Поколение ЭВМ

                                                                                                 Работа студента группы КС-7 Чернова Максима.

ОГБОУ СПО Иркутский авиационный техникум | ИАТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Сообщения по информатики»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Выполнил:

Студент КС-7

Чернов Максим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поколение второе.

Транзисторные компьютеры.

1 июля 1948 года на одной  из страниц "Нью-Йорк Таймс", посвященной радио и

телевидению, было помещено скромное сообщение о том, что  фирма "Белл телефон

лабораториз" разработала  электронный прибор, способный заменить электронную

лампу. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор  фирмы Уолтер

Брайттен создали первый действующий транзистор. Это был точечно-контактный

прибор, в котором три  металлических "усика" контактировали с бруском из

поликристаллического германия. Подробнее о транзисторе здесь.

Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к

середине 60-х годов были созданы более компактные внешние  устройства, что

позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер

PDP-8 размером с холодильник (!!) и стоимостью всего 20 тыс. долларов (!!) .

Созданию транзистора  предшествовала упорная, почти 10-летняя работа, которую

еще в 1938 году начал физик  теоретик Уильям Шокли. Применение транзисторов в

качестве основного элемента в ЭВМ привело к уменьшению размеров компьютеров в

сотни раз и к повышению  их надежности.

И все-таки самой удивительной способностью транзистора является то, что он

один способен трудиться  за 40 электронных ламп и при этом работать с большей

скоростью, выделять очень  мало тепла и почти не потреблять электроэнергию.

Одновременно с процессом  замены электронных ламп транзисторами

совершенствовались методы хранения информации. Увеличился объем  памяти, а

магнитную ленту, впервые  примененную в ЭВМ Юнивак, начали использовать как

для ввода, так и для  вывода информации. А в середине 60-х годов получило

распространение хранение информации на дисках. Большие достижения в

архитектуре компьютеров  позволило достичь быстродействия в миллион операций в

секунду! Примерами транзисторных  компьютеров могут послужить "Стретч"

(Англия), "Атлас" (США). В то время СССР шел в  ногу со временем и выпускал

ЭВМ мирового уровня (например "БЭСМ-6").

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Четвертое поколение  ЭВМ:

1980-1990-е годы.

Революционным событием в  развитии компьютерных технологий третьего поколения машин было создание больших  и сверхбольших интегральных схем (Large Scale Integration - LSI и Very Large Scale Integration - VLSI), микропроцессора (1969 г.) и персонального компьютера. Начиная с 1980 года практически все ЭВМ стали создаваться на основе микропроцессоров. Самым востребованным компьютером стал персональный.

Логические интегральные схемы в компьютерах стали  создаваться на основе униполярных  полевых CMOS-транзисторов с непосредственными  связями, работающими с меньшими амплитудами электрических напряжений (единицы вольт), потребляющими меньше мощности, нежели биполярные, и тем  самым позволяющими реализовать  более прогрессивные нанотехнологии (в те годы - масштаба единиц микрон).

Оперативная память стала  строиться не на ферритовых сердечниках, а также на интегральных CMOS-транзисторных  схемах, причем непосредственно запоминающим элементом в них служила паразитная емкость между электродами (затвором и истоком) этих транзисторов.

Первый персональный компьютер  создали в апреле 1976 года два друга, Стив Джобе (1955 г. р.) - сотрудник фирмы Atari, и Стефан Возняк (1950 г. р.), работавший на фирме Hewlett-Packard. На базе интегрального 8-битного контроллера жестко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер "Apple", имевший бешеный успех. В начале 1977 года была зарегистрирована Apple Сотр., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Готфрид Вильгельм  Лейбниц 
1 июля 1646 — 14 ноябрь 1716.

Основные достижения:

Через 30 лет после"паскалины" в 1673 г. появился "арифметический прибор" Готфрида Вильгельма Лейбница - двенадцати разрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление, для чего, в дополнение к зубчатым колесам использовался ступенчатый валик. "Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно" - с гордостью писал Лейбниц своему другу.

Лейбниц совершенствует машину Паскаля (8-разрядов) добавлением умножения  и деления. Он создает "Ступенчатый  вычислитель", механизм, способный  оперировать четырьмя основными  арифметическими действиями и вычислять  квадратный корень, при этом использовалась двоичная система счисления. Это  был более совершенный прибор, в котором использовалась движущаяся часть (прообраз каретки) и ручка, с  помощью которой оператор вращал колесо.

Изделие Лейбница постигла печальная  судьба предшественников: массового  спроса на подобные механизмы еще  не пришло. Машина являлась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 года до 60-х годов ХХ века.

В 1703 году выходит трактат Лейбница "Expication de l'Arithmetique Binary"  - об использовании двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Первые его работы о двоичной арифметике относятся к 1679 году.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чарльз Бэббидж

Малая разностная машина

Разностная машина должна была производить комплекс вычислений, используя только операцию сложения. В 1819 году Чарльз Бэббидж приступил  к созданию малой разностной машины, а в 1822 году он закончил её строительство. Малая машина была полностью механической и состояла из множества шестерёнок и рычагов. В ней использовалась десятичная система счисления. Она  оперировала 18- разрядными числами  с точностью до восьмого знака  после запятой и обеспечивала скорость вычислений 12 членов последовательности в 1 минуту. Малая разностная машина могла считать значения многочленов 7- й степени.

Большая разностная машина

Большая разностная машина должна была состоять из 25 000 деталей, весить почти 14 тонн и быть 2,5 метра высотой. Кроме того, разностная машина должна была быть оснащена печатным устройством  для вывода результатов. Память была рассчитана на 1000 50- разрядных чисел. труды Бэббиджа по созданию разностной машины не пропали даром. В 1854 году шведский изобретатель Шойц по работам Бэббиджа построил несколько разностных машин. А ещё через некоторое время Мартин Виберг усовершенствовал машину Шойца и использовал её для расчётов и публикации логарифмических таблиц.

Аналитическая машина

Бэббидж разрабатывал конструкцию  аналитической машины в одиночку. Вот, что писал Бэббидж в 1851 году : « Все разработки, связанные с Аналитической машиной, выполнены за мой счёт. Я провёл целый ряд экспериментов и дошёл до черты, за которой моих возможностей не хватает. В связи с этим я вынужден отказаться от дальнейшей работы ». Только после смерти Чарльза Бэббиджа его сын, Генри Бэббидж, продолжил начатое отцом дело. А в 1906 году Генри совместно с фирмой Монро построил действующую модель аналитической машины, включающую арифметическое устройство и устройство для печатания результатов. Машина Бэббиджа оказалась работоспособной, но Чарльз не дожил до этих дней.

Проблемы

Проблемы которые он поставил и пытался разрешить, в аналитической  машине : 1) разработка основного состава блоков ; 2) планирование большого объема памяти ; 3) разделение арифметического и запоминающего устройства ; 4) применение изменяемой программы вычислений ; 5) передача управления с помощью условного перехода ; 6) работа с адресами и кодами команд ; 7) контроль считыванием ; 8) наличие библиотеки подпрограмм ; 9) применение перфокарт, печатание данных ввода и вывода и некоторые другие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ада Августа Лавлейс

Ада Августа Лавлейс серьезно занималась изучением аналитической  машины Баббеджа и в 1843г. составила программу для нее. Эта программа включала условную программу управления, изобретенную Баббеджем, повторение циклов операций. Лавлейс создала программу для вычисления чисел Бернулли. Хотя аналитическая машина Баббеджа не была построена и программы Лавлейс никогда не отлаживались и не работали, однако ряд высказанных ею общих положений (принцип экономии рабочих ячеек, связь рекуррентных формул с циклическими процессами вычислений) сохранили свое принципиальное значение и для современного программирования. Аду Лавлейс называют "первой леди компьютерного королевства".

Работа Лавлейс содержала  глубокий анализ особенностей аналитической  машины. Она настолько хорошо понимала его работу, что описала принцип  действия аналитической машины с  чёткостью, которой не ожидал сам  Бэббидж. Он неоднократно повторял, что представления Лавлейс о его работе были яснее, чем его собственные. Она организовывает целую компанию по популяризации машины и достигает успехов: часть их "детища" была построена. Ада Лавлейс высказала ряд идей, получивших широкое применение только в настоящее время. Основной итог её работы – создание основ программирования на универсальных цифровых вычислительных машинах.

В память об Аде Лавлейс  назван разработанный в 1980 году язык АДА – один универсальных языков программирования. Этот язык был широко распространён в США, и Министерство Обороны США даже утвердило название “Ада”, как имя единого языка программирования для американских вооруженных сил, а в дальнейшем и для всего НАТО.