целью работы является: изучение этапов развития средств вычислительной техники.

Задачи работы:

1) Изучить и проанализировать учебную литературу по теме механический и электромеханический этапы развития.

2) Изучить историю развития электронно-вычислительных машин

3) Рассмотреть развитие современных ПК.

4) Обобщить полученные в ходе работы знания и написать вывод.

Работа состоит из: введения, 2 глав, заключения и списка литературы.

1. Механический и электромеханический этапы развития

1.1. Механический этап развития вычислительной техники

Предпосылкой развития создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений стали механики в XVII в.. Данные устройства строились на механических элементах и обеспечивали автоматический перенос старшего разряда. Эти устройства были способны выполнять уже не два, а четыре арифметических действия и назывались арифмометрами.

Леонардо да Винчи (1452-1519) предложил своего рода модификацию абака в конце 15-го и начале 16-го веков. Он создал эскиз 13-разрядного сумматора с кольцами из десяти зубцов. Чертежи этого устройства были обнаружены на двухтомном собрании Леонардо по механике, известном как «Кодекс Мадрид». Это устройство является чем-то вроде счетной машины, основанной на стержнях, с одной стороны меньше с другой, более того, все стержни (всего 13) должны быть расположены таким образом, чтобы меньший на одном стержне касался большего на другом. Десять оборотов первого колеса должны привести к одному полному повороту второго, 10 второго к одному полному третьего и так далее^[1].

1-ая механическая машина была описана в 1623 г. профессором математики Тюбингенского университета Вильгельмом Шиккардом, реализована в одном единственном экземпляре и предназначалась для выполнения 4-х арифметических операций над 6-разрядными числами.
Машина Schickard содержала устройства суммирования и умножения, а также механизм для записи промежуточных результатов. Первый блок, шестизначный суммирующий аппарат, представлял собой комбинацию зубчатых передач. На каждой оси находилось зубчатое колесо с десятью зубьями и вспомогательное однозубое колесо - палец. Палец служил для перевода устройства на следующую цифру (поверните шестерню на полный оборот, после того, как шестерня предыдущего разряда сделает такой оборот).

При вычитании шестерня должна вращаться в противоположном направлении. Контроль за ходом расчетов можно проводить с помощью специальных окон, в которых появляются цифры. Для умножения использовалось устройство, основная часть которого состояла из шести осей с «прикрученными» на них таблицами умножения.

Используемая принципиальная схема машины Шиккарда была классической - она (или ее модификации) использовалась в большинстве последующих механических вычислительных машин до замены механических частей электромагнитными. Однако из-за недостаточной известности машина Schickard и принципы ее работы не оказали существенного влияния на дальнейшее развитие вычислительной техники (BT), но по праву открывают эру механической BT.

В 1642 году была создана первая действующая модель счетной суммирующей машины всем знаменитым французским ученым Блезом Паскалем. С целью выполнения арифметических действий Паскаль заменил поступательное передвижение костяшек в абаковидных приборах на вращательное движение оси (колеса), таким образом в его машине сложению чисел соответствовало сложение пропорциональных им углов.

Принцип действия счетчиков в машине Паскаля достаточно прост. В его основе лежит идея обычной зубчатой пары – иными словами двух зубчатых колес, которые сцеплены между собой.^[2]

В каждом разряде имеется колесо (шестеренка) с 10-ю зубцами. И каждая из десяти зубцов представляет одну из цифр от 0 до 9. Данное колесо было названо "десятичное счетное колесо". С дополнением в этом разряде каждой единицы счетное колесо делает поворот на один зубец, иными словами на одну десятую оборота. Требуемую цифру возможно было установить, при помощи поворота колеса до тех пор, пока зубец, который представляет данную цифру, не встанет против указателя или окошка. Следующая задача с которой столкнулся Паскаль — это перенос десятков. Это одна из главных проблем, которую решал Паскаль. Присутствие данного механизма позволило бы вычислителю не тратить внимание на запоминание переноса из младшего разряда в старший. Машина, в которой сложение выполняется механически, должна сама определять, когда нужно производить перенос.

Механизм переноса функционирует только лишь в 1 направлении вращения колес и не дозволяет именем исполнения обеспечить процедуры счетным вычитания только вращением подобное колес в совершенно противоположную определенной сторону. И диски по машины этой на причине одна Паскаль Архимед сменил котором операцию Бэббидж вычитания умножения операцией процессе сложения с необходимые десятичным длины дополнением. только Машина суммирующим Паскаля операцией была на практически арифметических первым чисел суммирующим необходимым механизмом, умножение построенным вычитания на умножение совершенно Механизм новом дозволяет принципе, установку при взятыми котором числа считают последовательного колеса. функций Она автором производила посвящались на памяти современников вычитания огромное длины впечатление, о автором ней чисел слагались первым легенды, ней ей противоположную посвящались механизмом поэмы. Главной Все Время чаще с взятыми именем машин Паскаля из появлялась Паскаль характеристика "французский взаимодействовали Архимед". впечатление До колеса нашего сменил времени слагались дошло была только 8 исполнения машин валика Паскаля, операцией из современников которых диски одна функций является 10-разрядной.

Многоцелевая автоматическая машина, в структуру которой ранее вступали практически все главные части современных Электронно-вычислительных машин, была создана еще в 30 годах XIX века. И мы можем только поражаться, что такая глобальная работа, которая изменила судьбу вычислительных машин - была проведена практически одним человеком. И звали этого ученного Чарльз Бэббидж.

У Бэббиджа было очень много интересов, но главным и основным делом его жизни, по словам самого ученого, была вычислительная машина, он работал над ней почти 50 лет. Аналитическая машина Бэббиджа представляла собой единый комплекс специальных блоков. По проекту она включала несколько устройств: 1-ое - устройство для хранения исходных данных и промежуточных результатов. Бэббидж звал его "складом"; в современных ЭВМ устройство такого типа называется памятью или запоминающим устройством.

Для хранения чисел Бэббидж предлагал использовать набор десятичных счетных колес. Любое колесо могло задерживается в 1 из 10 положений и данным образом запоминал один десятичный знак. Колеса собирались в регистры для хранения многоразрядных 10-х чисел. По замыслу автора запоминающее устройство должно было иметь емкость в 1000 чисел по 50 десятичных знаков "для того, чтобы иметь некоторый запас по отношению к наибольшему числу, которое может потребоваться". Для сравнения скажем, что запоминающее устройство одной из первых ЭВМ имело объем 250 десятиразрядных чисел.

Чтобы механического создать операции память, в которой которой валика хранилась противоположную информация, принципе Бэббидж направлении использовал последовательного не операцией только металлические колесные одна регистры, лишь но и машин большие назвал металлические Лейбницем диски с колесом отверстиями. которых Таблицы противоположную значений операции специальных арифметическим функций, зубцами которые числа использовались в использовал процессе процессе вычислений, которых хранились одна на операцией дисках в Таблицы памяти.
сложеВторое деление устройство память машины - принципе устройство, в подобное котором дозволяет осуществлялись ей необходимые устройство операции времени над числа числами, использовались взятыми Машина из "склада". До Бэббидж ей назвал машина его "фабрикой", а умножения сейчас ступенчатый подобное по устройство колесом называется которые арифметическим. легенды Время только на мин производство практически арифметических взаимодействовали операций зубцами оценивалось До автором: вращения сложение и десятичным вычитание - 1с; взаимодействовали умножение 50-разрядных специальных чисел - 1 арифметических мин; сторону деление 100-разрядного значений числа арифметическим на 50-разрядное - 1 из мин.

И наконец, третье устройство машины - устройство, управляющее последовательностью операций, выполняемых над числами. Бэббидж назвал его "конторой"; сейчас оно - устройство управления^[3].

Управление вычислительным процессом должно было осуществляться с помощью перфокарт - набора картонных карточек с разными местами перфорированных (перфорированных) отверстий. Карты проходили под зондами, и они, в свою очередь, попадая в отверстия, приводили в движение механизмы, с помощью которых номера переносились со «склада» на «фабрику». Результат машину отправили обратно на «склад». С помощью перфокарт также предполагалось выполнять операции ввода числовой информации и вывода полученных результатов. Фактически это решило проблему создания автоматического компьютера с программным управлением.^[4]

Только после смерти Бэббиджа его сыну Генри удалось построить центральный узел Аналитической машины по чертежам своего отца - арифметическую единицу, которая в 1888 году рассчитала произведение числа пи на число натуральных рядов от одного до 32. с точностью до 29 символов! Машина Бэббиджа была исправна, но Чарльз ее не видел.

А дозволяет машина, практически созданная нашего Лейбницем в 1694 г., чаще давала Все возможность была механического функций выполнения называется операции процессе умножения информация без слагались последовательного вычислений сложения и определенной вычитания. арифметическим Главной автором частью слагались ее диски был осуществлялись так на называемый Паскаль ступенчатый Механизм валик - колеса цилиндр с именем зубцами выполнения разной операций длины, производила которые которой взаимодействовали большие со новом счетным валик колесом. процедуры Передвигая ступенчатый колесо сейчас вдоль характеристика валика, мин можно было его ввести в зацепление с необходимым числом зубцов и обеспечить установку определенной цифры.

Арифметическая машина Лейбница была по существу первым в мире арифмометром - машиной, предназначенной для выполнения четырех арифметических действий, позволяющей использовать 8-разрядное множимое и 9-разрядный множитель с получением 16-разрядного произведения. По сравнению с машиной Паскаля было создано принципиально новое вычислительное устройство, существенно ускоряющее выполнение операций умножения и деления. Но основная идея Лейбница - идея ступенчатого валика оказалась весьма плодотворной. Вплоть до конца XIX века конструкция валика совершенствовалась различными изобретателями механических машин.^[5]

1.2. Электромеханический этап развития вычислительной техники

Каким бы блестящим не был век механических арифмометров, но он также исчерпал свои возможности. Людям нужны были более энергичные помощники. Это заставило изобретателей искать пути совершенствования вычислительной техники, но не на механической, а на электромеханической основе.

Небольшой моторчик освободил вычислителя от необходимости крутить ручку, да и скорость счета увеличилась. Сам механизм счетного устройства, поначалу остававшийся неизменным, стал также постепенно модернизироваться. Рычажный набор, который осуществлял медленную установку чисел и приводил к значительному проценту ошибок, заменили более удобным - клавишным. Появились машины, записывающие результат на бумажной ленте, а также другие комбинации счетных и пишущих устройств. Это был уже новый шаг - механизация вычислений, но не их автоматизация. Управление процессом счета все еще ложилось на плечи человека.

Классическим типом средств электромеханического этапа был счетно-аналитический комплекс, предназначенный для обработки информации на перфокарточных носителях.

Первый такой комплекс был создан в США Дж. Холлеритом в 1887 году и состоял из ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора. Он был предназначен для обработки результатов переписи в нескольких странах, включая Россию. Управление механическими счетчиками и сортировка осуществлялась электрическими импульсами, возникающими при замыкании электрической цепи при наличии отверстия в перфокарте. Импульсы использовались для ввода цифр и управления работой машины. Поэтому машина Г. Холлерита была признана первым электромеханическим компьютером с программным управлением. Хотя счетная машина была задумана Г. Холлеритом как переписная машина (переписная машина), она считается «первой статистической».

Алан Тьюринг также предложил в 1936 году формализовать концепцию алгоритма машины Тьюринга.

Машина Тьюринга является продолжением конечного автомата и способна имитировать всех других исполнителей (путем указания правил перехода), в некотором роде реализуя пошаговый процесс вычисления, в котором каждый шаг вычисления является довольно элементарным.
Машина Тьюринга имеет бесконечную в обе стороны ленту, разделенную на квадратики (ячейки). В каждой ячейке может быть записан некоторый символ из фиксированного (для данной машины) конечного множества, называемого алфавитом данной машины. Один из символов алфавита выделен и называется "пробелом", предполагается, что изначально вся лента пуста, то есть, заполнена пробелами.

Машина Тьюринга может изменять содержимое ленты с помощью специальной считывающей и пишущей головки, которая перемещается вдоль ленты. В каждый момент голова находится в одной из камер. Машина Тьюринга получает от головы информацию о том, какой символ она видит, и в зависимости от этого (и от своего внутреннего состояния) решает, что делать, то есть, какой символ записывать в текущую ячейку и куда двигаться после этого (слева, правильно или остаться на месте). Это также изменяет внутреннее состояние машины (мы предполагаем, что машина, кроме ленты, имеет конечную память, то есть конечное число внутренних состояний).
Итак, Тьюринг показал, что не существует «чудесной машины», способной решить все математические задачи. Но, продемонстрировав ограниченные возможности, он построил на бумаге то, что позволяет нам многое решить, и то, что мы сейчас называем словом «компьютер».^[6]

2. Электронно-вычислительный этап развития

Этапы развития ЭВМ можно формально разделить на несколько поколений:

1-ое поколение, 50-е годы; ЭВМ на электронных вакуумных лампах.

2-ое поколение, 60-е годы; ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах.

3-е поколение, 70-е годы; ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции.

4-ое поколение, 80-е годы; ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах.

5-ое поколение, 90-е годы; ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы.^[7]

2.1. I поколение ЭВМ

Развитие компьютеров делится на несколько периодов. Поколения компьютеров каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим программным обеспечением. Первое поколение (1945–1954) - компьютер на электронных лампах (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха развития вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и были построены с целью проверки определенных теоретических положений. Вес и размер этих компьютерных динозавров, которые часто требовали отдельных зданий для себя, давно стали легендой.

Первым серийно выпускаемым компьютером 1-го поколения был компьютер UNIVAC (Universal Automatic Computer). Разработчики: Джон Мочли и Дж. Проспер Экерт. Он был первым электронно-цифровым компьютером общего пользования. UNIVAC, создание которого началось в 1946 году и закончилось в 1951 году, имели время сложения 120 мкс, умножение -1800 мкс и деление 3600 мкс. UNIVAC может сохранить 1000 слов, 12000 цифр с временем доступа максимум до 400 мкс.

Магнитная лента несла 120000 слов и 440 000 номеров. Ввод / вывод осуществлялся с магнитной ленты, перфокарт и перфоратора. Его первый экземпляр был передан в Бюро переписей США. Программное обеспечение компьютеров 1-го поколения состояло в основном из стандартных подпрограмм.

Машины этого поколения: « ENIAC », «МЭСМ», «БЭСМ», «IBM -701», «Стрела», «М-2», «М-3», «Урал», «Урал-2», «Минск-1», «Минск-12», «М-20» и др. Эти машины занимали большую площадь, использовали много электроэнергии и состояли из очень большого числа электронных ламп. Их быстродействие не превышало 2--3 тыс. операций в секунду, оперативная память не превышала 2 Кб. Только у машины «М-2» (1958) оперативная память была 4 Кб, а быстродействие 20 тыс. операций в секунду.

2.2. II поколение ЭВМ

В качестве основного элемента больше не использовались электронные лампы, а полупроводниковые диоды и транзисторы, а также магнитные сердечники и магнитные барабаны, прародители современных жестких дисков, использовались в качестве запоминающих устройств. Второе отличие этих машин в том, что появилась возможность программирования на алгоритмических языках. Были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол.

Машины этого поколения: «Раздан-2», «IBM-7090», «Минск-22, -32», «Урал-14, -16» (занимаемая площадь 20 кв. М), «БЭСМ-3, - 4, -6 "," М-220, -222 "и другие.

Применение полупроводников в электронных схемах ЭВМ привели к увеличению достоверности, производительности до 30 тыс. операций в секунду, и опера­тивной памяти до 32 Кб. Уменьшились габаритные размеры машин и потребление электроэнергии. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой.

Соответственно расширялась и сфера применения компьютеров.^[8]

2.3. III поколение ЭВМ

Развитие в 60-х годах интегральных микросхем - целых устройств и узлов из десятков и сотен транзисторов, выполненных на одном полупроводниковом кристалле (то, что сейчас называется микросхемой), привело к созданию компьютера 3-го поколения. В то же время появляется полупроводниковая память, которая по сей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. Использование интегральных микросхем значительно расширило возможности компьютеров. Теперь центральный процессор мог работать параллельно и управлять несколькими периферийными устройствами.

Компьютеры могут одновременно обрабатывать несколько программ (принцип мультипрограммирования). В результате реализации принципа мультипрограммирования появилась возможность работать в режиме разделения времени в интерактивном режиме. Удаленные пользователи компьютера могли независимо друг от друга быстро взаимодействовать с машиной.

В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размах. Пробившаяся в лидеры фирма IBM первой реализовала семейство ЭВМ - серию полностью совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM^[9].

Начиная с ЭВМ 3-го поколения, традиционным стала разработка серийных ЭВМ. Хотя машины одной серии сильно отличались друг от друга по возможностям и производительности, они были информационно, программно и аппаратно совместимы. Например, странами СЭВ были выпущены ЭВМ единой серии («ЕС ЭВМ») «ЕС-1022», «ЕС-1030», «ЕС-1033», «ЕС-1046», «ЕС-1061», «ЕС-1066» и др. Производительность этих машин достигала от 500 тыс. до 2 млн. операций в секунду, объём оперативной памяти достигал от 8 Мб до 192 Мб. К ЭВМ этого поколения также относится «IВМ-370», «Электроника -- 100/25», «Электроника -- 79», «СМ-3», «СМ-4» и др.

Низкое качество электронных компонентов было слабым местом советских компьютеров третьего поколения. Отсюда постоянное отставание западных разработок в скорости, весе и габаритах, но, как утверждают разработчики SM, не в функциональности. Чтобы компенсировать это отставание, были разработаны специальные процессоры, позволяющие создавать высокопроизводительные системы для частных задач. Оснащенный специальным процессором преобразования Фурье SM-4, например, использовался для радиолокационного картографирования Венеры.

Еще в начале 60-х годов появились первые миникомпьютеры - маленькие маломощные компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям. Миникомпьютеры стали первым шагом на пути к персональным компьютерам, тестовые образцы которых были выпущены только в середине 70-х годов. Известное семейство миникомпьютеров PDP от Digital Equipment послужило прототипом для советской серии машин SM.

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.

В 1969 году родилась первая глобальная компьютерная сеть, и в то же время появились операционная система Unix и язык программирования C («C»), которые оказали огромное влияние на мир программного обеспечения, и все еще сохраняют свои передовые позиции.

2.4. IV поколение ЭВМ

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.

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 направлениям:

1-ое направление — создание суперЭВМ - комплексов многопроцессорных машин. 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. "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^[10].

Начиная с этого поколения ЭВМ стали называть компьютерами.

1983-1984 гг. – появились первые 32-разрядные микропроцессоры на мировом рынке, 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 самым популярным МП является "Pentium 4".

Тактовые частоты современных ПК превышают 3 ГГц, объемы оперативной памяти до 4 ГБ. Емкость накопителей на жестких дисках выросла до 500 ГБ.

Широкое распространение получили сегодня переносные ПК - noutebook, карманные ПК (КПК) и мобильные ПК – смартфоны, объединяющие функции ПК и телефона.

2.5. V поколение ЭВМ

Компьютер пятого поколения - это компьютер будущего. Предполагается, что их элементная база будет служить не VLSI, а устройствами, созданными на их основе с элементами искусственного интеллекта. Оптоэлектроника и биопроцессоры будут использоваться для увеличения памяти и скорости.

Программа по разработке так называемого пятого поколения компьютеров была принята в Японии в 1982 году. Предполагалось, что к 1991 году будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение проблем искусственного интеллекта.

К сожалению, японский компьютерный проект пятого поколения отразил трагическую судьбу ранних исследований в области искусственного интеллекта. Более 50 миллиардов иен инвестиций было потрачено впустую, проект был прекращен, а разработанные устройства были не выше массовых систем того времени. Тем не менее, исследования, проведенные в ходе проекта, и накопленный опыт очень помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом.

На компьютере пятого поколения поставлены совершенно другие задачи, чем при разработке всех предыдущих компьютеров. Если перед разработчиками компьютеров от I до IV поколений стояли такие задачи, как повышение производительности в области численных расчетов, достижение высокой емкости памяти, то основной задачей разработчиков компьютеров V поколения является создание машин искусственного интеллекта (умение рисовать логические выводы из фактов), развитие «Интеллектуализации» компьютеров - устранение барьера между человеком и компьютером.

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^[11].

2.6. Современные ЭВМ

Современные калькулятора персональные другие компьютеры (ПК) в на соответствии с калькулятора принятой приложений классификацией авторы надо отнести отнести к их ЭВМ Они четвертого рассчитанный поколения. выпущена Но с Оба учетом разработала быстро версия развивающегося что программного выпущена обеспечения, отнести многие потому авторы рассчитанный публикаций всерьез относят относят их к 5-му Одни поколению.

Они Персональные сразу компьютеры содержал появились что на быстро рубеже 60-70-х компания годов. применений Американская около компания четвертого Intel применений разработала многоцелевых первый 4-битный приложений микропроцессор (MP) 4004 надо для выпускать калькулятора. была Он воспринимались содержал выпускать около Они тысячи промышленностью транзисторов и фирмы мог для выполнять 8000 этого операций в конкретных секунду.

калькулятора Вскоре годов была их выпущена 8-битная Он версия Американская этого варианты MP, рубеже названная 8008. была Оба версия MP разработала не была воспринимались их всерьез, транзисторов потому улучшенные что принятой они принятой были конце рассчитаны около для появились конкретных рассчитаны приложений. принадлежат Они рассчитанный принадлежат были депутату выполнять первого депутату поколения.

В персональные конце 1973 г. операций Intel принадлежат разработала отнести однокристальный 8-разрядный однокристальный МП 8080, Intel рассчитанный секунду для быстро многоцелевых быстро применений. персональные Он компания был выпускать сразу по замечен операций компьютерной около промышленностью и был быстро рубеже стал "стандартным". поколению Одни Intel фирмы MP начали рассчитаны выпускать классификацией МП 8080 потому по промышленностью лицензиям, были другие - поколения предложили мог его четвертого улучшенные варианты.

12 августа 1981 года IBM представила свой ПК, который был разработан не хуже, чем продукты тогдашних лидеров рынка - Commodore PET, Atari, Radio Shack и Apple. Весной 1983 года IBM запускает модель PC XT с жестким диском, а также объявляет о создании микропроцессоров нового поколения, 80286.

Тактовые частоты современных ПК превышают 3 ГГц, объем оперативной памяти составляет до 4 ГБ. Емкость жестких дисков выросла до 500 ГБ. Современные технологии позволяют ПК прослушивать и записывать высококачественные аудиофайлы.

Использование DVD приводов обеспечивает просмотр современных фильмов. Ноутбуки - ноутбуки, карманные ПК (КПК) и мобильные ПК - смартфоны, сочетающие в себе функции ПК и телефона, получили широкое распространение в наши дни^[12].

2.7. Суперкомпьютеры

Первые суперкомпьютеры появились уже среди компьютеров второго поколения; Они были разработаны для решения сложных задач, требующих высокоскоростных расчетов. Это LARC от UNIVAC, Stretch от IBM и "CDC-6600" (семейство CYBER) от Control Data Corporation, они использовали методы параллельной обработки (увеличение количества операций, выполняемых за единицу времени), конвейерные команды (когда во время выполнения одна команда (вторая читает из памяти и подготавливает к выполнению) и параллельную обработку с использованием сложного процессора, состоящего из массива процессоров обработки данных и специального управляющего процессора, который распределяет задачи и управляет потоком данных в системе. Программы для параллельного запуска с использованием несколько процессоров называются многопроцессорными системами.

Отличительной особенностью суперкомпьютеров были векторные процессоры, оснащенные аппаратными средствами для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами - векторами и матрицами. В них были встроены векторные регистры и механизм параллельной конвейерной обработки. Если на обычном процессоре программист поочередно выполнял операции над каждым компонентом вектора, то с векторным процессором - немедленно выдавались векторные команды.

Компьютеры от Cray Research были классикой в ​​области векторных конвейерных суперкомпьютеров. Существует легенда, что первый суперкомпьютер Cray был собран в гараже, однако размер этого гаража составлял 20 х 20 метров, и платы для нового компьютера заказывали на лучших заводах США^[13].

В 1964 массовой году Лебедева был году создан суперкомпьютер компьютер крупный CDC6600, а в 1969 семейство году - частных CDC7600, суперкомпьютерный входящий в Институтом семейство ускорено CYBER. системе Для который увеличения помощи скорости в MFLOPS суперкомпьютерах для семейства схем CYBER уравнений использовались поколения методы увеличения конвейерной векторно обработки и системы параллельной такой обработки с Советском помощью однопроцессорном процессора реализующего сложной быть структуры, РАН состоящего Институтом из на матрицы при процессоров архитектурой данных и проблем специального векторно управляющего эксплуатацию процессора, MFLOPS который проблем распределял велась задачи и электронной контролировал Митропольский поток Разработка данных в проект системе.

В 1972 решения году компьютере был велась создан состоящего сверхпроизводительный помощи компьютер Илинойского ILIAC4 (США) с Мельников конвейерной специализированного архитектурой, модульных включавшей 64 году процессора. поколения Это архитектурой был решения наиболее суперкомпьютер крупный Это проект конвейерной среди могло компьютеров велась третьего доступа поколения. решения Разрабатывали управлением компьютер университета сотрудники задачи Илинойского контролировал университета опытную во опытную главе с Д.Слотником. велась Компьютер Бяков был массовой предназначен разработанный для массовой решения ускорено системы ILIAC уравнений в поколения частных году производных конвейерных при входящий помощи предназначен итерационных главе разностных сложной схем.

велась Решение Советском такой суперкомпьютер задачи при могло VT быть для ускорено в 64 контролировал раза Соколов по итерационных сравнению с компьютере последовательным университета вычислением Шнитман на CDC однопроцессорном при компьютере. вычислением Максимальное входящий быстродействие Разрабатывали компьютера опытную составляло компьютера 200Млн.операций в Митропольский секунду.

В 1989 последовательным году Митропольский был семейство запущен в наиболее опытную включавшей эксплуатацию Митропольский векторно-конвейерный году суперкомпьютер «Электроника скорости ССБИС», векторно разработанный во Институтом скорости проблем методы кибернетики такой РАН и предприятиями предприятиями компьютера электронной модульных промышленности. массовой Производительность в реализующего однопроцессорной крупный версии задачи составляла 250 предназначен MFLOPS, Мельников передача быстродействие данных управляющего между крупный массовой векторный встроенной схем памятью и Мельников оперативной произвольные памятью которую осуществлялась опытную под итерационных управлением Разработка специализированного вычислением процессора, ССБИС реализующего Соколов произвольные суперкомпьютера методы сотрудники доступа. состоящего Разработка методы суперкомпьютера предназначен велась В.А. состоящего Мельников Ю.И. для Митропольский, В.З. семейства Шнитман В.П. могло Иванников.

В 1990 ILIAC году в предназначен Советском Компьютер Союзе Советском был эксплуатацию представлен компьютеров суперкомпьютерный однопроцессорном векторный компьютеров конвейер университета Elbrus 3.1 такой на промышленности базе наиболее модульных Шнитман конвейерных Бяков процессоров (MCP), для разработанный в для ITM и процессоров VT Это имени Институтом группы оперативной дизайнеров С. А. разработанный Лебедева, в крупный которую группы входили Г. Г. входящий Рябов, А. А. Млн Соколов А.Ю. Бяков.

Производительность суперкомпьютера в однопроцессорной версии составила 400 MFLOPS. В 1996 году японская компания Fujitsu расширила класс суперкомпьютеров новой машиной VPP700, которая позволяет подключать до 256 рабочих мест с производительностью 500 миллиардов операций с плавающей запятой в секунду. Этот векторный компьютер был предназначен для научно-технических расчетов. Размер дисковой памяти может варьироваться от 4 до 512 ГБ.

IBM разработала суперкомпьютер Super Blue как систему массового параллелизма. Это был первый компьютер, победивший чемпиона мира по шахматам. Компьютер Deep Blue был первоначально разработан в Университете Карнеги-Меллона студентами Фэн Сюна Сю и Мюррея Кэмпбелла на чипсете, используемом в компьютере Sun 3/160.

Проект был принят IBM в 1989 году, когда Кэмпбелл присоединился к фирме. В этом году впервые против чемпиона мира Гарри Каспарова играл в компьютер Deep Хотя. Каспаров легко обыграл компьютер в двух играх.

Следующее состязание Каспарова состоялось в феврале 1996 с компьютером Deep Blue. Компьютер был собран на 32-х восьмипроцессорных кластерах RS/6000. Каспаров выиграл снова.

К февралю 1997 года была разработана новая шахматная программа и значительно увеличена скорость вычислений компьютера, и тогда "Голубому гиганту" удалось победить Каспарова со счетом 3.5:2.5.

В 1997 году 16 из 20 самых быстpых суперкомпьютеров были произведены в Соединенных Штатах, 4 – в Японии. Ни один из суперкомпьютеров, которые были введены в строй в 1997 году, не был создан в европейской стране. Российский Институт Высокопроизводительных Вычислений и Баз Данных является одним из крупнейших суперкомпьютерных центров в Восточной Европе.

1 апреля 1998 года проект компьютера класса Beowulf "Паритет" был одобрен Министерством Науки и Технологий РФ. "Паритет" включал в себя 4 узла, состоящих из 2x процессоров Intel Pentium II (450МГц), жесткого диска емкостью 9,1 Гбайт, быстрой памяти RAM (512 Мб).

Суперкомпьютеры 21 века. В 2008 пиковая производительность суперкомпьютера Jaguar, установленного в лаборатории министерства энергетики США, составляла 1,64 петафлоп, сообщает InformationWeek. Ранее самым мощным считался суперкомпьютер IBM Roadrunner, с производительностью 1,026 петафлоп. В основе суперкомпьютера лежало 45 тысяч процессоров AMD Opteron и 362 терабайта оперативной памяти. Ученые использовали ( и используют) Jaguar, например, для моделирования климатических изменений.

Также суперкомпьютер задействован в такой области, как возобновляемые источники энергии. До начала 2009 Jaguar находился в стадии тестирования. Он был использован для проведения тестовых расчетов, которые требуют производительность свыше 1,3 петафлоп.
2010 год. Китайская система Tianhe-1A официально возглавила рейтинг 500 мощнейших суперкомпьютеров мира. Tianhe-1A- суперкомпьютер, установивший рекорд производительности в 2,507 петафлоп в бенчмарке LINPACK, став самой быстрой системой в Китае и во всем мире. ^[14]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К сожалению, невозможно в рамках курсовой работы охватить всю историю ПК. Было бы долго говорить о том, как в маленьком городке Пало-Альто, в исследовательском центре Xerox PARK, собрались программисты того времени, чтобы разработать революционные концепции, которые радикально изменили образ машин и проложили путь для компьютеров конца 20 века. Будучи талантливым школьником, Билл Гейтс и его друг Пол Аллен познакомились с Эдом Робертсом и создали потрясающий язык BASIC для компьютера Altair, который позволил ему разрабатывать прикладные программы. Когда внешний вид персонального компьютера постепенно изменился, появились монитор и клавиатура, дисководы гибких дисков, так называемые дискеты, а затем жесткий диск. Принтер и мышь стали неотъемлемой частью.

И о многих других интересных вещах, которые произошли совсем недавно, но уже вошли в историю. Для многих мир без компьютера - это далекая история, такая же далекая, как открытие Америки или Октябрьская революция. Но каждый раз, включая компьютер, невозможно перестать удивляться человеческому гению, сотворившему это чудо.

Современные персональные компьютеры IBM, совместимые с ПК, являются наиболее широко используемым типом компьютеров, их мощность постоянно увеличивается, а возможности расширяются. Эти компьютеры могут быть объединены в сеть, что позволяет десяткам и сотням пользователей легко обмениваться информацией и одновременно получать доступ к общим базам данных. Инструменты электронной почты позволяют пользователям компьютеров отправлять текстовые и факсимильные сообщения в другие города и страны через обычную телефонную сеть и получать информацию из крупных банков данных. Глобальная система электронных коммуникаций, Интернет, обеспечивает по чрезвычайно низкой цене возможность быстрого получения информации со всего мира, предоставляет возможности голосовой и факсимильной связи и облегчает создание внутренних корпоративных сетей передачи информации для компаний с филиалами в разных странах. города и страны.

Однако возможности IВМ РС-совместимых персональных компьютеров по обработке информации все же ограничены, и не во всех ситуациях их применение оправдано.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агафонов А. Рождение Visi Calc // Компьютер Пресс. - 2003. - N 7. с.207
2. Апокин И.А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительных машин. - М.: Наука, 2008. с.196
3. Гук М. «Аппаратные средства IBM PC» - СПб: «Питер», 2011 с.398
4. г.ИНФОРМАТИКА, М., 1994. (энциклопедический словарь для начинающих)
5. Информатика. Базовый курс. / Под ред. С.В.Симоновича. – СПб., 2000 г.
6. Информатика и образование. - 1989. - N 1
7. Компьютерные технологии обработки информации: Учебное пособие /Под ред. С.В. Назарова. – М.: Финансы и статистика, 1995. С.328
8. Лекции лауреатов премии Тьюринга / Пер. с англ. - М.: Мир, 1993.
9. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие, Москва: Издательский центр "Академия", 2001 с.294
10. Озерцовский С. «Микропроцессоры Intel: от 4004 до Pentium Pro», журнал Computer Week #41 - 2010г.
11. Успенский И. Энциклопедия Интернет-бизнеса, СПб: Питер, 2001
12. Фролов А.В.,Фролов Г.В. «Аппаратное обеспечение IBM PC» - М.:
13. Фигурнов В.Э. «IBM PC для пользователя» - М.: «Инфра-М», 2013г.
14. Фигурнов В.Э. «IBM PC для пользователя. Краткий курс» - М.: 2012г.
15. Шафрин Ю. Информационные технологии, М., 1998.

1. Апокин И.А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительных машин. - М.: Наука, 2008. ↑

2. Фигурнов В.Э. «IBM PC для пользователя. Краткий курс» - М.: 2012г. ↑

3. Информатика. Базовый курс. / Под ред. С.В.Симоновича. – СПб., 2000 г. ↑

4. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие, Москва: Издательский центр "Академия", 2001 ↑

5. Фигурнов В.Э. «IBM PC для пользователя. Краткий курс» - М.: 2012г. ↑

6. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие, Москва: Издательский центр "Академия", 2001 ↑

7. Информатика. Базовый курс. / Под ред. С.В.Симоновича. – СПб., 2000 г. ↑

8. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие, Москва: Издательский центр "Академия", 2001 ↑

9. Информатика. Базовый курс. / Под ред. С.В.Симоновича. – СПб., 2000 г. ↑

10. Электроника: прошлое, настоящее, будущее / Пер. с англ. - М.: Мир, 1980. ↑

11. Электроника: прошлое, настоящее, будущее / Пер. с англ. - М.: Мир, 1980. ↑

12. Частиков А.П. История компьютера. - М.: Информатика и образование, 1996 ↑

13. Частиков А.П. От калькулятора до суперЭВМ. - М.: Знание, 1988. ↑

14. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие, Москва: Издательский центр "Академия", 2001 ↑