No Image

Операционные системы/поколения компьютеров

СОДЕРЖАНИЕ
0
08 января 2021
array(3) {
  [0]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(115) "8636ca99edd9be63ca3d8205938371f2.jpeg"
    [1]=>
    string(115) "6e7af9b51d5f2e42fe882df4c9fb4aca.jpeg"
    [2]=>
    string(113) "78b969057d1d9f76ab5a0aeee5c33fe4.png"
    [3]=>
    string(113) "2b6d949254d80d7f18a338d9ff31ec98.png"
    [4]=>
    string(115) "f60bda32cc6d5de928111f3edaec2469.jpeg"
    [5]=>
    string(115) "07de1c8a61d960aa38321432f6a0ef2e.jpeg"
    [6]=>
    string(113) "29601dcee4ae7b6a892ae6cf3ff761d2.png"
    [7]=>
    string(113) "31e5f48a3f4e3799a7e0387baa814ba9.png"
    [8]=>
    string(115) "09b0c2e149b09d968e97aaddc6417430.jpeg"
    [9]=>
    string(113) "6e482d2fe6b04bae600d25ea8c5f46e7.gif"
    [10]=>
    string(113) "b4240c1354ff473eb1bc2caf3e35c788.gif"
    [11]=>
    string(115) "11b94f04fae9e600aa2f9ce08ed8ca15.jpeg"
    [12]=>
    string(115) "6a033219ec420e57ef2a834d5e5dcc76.jpeg"
    [13]=>
    string(115) "53a0c52b218484704fc0cec32026b7cb.jpeg"
    [14]=>
    string(115) "931997a84c78715e60c9dc200a53a2d8.jpeg"
    [15]=>
    string(115) "866c8e60bb09dd8189186f7f66a86146.jpeg"
    [16]=>
    string(115) "6f5d5dae1b7ebd857d658fc81da78a37.jpeg"
    [17]=>
    string(115) "6ca7b03264dac25bd14b16ada7abfbe6.jpeg"
    [18]=>
    string(115) "46f6e6d1a03270e8ec4773f771d034cf.jpeg"
    [19]=>
    string(115) "0b1868393547b660d0904eff28e4207d.jpeg"
    [20]=>
    string(115) "69623fc16cffb5f662470b1dbe6707a9.jpeg"
    [21]=>
    string(115) "e142ad3db8ce536c83ac413335ad2b3e.jpeg"
    [22]=>
    string(115) "9d5ae0d35d478051508c4b5a59fdf87b.jpeg"
    [23]=>
    string(115) "6052e45bc2f4b62fe155b47714dbf747.jpeg"
    [24]=>
    string(115) "0e9b5d1b050f3e8cabc3d280f6ff53e4.jpeg"
    [25]=>
    string(113) "ff2fe6bcdec12f7db538c2d8455febbf.png"
    [26]=>
    string(115) "20d804edab45bd67d1220f99a2ad388b.jpeg"
    [27]=>
    string(115) "f08e342454acc501d81f23e37b52a263.jpeg"
    [28]=>
    string(115) "bbf49dd0a5f3142c9bec678a723ca00d.jpeg"
    [29]=>
    string(115) "419531799a12dc2431aebb04ecb5b282.jpeg"
    [30]=>
    string(113) "453c69aa59e74e71c2c7fc4b0ed96cb6.png"
    [31]=>
    string(115) "1596b74be1c763609ab132e0d875988d.jpeg"
    [32]=>
    string(115) "027eab820648a33de85b5edabf2e8ec8.jpeg"
    [33]=>
    string(115) "aab1214c5255068a9befdf55229f39de.jpeg"
    [34]=>
    string(115) "281883862fa0848ef63a9eb1835b9563.jpeg"
    [35]=>
    string(115) "60512d6dc4018f8098b55a5846b08072.jpeg"
    [36]=>
    string(115) "5f4e4b55f76fae7d249c5bfdbc50ef37.jpeg"
    [37]=>
    string(115) "ef327a0c21acc13ca62e6b02b1865cb2.jpeg"
    [38]=>
    string(115) "c1917f604a0dadaffc84a93c584971e6.jpeg"
    [39]=>
    string(113) "7db7fa0816b1ad64c9f8e7e78fbf4bea.png"
    [40]=>
    string(113) "e0ec5082605e8256fa31e321af8ce020.png"
    [41]=>
    string(115) "3c12f31f3f4dd980fe9764081a129d5a.jpeg"
    [42]=>
    string(115) "5812c5b4602582f0bc19ae0eda0b432f.jpeg"
    [43]=>
    string(115) "635b478db7c12d385a85c5fb7fb52690.jpeg"
    [44]=>
    string(115) "cb85c301a6398e781526555f228221f1.jpeg"
    [45]=>
    string(115) "83811985a90f6ae2fae7c336073dca70.jpeg"
    [46]=>
    string(113) "3a38ae9ebbe30926a514f65df13381a7.png"
    [47]=>
    string(115) "46bc5d4e30632600e799f35c1d387622.jpeg"
    [48]=>
    string(115) "1cd68ecca5931f22683d6e06ef1c3208.jpeg"
    [49]=>
    string(115) "3e353cea0f5d2c62acb629cc7d173fa6.jpeg"
  }
  [1]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/8/6/3/8636ca99edd9be63ca3d8205938371f2.jpeg"
    [1]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/e/7/6e7af9b51d5f2e42fe882df4c9fb4aca.jpeg"
    [2]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/7/8/b/78b969057d1d9f76ab5a0aeee5c33fe4.png"
    [3]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/2/b/6/2b6d949254d80d7f18a338d9ff31ec98.png"
    [4]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/6/0/f60bda32cc6d5de928111f3edaec2469.jpeg"
    [5]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/7/d/07de1c8a61d960aa38321432f6a0ef2e.jpeg"
    [6]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/2/9/6/29601dcee4ae7b6a892ae6cf3ff761d2.png"
    [7]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/3/1/e/31e5f48a3f4e3799a7e0387baa814ba9.png"
    [8]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/9/b/09b0c2e149b09d968e97aaddc6417430.jpeg"
    [9]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/6/e/4/6e482d2fe6b04bae600d25ea8c5f46e7.gif"
    [10]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/b/4/2/b4240c1354ff473eb1bc2caf3e35c788.gif"
    [11]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/1/b/11b94f04fae9e600aa2f9ce08ed8ca15.jpeg"
    [12]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/a/0/6a033219ec420e57ef2a834d5e5dcc76.jpeg"
    [13]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/5/3/a/53a0c52b218484704fc0cec32026b7cb.jpeg"
    [14]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/9/3/1/931997a84c78715e60c9dc200a53a2d8.jpeg"
    [15]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/8/6/6/866c8e60bb09dd8189186f7f66a86146.jpeg"
    [16]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/f/5/6f5d5dae1b7ebd857d658fc81da78a37.jpeg"
    [17]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/c/a/6ca7b03264dac25bd14b16ada7abfbe6.jpeg"
    [18]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/4/6/f/46f6e6d1a03270e8ec4773f771d034cf.jpeg"
    [19]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/b/1/0b1868393547b660d0904eff28e4207d.jpeg"
    [20]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/9/6/69623fc16cffb5f662470b1dbe6707a9.jpeg"
    [21]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/e/1/4/e142ad3db8ce536c83ac413335ad2b3e.jpeg"
    [22]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/9/d/5/9d5ae0d35d478051508c4b5a59fdf87b.jpeg"
    [23]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/0/5/6052e45bc2f4b62fe155b47714dbf747.jpeg"
    [24]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/e/9/0e9b5d1b050f3e8cabc3d280f6ff53e4.jpeg"
    [25]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/f/f/2/ff2fe6bcdec12f7db538c2d8455febbf.png"
    [26]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/2/0/d/20d804edab45bd67d1220f99a2ad388b.jpeg"
    [27]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/0/8/f08e342454acc501d81f23e37b52a263.jpeg"
    [28]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/b/b/f/bbf49dd0a5f3142c9bec678a723ca00d.jpeg"
    [29]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/4/1/9/419531799a12dc2431aebb04ecb5b282.jpeg"
    [30]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/4/5/3/453c69aa59e74e71c2c7fc4b0ed96cb6.png"
    [31]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/5/9/1596b74be1c763609ab132e0d875988d.jpeg"
    [32]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/2/7/027eab820648a33de85b5edabf2e8ec8.jpeg"
    [33]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/a/a/b/aab1214c5255068a9befdf55229f39de.jpeg"
    [34]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/2/8/1/281883862fa0848ef63a9eb1835b9563.jpeg"
    [35]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/0/5/60512d6dc4018f8098b55a5846b08072.jpeg"
    [36]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/5/f/4/5f4e4b55f76fae7d249c5bfdbc50ef37.jpeg"
    [37]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/e/f/3/ef327a0c21acc13ca62e6b02b1865cb2.jpeg"
    [38]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/1/9/c1917f604a0dadaffc84a93c584971e6.jpeg"
    [39]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/7/d/b/7db7fa0816b1ad64c9f8e7e78fbf4bea.png"
    [40]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/e/0/e/e0ec5082605e8256fa31e321af8ce020.png"
    [41]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/3/c/1/3c12f31f3f4dd980fe9764081a129d5a.jpeg"
    [42]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/5/8/1/5812c5b4602582f0bc19ae0eda0b432f.jpeg"
    [43]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/3/5/635b478db7c12d385a85c5fb7fb52690.jpeg"
    [44]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/b/8/cb85c301a6398e781526555f228221f1.jpeg"
    [45]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/8/3/8/83811985a90f6ae2fae7c336073dca70.jpeg"
    [46]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/3/a/3/3a38ae9ebbe30926a514f65df13381a7.png"
    [47]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/4/6/b/46bc5d4e30632600e799f35c1d387622.jpeg"
    [48]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/c/d/1cd68ecca5931f22683d6e06ef1c3208.jpeg"
    [49]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/3/e/3/3e353cea0f5d2c62acb629cc7d173fa6.jpeg"
  }
  [2]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(37) "8636ca99edd9be63ca3d8205938371f2.jpeg"
    [1]=>
    string(37) "6e7af9b51d5f2e42fe882df4c9fb4aca.jpeg"
    [2]=>
    string(36) "78b969057d1d9f76ab5a0aeee5c33fe4.png"
    [3]=>
    string(36) "2b6d949254d80d7f18a338d9ff31ec98.png"
    [4]=>
    string(37) "f60bda32cc6d5de928111f3edaec2469.jpeg"
    [5]=>
    string(37) "07de1c8a61d960aa38321432f6a0ef2e.jpeg"
    [6]=>
    string(36) "29601dcee4ae7b6a892ae6cf3ff761d2.png"
    [7]=>
    string(36) "31e5f48a3f4e3799a7e0387baa814ba9.png"
    [8]=>
    string(37) "09b0c2e149b09d968e97aaddc6417430.jpeg"
    [9]=>
    string(36) "6e482d2fe6b04bae600d25ea8c5f46e7.gif"
    [10]=>
    string(36) "b4240c1354ff473eb1bc2caf3e35c788.gif"
    [11]=>
    string(37) "11b94f04fae9e600aa2f9ce08ed8ca15.jpeg"
    [12]=>
    string(37) "6a033219ec420e57ef2a834d5e5dcc76.jpeg"
    [13]=>
    string(37) "53a0c52b218484704fc0cec32026b7cb.jpeg"
    [14]=>
    string(37) "931997a84c78715e60c9dc200a53a2d8.jpeg"
    [15]=>
    string(37) "866c8e60bb09dd8189186f7f66a86146.jpeg"
    [16]=>
    string(37) "6f5d5dae1b7ebd857d658fc81da78a37.jpeg"
    [17]=>
    string(37) "6ca7b03264dac25bd14b16ada7abfbe6.jpeg"
    [18]=>
    string(37) "46f6e6d1a03270e8ec4773f771d034cf.jpeg"
    [19]=>
    string(37) "0b1868393547b660d0904eff28e4207d.jpeg"
    [20]=>
    string(37) "69623fc16cffb5f662470b1dbe6707a9.jpeg"
    [21]=>
    string(37) "e142ad3db8ce536c83ac413335ad2b3e.jpeg"
    [22]=>
    string(37) "9d5ae0d35d478051508c4b5a59fdf87b.jpeg"
    [23]=>
    string(37) "6052e45bc2f4b62fe155b47714dbf747.jpeg"
    [24]=>
    string(37) "0e9b5d1b050f3e8cabc3d280f6ff53e4.jpeg"
    [25]=>
    string(36) "ff2fe6bcdec12f7db538c2d8455febbf.png"
    [26]=>
    string(37) "20d804edab45bd67d1220f99a2ad388b.jpeg"
    [27]=>
    string(37) "f08e342454acc501d81f23e37b52a263.jpeg"
    [28]=>
    string(37) "bbf49dd0a5f3142c9bec678a723ca00d.jpeg"
    [29]=>
    string(37) "419531799a12dc2431aebb04ecb5b282.jpeg"
    [30]=>
    string(36) "453c69aa59e74e71c2c7fc4b0ed96cb6.png"
    [31]=>
    string(37) "1596b74be1c763609ab132e0d875988d.jpeg"
    [32]=>
    string(37) "027eab820648a33de85b5edabf2e8ec8.jpeg"
    [33]=>
    string(37) "aab1214c5255068a9befdf55229f39de.jpeg"
    [34]=>
    string(37) "281883862fa0848ef63a9eb1835b9563.jpeg"
    [35]=>
    string(37) "60512d6dc4018f8098b55a5846b08072.jpeg"
    [36]=>
    string(37) "5f4e4b55f76fae7d249c5bfdbc50ef37.jpeg"
    [37]=>
    string(37) "ef327a0c21acc13ca62e6b02b1865cb2.jpeg"
    [38]=>
    string(37) "c1917f604a0dadaffc84a93c584971e6.jpeg"
    [39]=>
    string(36) "7db7fa0816b1ad64c9f8e7e78fbf4bea.png"
    [40]=>
    string(36) "e0ec5082605e8256fa31e321af8ce020.png"
    [41]=>
    string(37) "3c12f31f3f4dd980fe9764081a129d5a.jpeg"
    [42]=>
    string(37) "5812c5b4602582f0bc19ae0eda0b432f.jpeg"
    [43]=>
    string(37) "635b478db7c12d385a85c5fb7fb52690.jpeg"
    [44]=>
    string(37) "cb85c301a6398e781526555f228221f1.jpeg"
    [45]=>
    string(37) "83811985a90f6ae2fae7c336073dca70.jpeg"
    [46]=>
    string(36) "3a38ae9ebbe30926a514f65df13381a7.png"
    [47]=>
    string(37) "46bc5d4e30632600e799f35c1d387622.jpeg"
    [48]=>
    string(37) "1cd68ecca5931f22683d6e06ef1c3208.jpeg"
    [49]=>
    string(37) "3e353cea0f5d2c62acb629cc7d173fa6.jpeg"
  }
}

ЭВМ 2 поколения

Мировая компьютерная индустрия после отмеченных изобретений продолжила активно развиваться. Изобретение «Марк-1», «Эниака» и других машин — это было только начало. ЭВМ 2 поколения появились уже в начале 60-х годов. Их основная особенность — в них вместо ламп были применены транзисторы. В результате производительность машин выросла. Кроме того, мы помним, что размеры 1 поколения ЭВМ были внушительны. Машины на транзисторах, в свою очередь, существенно уменьшились. Насколько явным оказалось преимущество задействования в структуре компьютеров соответствующих технологических решений? Достаточно лишь сказать, что 1 транзистор был способен заменить порядка 40 ламп. Совершенствовались также и носители информации. Устройство ЭВМ второго поколения могло предполагать использование магнитных дисков, приближенных по структуре и концепции к тем девайсам, которые привычны современному пользователю.

С точки зрения задействования программного обеспечения мировая компьютерная индустрия также сделала шаг вперед, благодаря возможностям соответствующего типа машин. Появились языки, относимые к категории высокого уровня. Программистами были разработаны трансляторы — средства, с помощью которых соответствующие алгоритмы переводились на язык, используемый в машинных командах ЭВМ. Были также реализованы принципы опережающего выполнения некоторых сценариев компьютерных программ. Стали появляться библиотечные приложения, различные мониторные системы, ставшие прообразами современных ОС.

Вместе с тем, несмотря на некоторые попытки унификации задействования программных алгоритмов в различных машинах, разные ЭВМ характеризовались ограниченной совместимостью. Объединить их, условно говоря, в единую сеть и выстроить на ее основе корпоративную информационную систему было очень сложно.

Направления развития компьютеров

Нейрокомпьютеры можно отнести к шестому поколению ЭВМ. Несмотря на то, что реальное применение нейросетей началось относительно недавно, нейрокомпьютингу как научному направлению пошел седьмой десяток лет, а первый нейрокомпьютер был построен в 1958 году. Разработчиком машины был Фрэнк Розенблатт, который подарил своему детищу имя Mark I.

Теория нейронных сетей впервые была обозначена в работе МакКаллока и Питтса в 1943 г.: любую арифметическую или логическую функцию можно реализовать с помощью простой нейронной сети. Интерес к нейрокомпьютингу снова вспыхнул в начале 80-х годов и был подогрет новыми работами с многослойным перцептроном и параллельными вычислениями.

Нейрокомпьютеры — это ПК, состоящих из множества работающих параллельно простых вычислительных элементов, которые называют нейронами. Нейроны образуют так называемые нейросети. Высокое быстродействие нейрокомпьютеров достигается именно за счет огромного количества нейронов. Нейрокомпьютеры построены по биологическим принципу: нервная система человека состоит из отдельных клеток — нейронов, количество которых в мозгу достигает 1012, при том, что время срабатывания нейрона — 3 мс. Каждый нейрон выполняет достаточно простые функции, но так как он связан в среднем с 1 — 10 тыс. других нейронов, такой коллектив успешно обеспечивает работу человеческого мозга.

Представитель VI-го поколения ЭВМ — Mark I

В оптоэлектронных компьютерах носителем информации является световой поток. Электрические сигналы преобразуются в оптические и обратно. Оптическое излучение в качестве носителя информации имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с электрическими сигналами:

  • Световые потоки, в отличие от электрических, могут пересекаться друг с другом;
  • Световые потоки могут быть локализованы в поперечном направлении нанометровых размеров и передаваться по свободному пространству;
  • Взаимодействие световых потоков с нелинейными средами распределено по всей среде, что дает новые степени свободы в организации связи и создания параллельных архитектур.

В настоящее время ведутся разработки по созданию компьютеров полностью состящих из оптических устройств обработки информации. Сегодня это направление является наиболее интересным.

Оптический компьютер имеет невиданную производительность и совсем другую, чем электронный компьютер, архитектуру: за 1 такт продолжительностью менее 1 наносекунды (это соответствует тактовой частоте более 1000 МГц) в оптическом компьютере возможна обработка массива данных около 1 мегабайта и больше. К настоящему времени уже созданы и оптимизированы отдельные составляющие оптических компьютеров.

Оптический компьютер размером с ноутбук может дать пользователю возможность разместить в нем едва ли не всю информацию о мире, при этом компьютер сможет решать задачи любой сложности.

Биологические компьютеры — это обычные ПК, только основанные на ДНК-вычислений. Реально показательных работ в этой области так мало, что говорить о существенных результатах не приходится.

Молекулярные компьютеры — это ПК, принцип действия которых основан на использовании изменении свойств молекул в процессе фотосинтеза.  В процессе фотосинтеза молекула принимает различные состояния, так что ученым остается только присвоить определенные логические значения каждом состояния, то есть «0» или «1». Используя определенные молекулы, ученые определили, что их фотоцикл состоит всего из двух состояний, «переключать» которые можно изменяя кислотно-щелочной баланс среды. Последнее очень легко сделать с помощью электрического сигнала. Современные технологии уже позволяют создавать целые цепочки молекул, организованные подобным образом. Таким образом, очень даже возможно, что и молекулярные компьютеры ждут нас «не за горами».

История развития компьютеров еще не закончена, помимо совершенствования старых, идет и разработка совершенно новых технологий. Пример тому  квантовые компьютеры — устройства, работающие на основе квантовой механики. Полномасштабный квантовый компьютер — гипотетическое устройство , возможность построения которого связана с серьезным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; эта работа лежит на передовом крае современной физики. Экспериментальные квантовые компьютеры уже существуют; элементы квантовых компьютеров могут применяться для повышения эффективности вычислений на уже существующей приборной базе.

Серийные машины

Первой электронно-вычислительной машиной, которая начала выпускаться серийно, была UNIVAC. Он стал первым видом электронного цифрового компьютера многоцелевого назначения. UNIVAC, создание которого датируется 1946-1951 гг., требовал периода сложений 120 мкс, общих умножений – 1800 мкс и делений – 3600 мкс.

Такие машины требовали большой площади, много электроэнергии и имели значительное количество ламп электронного вида.

В частности, советская электронно-вычислительная машина «Стрела» обладала 6400 этих ламп и 60 тысяч экземпляров диодов полупроводникового типа. Скорость быстродействия подобного поколения ЭВМ не была выше двух-трех тысяч действий в секунду, размеры оперативной памяти оказались не больше двух Кб. Лишь агрегат «М-2» (1958 г.) достиг оперативной памяти около четырех Кб, а скорость быстродействия машины достигла двадцати тысяч действий в секунду.

Третье поколение

Третье поколение — это уже компьютерная техника на базе интегральных микросхем в период примерно с 1965 по 1980 год. Эти машины имели достаточно высокую производительность, которая измерялась уже миллионами операций в секунду. Интегральные микросхемы базировались на вытравливании на кристалле кремния необходимой электронной схемы. Она могла вмещать в себя не одну тысячу транзисторных элементов и, как следствие, компьютеры этого поколения опять резко уменьшились в размерах при повышении быстродействия и уменьшении их стоимости.

Замечание 2

Последнее обстоятельство дало возможность компьютерной технике распространиться в самые разные области человеческой деятельности. Кроме того, компьютеры начали приобретать различные специализации (разная архитектура ЭВМ под решение разных задач).

Пятое поколение компьютеров (1990-…)

Термин «пятое поколение компьютеров» считается спорным. История предыдущих четырех поколений показывает, что усовершенствования происходили за счет увеличения количества элементов на единицу площади. По этой логике от компьютеров пятого поколения ожидались параллельные вычисления – взаимодействие огромного количества процессоров.

В начале $80$-х Япония объявила правительственную программу по разработке компьютеров нового типа. Разработчики делали ставку на параллельные вычисления, многопроцессорность и переход от процедурных языков программирования к языкам, основанным на логике. По мнению специалистов использование таких языков должно было бы сделать программы самообучаемыми и тем самым приблизить человечество на шаг к реализации искусственного интеллекта.

Одновременно в СССР была предпринята попытка создания многопроцессорного компьютера «Марс».

Замечание 2

Однако, оказалось, что параллельная работа нескольких процессоров не дает той высокой производительности, которая ожидалась. Разработанные образцы быстро устаревали. Что же касается языков, основанных на логике, выяснилось, что они не позволяют создавать программы необходимого уровня сложности без использования обычных процедурных подходов.

Поэтому многие специалисты считают, что пятое поколение компьютеров не состоялось как таковое, а для дальнейшего совершенствования нужны принципиально новые технологии. Другие утверждают, что все-таки можно называть пятым поколением реализацию параллельных вычислений и облачных технологий.

Применение аппаратной реализации оперативных систем

Модульные системы начали применяться и для средств программного типа.

Впервые персональная электронно-вычислительная машина была создана весной 1976 г. На базе интегральных 8-битных контроллеров обычной схемы электронной игры, ученые произвели обычную, запрограммированную на языке BASIC, машину игрового типа «Apple», которая получила большую популярность. В начале 1977 г. появилась фирма Apple Comp., и началось производство первых на Земле персональных вычислительных машин Apple

История этого уровня ЭВМ выделяет это событие как самое важное

В наши дни фирма Apple производит персональные компьютеры Macintosh, которые по многим параметрам превосходят образцы моделей IBM PC. Новые модели Apple отличаются не только исключительным качеством, но и обширными (по современным меркам) возможностями. Разработана также специальная операционная система для компьютеров от Apple, которая учитывает все их исключительные особенности.

[править] Компьютеры четвертого поколения и далее

Элементная база большие и сверхбольшие интегральные схемы
Временной период начало 1970-х – настоящее время

Появились стандарты аппаратных интерфейсов.

Появились персональные компьютеры, а также встраиваемые системы (компьютеры, встраиваемые в бытовое и технологическое оборудование).

Произошла революция в области программного обеспечения, и , в частности, в области операционных систем:

  1. Появилась ОС Unix. При создании Unix был разработан и включен в нее язык C, что дало возможность создание переносимого программного обеспечения; позднее, большая часть ядра Unix была переписана на C, что сделало переносимой и саму Unix.
  2. Были разработаны персональные ОС, предназначенные для работы непрофессиональных пользователей с компьютером.
  3. Операционные системы развивались и унифицировались, происходила дальнейшая стандартизация программных интерфейсов и увеличение их “дружественности”.

Получили развитие сетевые технологии, появились открытые сетевые технологии. Был создан Интернет. Появились принципиально новые задачи, связанные с безопасностью хранения и передачи данных.

Что нужно запомнить о компьютерах четвертого поколения:

  • «Дружественность» пользовательских интерфейсов
  • Сетевые технологии
  • Безопасность хранения и передачи данных

[править] Дополнение

Год выпуска Имя компьютера Создатель Примечания
1834 Аналитическая машина Беббидж Первая попытка построить цифровой компьютер
1936 Z1 Зус Первая релейная вычислительная машина
1943 COLOSSUS Британское правительство Первый электронный компьютер
1944 Mark 1 Айкен Первый американский многоцелевой компьютер
1946 ENIAC 1 Экерт/Моушли С этой машины начинается история современных компьютеров
1949 EDSAC Уилкс Первый компьютер с программами, хранящимися в памяти
1951 Whirlwind I МТИ Первый компьютер реального времени
1952 IAS Фон Нейман Этот проект используется в большинстве современных компьютеров
1960 PDP – 1 DEC Первый мини – компьютер (продано 50 экземпляров)
1961 1401 IBM Очень популярный маленький компьютер
1962 7094 IBM Очень популярная небольшая вычислительная машина
1963 B5000 Burroughs Первая машина, разработанная для языка высого уровня
1964 360 IBM Первое семейство компьютеров
1964 6600 CDC Первый суперкомпьютер для научных расчетов
1965 PDP-8 DEC Первый мини-компьютер массового потребления
1970 PDP-11 DEC Эти мини-компьютеры доминировали на рынке в конце 70-х
1974 8080 Intel Первый универсальный 8-разрядный компьютер на микросхеме
1974 CRAY-1 Cray Первый векторный суперкомпьютер
1978 VAX DEC Первый 32-разрядный суперминикомпьютер
1981 IBM PC IBM Началась эра современных персональных компьютеров
1981 Osborne-1 Osborne Первый портативный компьютер
1983 Lisa Apple Первый ПК с графическим пользовательским интерфейсом
1985 386 Intel Первый 32-разрядный предшественник линейки Pentium
1985 MIPS MIPS Первый компьютер RISC
1987 SPARC Sun Первая рабочая станция RISC на основе процессора SPARC
1990 RS6000 IBM Первый суперскалярный компьютер
1992 Alpha DEC Первый 64-разрядный ПК
1993 Newton Apple Первый карманный компьютер

Первое поколение — ЭВМ с электронными лампами

Первыми компьютерами следует считать британский Colossus (1943 г.) и американский ENIAC (Electronic Numeric Integrator, Analyzer and Computer, 1945 г.).

Colossus I — первая вычислительная машина на лампах, созданная англичанами в 1943 г., для раскодирования немецких военных шифров; она состояла из 1800 электронных ламп — устройств для хранения информации — и была одним из первых программируемых электронных цифровых компьютеров.

ENIAC —  был создан для расчета артиллерийских таблиц баллистики; этот компьютер весил 30 тонн, занимал 1000 квадратных футов и потреблял 130-140 кВт электроэнергии. Компьютер содержал 17468 вакуумных ламп шестнадцати типов, 7200 кристаллических диодов и 4100 магнитных элементов, и содержались они в шкафах общим объемом около 100 м3. ENIAC имел производительность 5000 операций в секунду. Общая стоимость машины составляла $ 750 000. Потребность в  потребления электричества — 174 кВт, общее занимаемое пространство — 300 м2.


ENIAC — устройство для расчета артиллерийских таблиц баллистики

Еще один представитель 1-го поколения ЭВМ, на который следует обратить внимание, это EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). EDVAC интересен тем, что в нем была сделана попытка записывать программы электронным способом в так называемых «ультразвуковых линиях задержки» с помощью ртутных трубок. В 126 таких линиях было возможно сохранять 1024 строк четырехзначных двоичных чисел. Это была «быстрая» память. В качестве «медленной »памяти предполагалось фиксировать числа и команды на магнитном проводе, однако этот метод оказался ненадежным, и пришлось вернуться к телетайпным лентам. EDVAC работал быстрее своего предшественника, сложение занимало 1 мкс, деление — 3 мкс. Он содержал всего 3,5 тыс. электронных ламп и располагался на 13 м2 площади

UNIVAC ( Universal Automatic Computer ) представлял собой электронное устройство с программами, хранящимися в памяти, которые вводились туда уже не с перфокарт, а с помощью магнитной ленты; это обеспечивало высокую скорость чтения и записи информации, а, следовательно, и более высокое быстродействие машины в целом. Одна лента могла содержать миллион символов, записанных в двоичной форме. Ленты могли хранить и программы, и промежуточные данные.


Представители I-го поколения ЭВМ: 1) Electronic Discrete Variable Computer; 2) Universal Automatic Computer

Программная среда

В сфере brainware возможные прорывы связаны с развитием математики – теории автоматов и тесно связанной с ней теории алгоритмов, теории вычислимости и теории вычислительной сложности

Теория автоматов и теория алгоритмов – разделы классической математической логики, в которых внимание сфокусировано на вопросе о том, что можно автоматизировать или вычислить

К теории алгоритмов примыкает теория вычислимости (теория рекурсивных функций). Теория вычислительной сложности (или теория сложности вычислений) – еще один раздел дискретной математики, тесно связанный с информатикой. Основной вопрос этой теории: “Какое количество ресурсов необходимо для вычислений (если проблема вычислимости решена)?” Для многочисленных приложений особую роль приобретает развитие теории графов.

Создание операционной системы Windows

Apple под руководством Стива Джобса изменила программную игру, когда в 1984 году выпустила компьютер Apple Macintosh с улучшенным графическим интерфейсом (графический интерфейс пользователя), используя идею интерфейса, полученную от Xerox PARC. Обе программы управления для микрокомпьютера и операционной системы диска были операционными системами на основе командной строки, когда пользователь должен взаимодействовать с компьютером с помощью клавиатуры.

После успеха графического интерфейса Apple Microsoft интегрировала оболочную версию Windows в версии DOS 1985 года. Windows использовалась в течение следующих 10 лет, пока она не была заново изобретена как Windows 95. Это было настоящее программное обеспечение для операционной системы со всеми необходимыми утилитами.

Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы

В 1959 году Джек Килби представил технологию изготовления гибридных интегральных схем. В 1960 году Роберт Нойс запатентовал технологию изготовления монолитных кремниевых интегральных схем, в которых на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Эти схемы позже стали называться схемами с малой степенью интеграции (Small Scale Integrated circuits – SSI). А уже в конце 60-х годов интегральные схемы стали применяться в компьютерах.

Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до единиц мегагерц. Снизились напряжения питания (единицы вольт) и потребляемая машиной мощность. Существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.

В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрнее ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители. Появились еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства на триггерных регистрах, имеющие огромное быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и быстродействующая кэш-память.

Начиная с момента широкого использования интегральных схем в компьютерах, технологический прогресс в вычислительных машинах можно наблюдать, используя широко известный закон Мура. Один из основателей компании Intel Гордон Мур в 1965 году открыл закон, согласно которому количество транзисторов в одной микросхеме удваивается через каждые 1,5 года.

Ввиду существенного усложнения как аппаратной, так и логической структуры ЭВМ 3-го поколения часто стали называть системами.

Так, первыми ЭВМ этого поколения стали модели систем IBM (ряд моделей IBM 360) и PDP (PDP 1). В Советском Союзе в содружестве со странами Совета Экономической Взаимопомощи (Польша, Венгрия, Болгария, ГДР и др1.) стали выпускаться модели единой системы (ЕС) и системы малых (СМ) ЭВМ.

В вычислительных машинах третьего поколения значительное внимание уделяется уменьшению трудоемкости программирования, эффективности исполнения программ в машинах и улучшению общения оператора с машиной. Это обеспечивается мощными операционными системами, развитой системой автоматизации программирования, эффективными системами прерывания программ, режимами работы с разделением машинного времени, режимами работы в реальном времени, мультипрограммными режимами работы и новыми интерактивными режимами общения

Появилось и эффективное видеотерминальное устройство общения оператора с машиной – видеомонитор, или дисплей.

Большое внимание уделено повышению надежности и достоверности функционирования ЭВМ и облегчению их технического обслуживания. Достоверность и надежность обеспечиваются повсеместным использованием кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок (корректирующие коды Хеммин-га и циклические коды)

Модульная организация вычислительных машин и модульное построение их операционных систем создали широкие возможности для изменения конфигурации вычислительных систем. В связи с этим возникло новое понятие “архитектура” вычислительной системы, определяющее логическую организацию этой системы с точки зрения пользователя и программиста.

ЭВМ пятого поколения

Они будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

Таким образом, для компьютерной грамотности необходимо понимать, что на данный момент создано четыре поколения ЭВМ:

  • 1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.
  • 2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.
  • 3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).
  • 4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральных схем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом. Соответственно, предполагается применение принципиально новых технологий. Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились.

Фирма IBM тоже не намерена сдавать свои позиции мирового лидера, например, Японии. Мировая гонка за создание компьютера пятого поколения началась еще в 1981 году. С тех пор еще никто не достиг финиша. Поживем – увидим.

P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать:

1. Аналитическая машина Бэббиджа

2. Леди Ада Лавлейс и первая компьютерная программа

3. Может ли компьютер быть умнее человека?

4. Пять возможностей сотовых телефонов, которых не хватает в наши дни

5. Виртуальная интерактивность: что такое VR, MR, AR и их отличия

Распечатать статью

Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик. Уже более 3.000 подписчиков

.

Важно: необходимо подтвердить свою подписку! В своей почте откройте письмо для активации и кликните по указанной там ссылке. Если письма нет, проверьте папку Спам

Второе поколение ЭВМ — история создания

Электронно-вычислительные машины II поколения относят к 1955–1964 гг. Разработчики перешли от ламп накаливания к полупроводникам. Основой компьютеров данного периода стали транзисторы в качестве элементной базы. Замена радиоламп на триоды и диоды улучшила характеристики ЭВМ:

  • уменьшились размеры вычислительной техники;
  • устройства стали надежнее;
  • новые аппараты были менее энергозатратными;
  • быстродействие транзисторных машин возросло до сотен тысяч операций в секунду;
  • объем внутренних запоминающих устройств вырос в сотни раз;
  • появилась возможность создания информационно-справочных и поисковых систем.

Первыми о разработке полупроводникового устройства объявили американские ученые. В 1954 году Джин Говард Фелкер из компании Bell Labs создал машину под названием TRADIC на 800 транзисторах и 11 000 германиевых диодах. В 1958 году инженеры данной компании выпустили компьютер «Philco-2000», состоящий из 56 000 транзисторов и 1200 диодов. Хотя разработчики утверждали, что это полностью полупроводниковое устройство, в его составе было 450 электронных ламп.

Наряду с США в 1958 году транзисторные компьютеры выпустила Англия, Германия и Япония. В 1960 году вычислительная техника на полупроводниках появилась во Франции, Италии и СССР. В Советском Союзе над построением машины «Раздан-2» работала группа ученых под руководством Ефима Брусиловского. Серийный выпуск советского аппарата начали в 1961 году.

Второе поколение ЭВМ также включало в себя компьютеры на параметронах и магнитных элементах. В СССР во главе с Николаем Брусенцовым появилось устройство «Сетунь». Особенностью данной ЭВМ была работа в троичной системе счисления.

Скачок в компьютерной науке совершили американские инженеры, разработавшие в 1960 году систему «Stretch». Ученые добились увеличения скорости работы ЭВМ в 100 раз благодаря 169 тыс. дрейфовым транзисторам с тактовой частотой переключения в 100 МГц.

Важным событием в развитии вычислительной техники II поколения стали английские компьютеры «Atlas», созданные в 1961 году. Впервые в них применялись принципы виртуальной памяти.

В 1961 году американская фирма Control Data разработала проект вычислительной машины с многопроцессорной обработкой: большое количество арифметико-логических устройств с 10 периферийными процессорами. Такое решение позволило аппарату совершать более 3 млн операций в секунду.

В СССР технология машины «Раздан-2» применялась в порядка 30 последующих моделях. Завод им. С. Орджоникидзе в Минске выпустил компьютер «Минск-2», а затем модифицированные «Минск-22», «Минск-22М», «Минск-23» «Минск-32». Белорусские устройства получили применение в автоматизации различных отраслей народного хозяйства.

В Советском Союзе под руководством Виктора Глушкова созданы малые агрегаты «Проминь» (1962 г.), «Мир» и «Мир-1» (1965 г.), «Мир-2» (1969 г.). Эти изобретения применялись в научно-исследовательской деятельности.

В 1964 году в Пензе во главе с Баширом Рамеевым выпущена ЭВМ «Урал», модифицированная в 1965 году в «Урал-11» и в 1967 году в «Урал-16». Техника серии «Урал» обладала стандартизированной системой связи с периферийными устройствами.

Параллельно с созданием транзисторных компьютеров ученые разрабатывали языки программирования для удобства при наборе программ. К первым из таких языков относятся АЛГОЛ, созданный разработчиками Ассоциации по вычислительной технике США.

В каком поколении ЭВМ появился монитор

Появление первого компьютерного монитора пришлось на второе поколение ЭВМ. Честь изобретения принадлежит американской компании IBMВ, которая в 1964 году выпустила коммерческую дисплейную станцию IBM-2250 — она использовалась в машинах серии System/360. Модель имела векторный монохромный дисплей размерами 12х12 дюймов, с разрешением 1024 на 1024 точки и частотой обновления 40 Гц.

Примечание

Качество изображения на первом мониторе разительно отличалось от современных компьютеров: чтобы увеличить производительность, символы, цифры и буквы на экране были разделены на отдельные отрезки и максимально упрощены.

За форматирование символов на экране отвечали специальные подпрограммы, заложенные в память дисплейной станции IBM-2250. Центральному процессору ЭВМ достаточно было указать, какие символы, в каком порядке и где вывести на экране, а расчет отображаемой картинки и управление катодным лучом производились в самой дисплейной станции, что существенно разгружало компьютер.

ЭВМ 3-го поколения

Третье поколение связывается с появлением ЭВМ с элементной базой на интегральных схемах (ИС). В январе 1959 г. Джеком Килби была создана первая ИС, представляющая собой тонкую германиевую пластинку длиной в 1 см. Для демонстрации возможностей интегральной технологии фирма Texas Instruments создала для ВВС США бортовой компьютер, содержащий 587 ИС, и объемом (40см3) в 150 раз меньшим, чем у аналогичной ЭВМ старого образца. Но у ИС Килби был ряд существенных недостатков, которые были устранены с появлением в том же году планарных ИС Роберт Нойса. С этого момента ИС-технология начала свое триумфальное шествие, захватывая все новые разделы современной электроники и, в первую очередь, вычислительную технику.

Значительно более мощным становится программное обеспечение, обеспечивающее функционирование ЭВМ в различных режимах эксплуатации

Появляются развитые системы управления базами данных (СУБД), системы автоматизирования проектных работ (САПР); большое внимание уделяется созданию пакетов прикладных программ (ППП) различного назначения. По-прежнему появляются новые и развиваются существующие языки и системы программирования.

Второе поколение — ЭВМ на транзисторах.

Транзисторы пришли на смену электронным лампам в начале 60-х годов. Транзисторы (которые действуют как электрические переключатели), потребляя меньше электроэнергии и выделяя меньше тепла, занимают и меньше места. Объединение нескольких транзисторных схем на одной плате дает интегральную схему (chip — «щепка», «стружка» буквально, пластинка ). Транзисторы это счетчики двоичных чисел. Эти детали фиксируют два состояния — наличие тока и отсутствие тока, и тем самым обрабатывают информацию, представленную им именно в таком двоичном виде.

В 1953 г.. Уильям Шокли изобрел транзистор с p — n переходом ( junction transistor ). Транзистор заменяет электронную лампу и при этом работает с большей скоростью, выделяет очень мало тепла и почти не потребляет электроэнергию. Одновременно с процессом замены электронных ламп транзисторами совершенствовались методы хранения информации: как устройства памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны, а уже в 60-е годы получило распространение хранение информации на дисках.

Один из первых компьютеров на транзисторах — Atlas Guidance Computer — был запущен в 1957 г. и использовался при управлении запуском ракеты Atlas.

Созданный в 1957 г.. RAMAC был недорогим компьютером с модульной внешней памятью на дисках, комбинированным оперативным запоминающим устройством на магнитных сердечниках и барабанах. И хотя этот компьютер еще не был полностью транзисторным, он отличался высокой работоспособностью и простотой обслуживания и пользовался большим спросом на рынке средств автоматизации делопроизводства в офисах. Поэтому для корпоративных заказчиков срочно выпустили уже «большой» RAMAC (IBM-305), для размещения 5 Мбайт данных системе RAMAC нужно было 50 дисков диаметром 24 дюйма. Созданная на основе этой модели информационная система безотказно обрабатывала массивы запросов на 10 языках.

В 1959 году IBM создала свой первый полностью транзисторный большой универсальный компьютер модели 7090, способный выполнять 229 тыс. операций в секунду — настоящий транзисторный мэйнфрейм. В 1964 году на основе двух 7090-х мейнфреймов американская авиакомпания SABRE впервые применила автоматизированную систему продажи и бронирования авиабилетов в 65 городах мира.

В 1960 году DEC представила первый в мире миникомпьютер — модель PDP-1 (Programmed Data Processor, программируемый процессор данных), компьютер с монитором и клавиатурой, который стал одним из самых заметных явлений на рынке. Этот компьютер был способен выполнять 100 000 операций в секунду. Сама машина занимала на полу всего 1,5 м2. PDP-1 стал, по сути, первой в мире игровой платформой благодаря студенту MIT Стиву Расселу, который написал для него компьютерную игрушку Star War!

Представители II-го поколения ЭВМ: 1) RAMAC ; 2) PDP -1

В 1968 году Digital впервые наладила серийное производство мини-компьютеров — это был PDP-8: цена их была около $ 10000, а размером модель была холодильник. Именно эту модель PDP-8 смогли покупать лаборатории, университеты и небольшие предприятия.

Отечественные компьютеры того времени можно охарактеризовать так: по архитектурным, схемным и функциональных решений они соответствовали своему времени, но их возможности были ограничены из-за несовершенства производственной и элементной базы. Наибольшей популярностью пользовались машины серии БЭСМ. Серийное производство, достаточно незначительное, началось выпуском ЭВМ «Урал-2» (1958), БЭСМ-2, « Минск-1» и « Урал-3» (все — 1959 г.). В 1960 г. пошли в серию « М-20» и «Урал-4». Максимальной производительностью в конце 1960 располагал «М-20» (4500 ламп, 35 тыс. полупроводниковых диодов, память на 4096 ячеек) — 20 тыс. операций в секунду. Первые компьютеры на полупроводниковых элементах ( «Раздан-2», «Минск — 2», «М-220» и «Днепр» ) находились еще в стадии разработки.

Комментировать
0