История развития вычислительной техники, поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ. Классическая архитектура ЭВМ.

В этот период на основе счетно-аналитического оборудования был создан прообраз локальной информационно-вычислительной сети. В середине 30-х годов в универмаге г. Питтсбург (США) была установлена система, в состав которой входило 250 терминалов, соединенных телефонными линиями с 20 табуляторами Пауэрса с 15 пишущими машинками. С терминалов передавались данные, отперфорированные на ярлыках, которыми снабжались продаваемые товары. Эти данные наносились на перфокарты, которые использовались для выписки счетов. В 40-е годы 20 в. был построен ряд мощных релейных систем, характеризующихся алгоритмической универсальностью и способностью выполнять сложные научно-технические расчеты в автоматическом режиме и со скоростями, на порядок превышающими скорость работы арифмометра с электроприводом. В 1936 г. Цузе разработал механическое запоминающее устройство (получившее впоследствии название Ц-1). Машина была выполнена на механических элементах, имела память емкостью 16 чисел (по 24 бита) и управлялась перфолентой, на которую записывалась программа ее работы. Машина работала в двоичной системе. В 1939-1940 гг. Цузе разрабатывает машину Ц-З, которой суждено было стать первой программно-управляемой универсальной вычислительной машиной. Но эта машина, как и две предыдущие не могла решать сложные задачи с разветвленными алгоритмами. Машина Ц-З выполняла девять арифметических команд; была чисто релейной, включая память, емкость которой составляла 64 числа по 22 бита. В данной машине применялась двоичная система счисления и плавающая запятая. Говард Айкен (1900-1973) предложил проект автоматической ЦВМ. В нем отмечалась необходимость автоматизации вычислений ввиду возросшей сложности задач, решаемых в различных областях физики. Последний крупный проект в области программно-управляемых релейных машин был выполнен в Советском Союзе. Его автором был Н.И.Бессонов (1906-1963), специалист в области счетно-аналитических машин. Машина, созданная по проекту Бессонова, получила название РВМ-1 (релейная вычислительная машина). Отличительным признаком этой машины служит большой объем обрабатываемой информации и относительно малое число операций, выполняемых над введенными данными. Машина была закончена в 1957 г. и эксплуатировалась в течение восьми лет. Она содержала 5500 электромеханических реле и обладала очень высоким для релейных машин быстродействием.Место электромеханических устройств в развитии ВТ определяется более высокой производительностью по сравнению с механическими.

Электронный период(середина 20 века по наши дни).

Первым электронным компьютером можно назвать систему, созданную в 1942 году Джоном В. Атанасовым (John V. Atanasoff) в колледже штата Айова. В этом устройстве в качестве переключателей использовались вакуумные лампы. В 1946 году в Пенсильванском университете профессором электротехники Джоном Мошли и его аспирантом Дж. Преспером Экертом была создана электронно-вычислительная машина ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator –– электронный цифровой инте­гратор и вычислитель). Она работала с 10-разрядными числами и выполняла 300 операций в секунду. ENIAC была, по сути, не двоичной, а десятичной вычислительной машиной, т.е. данные в ней были представлены в десятичной системе счисления, и в этой же системе выполнялись арифметические операции. Память машины состояла из 20 " аккумуляторов", каждый из которых хранил 10-разрядное десятичное число. Для хранения одного десятичного разряда использовалась кольцевая схе­ма на 10 электронных лампах, из которых в каждый момент времени только од­на была " включена". Номер включенной лампы и соответствовал значению раз­ряда. Основной недостаток ENIAC состоял в том, что программирование процес­са вычислений в ней выполнялось вручную с помощью электрических переключателей и перекоммутации электрических кабелей.

В 1949 году появилась электронная машина в Англии под руководством Уилкса (Кембриджский уноверситет) и называлась EDSAC. А в 1950 году была создана в Киеве МЭСМ (малая электронно-счетная машина), в 1952 году в Москве ––– БЭСМ (быстродействующая электронная машина). В конце 1973 года фирма Intel выпустила микропроцессор 8080, который мог адресовать память объе­мом до 64 Кбайт. Это стало толчком к промышленному производству ПК. В 1975 году был разработан комплект Altair фирмы MITS, который можно считать первым ПК. Он состоял из процессора 8080, блока питания, лицевой панели с множеством индикаторов и за­поминающего устройства емкостью 256 байт (не килобайт! ). Этот ПК был построен по схеме с открытой шиной (разъемами), что позволяло другим фирмам разрабатывать дополни­тельные платы и периферийное оборудование. В 1975 году IBM впервые выпустила устройство, которое можно было бы назвать персональным компьютером. Модель 5100 имела память емкостью 16Кбайт, встроенный дисплей на 16 строк по 64 символа, интерпретатор языка BASIC и кассетный накопитель DC-300.

В 1976 году новая фирма, Apple Computer, вышла на рынок с компьютером Apple 1. Его системная плата была привинчена к куску фанеры, а корпуса и блока питания не было вообще. Но появив­шийся в 1977 году компьютер Apple II стал прообразом большинства последующих моделей, включая и IBM PC. В конце 1980 года фирма IBM разработала первый настоящий IBM PC (Personal Computer –– персональный компьютер).

12 августа 1981 года с рождением IBM PC в мире микрокомпьютерной индустрии появился новый стандарт. С тех пор были проданы сотни миллионов PC-совместимых компьютеров, а на его основе выросло огромное семейство компьютеров и периферийных устройств.

Электронная вычислительная машина, компьютер — комплекс техни­ческих средств, предназначенных для автоматической обработки информа­ции в процессе решения вычислительных и информационных задач.

По принципу действия Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) — вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дис­кретной, а точнее, в цифровой форме.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ) — вычислительные ма­шины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).

Гибридные вычислительные машины (ГВМ) — вычислительные маши­ны комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управ­ления сложными быстродействующими техническими комплексами.

По назначению Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, от­личающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Характерными чертами универсальных ЭВМ являются: •высокая производительность; •разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления; •обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных; • большая емкость оперативной памяти; •развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подклю­чение разнообразных видов внешних устройств.

Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; реги­страцией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполне­нием расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами. К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы.

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропро­цессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.