—оставные части ѕ 
—истемный блок
ћонитор
 лавиатура
ћышь
јкустика
»Ѕѕ
ѕринтер
—канер
ѕлоттер
 
Ќоутбуки

ј–хитектура ѕк: »стори€ создани€ эвм

 огда говор€т о техническом прогрессе в области электронных вычислительных машин, то обычно выдел€ют п€ть этапов, которые рассматривают во взаимосв€зи с примен€емом на каждом из них элементной базой: электронные лампы, полупроводниковые (дискретные) диоды и транзисторы, интегральные микросхемы различной степени интеграции.

ѕервые Ё¬ћ, изготовленные с использованием электронных ламп 1-е поколение Ё¬ћ, были созданы исключительно дл€ выполнени€ объемных научно-технических расчетов. Ёти установки имели гигантские по сегодн€шним масштабам размеры, отличались большим энергопотреблением, требовали высоких капитальных и эксплуатационных расходов. Ќапример, перва€ в мире Ё¬ћ ЂЁЌ»ј ї созданна€ в 1945 г. учеными ѕенсильванского университета (—Ўј), весила 30 т, содержала 18000 электронных ламп и стоила почти 2,8 миллиона долларов по ценам того времени. ѕри этом она выполн€ла около 5000 операций сложени€ или примерно 360 операций умножени€ в секунду.

ѕервые отечественные ламповые вычислительные машины ћЁ—ћ и ЅЁ—ћ были созданы под руководством академика —. ј. Ћебедева. ћЁ—ћ (мала€ электронна€ счетна€ машина), созданна€ в 1951 г., сыграла важную роль в подготовке первых в стране программистов, инженеров и конструкторов Ё¬ћ, интенсифицировала разработку электронных элементов специально дл€ применени€ в Ё¬ћ. ЅЁ—ћ (больша€ электронна€ счетна€ машина), €вл€€сь в то врем€ самой быстродействующей Ё¬ћ в мире (8000 опер/с), открыла серию машин, получивших широкое распространение в ———–. ¬ первой половине 50-х гг. у нас в стране по€вились Ё¬ћ серий Ђ—трелаї и Ђ”ралї, а в 60-х гг.Ч Ђѕроминьї, Ђћирї, Ђћинскї, Ђ–азданї. Ёти машины могли справитьс€ с широким кругом математических и логических задач, встречающихс€ при решении научных и сложных инженерных проблем.

ќсвоение и промышленный выпуск полупроводниковых приборов обеспечили замену Ђгромоздких и гор€чихї электронных ламп Ђминиатюрными и теплымиї транзисторами. Ёто привело к созданию вычислительных устройств, характеризующихс€ более высокими быстродействием, надежностью и функциональными возможност€ми при меньших габаритах, стоимости и эксплуатационных расходах 2-е поколение.

ќднако представить смену поколений Ё¬ћ лишь как замену элементной базы, приведшей к повышению технических характеристик, было бы неверно. Ќовые элементы преобразили Ђдушуї Ё¬ћ.   этому времени она научилась Ђпониматьї соответствующий €зык, и любой человек, владеющий этим €зыком, мог Ђобщатьс€ї с машиной. ќднако общение это осуществл€лось, как правило, посредством операторов, обслуживающих устройства подготовки данных перфораторы и Ё¬ћ. ¬ непосредственный контакт с машиной вступал лишь Ђпривилегированный классї операторов-программистов и инженеров по эксплуатации Ё¬ћ.

—ерийные машины 2-го поколени€ Ђћинск-32ї и Ђ”рал-16ї имели быстродействие пор€дка 250000 и 100000 опер/с. »х оперативна€ пам€ть удерживала соответственно 65 000 и500 000 чисел. Ё¬ћ Ђћинск-32ї, например, могла работать со 136 внешними устройствами, а управл€л ею один оператор с помощью пишущей машинки.

ЅЁ—ћ-6
Ћегенда отечественных Ё¬ћ: ЅЁ—ћ-6

≈ще более совершенной была ЅЁ—ћ-6 (выпуск 1967 г.). Ќе быстродействие Ч 1 млн опер/с. ќперативна€ пам€ть машины позвол€ла хранить 128000 чисел, а промежуточна€ на магнитном барабане Ч 512000 чисел.  аждый из 32 подключаемых к Ё¬ћ магнитофонов обеспечивал хранение на магнитной ленте до миллиона машинных слов (5000 страниц текста). ЅЁ—ћ-6 отличает не только то, что она была одной из самых лучших в мире машин второго поколени€, но и удивительна€ Ђживучестьї, обеспечивша€ ее эксплуатацию до насто€щего времени.

ѕо€вление быстродействующих устройств ввода (способных пропускать до 1000 перфокарт в минуту), алфавитно-цифровых печатающих устройств (ј÷ѕ”), графопостроителей дало возможность гибко мен€ть форму выдачи результатов, например печатать их в виде таблиц со словесным описанием приведенных величин либо оформл€ть в виде готовых графиков. ¬се это существенно облегчило обработку результатов, повысило производительность человеческого труда. ѕри этом возникло пон€тие Ђмашина дл€ обработки данныхї. ¬ отличие от Ё¬ћ дл€ научно-технических расчетов эта машина должна обладать такими свойствами, как хранение (накопление, запоминание), ввод и вывод больших массивов чисел, тогда как процессы обработки (вычислительные операции) отступают на задний план.

Ќа втором этапе развити€ Ё¬ћ были предприн€ты попытки использовать вычислительную машину дл€ управлени€ промышленными технологическими процессами, породившие так называемые управл€ющие вычислительные машины (”¬ћ). “акие Ё¬ћ в первую очередь наблюдали за измер€емыми показател€ми процессов, рассчитывали и вырабатывали управл€ющие воздействи€ либо помогали (что более характерно дл€ Ё¬ћ второго поколени€) оператору вести управление. ѕри этом возникла нова€ дл€ Ё¬ћ ситуаци€: результаты расчетов могли быть использованы лишь тогда, когда они не только верны, но и своевременно подготовлены дл€ использовани€. “акой режим работы Ё¬ћ специалисты называют работой в реальном масштабе времени.

  концу 60-х гг. стало €сно, что дл€ повышени€ эффективности использовани€ Ё¬ћ при обработке данных и управлении необходимо создавать модели Ё¬ћ разной производительности, но одинаковые по своей организации и обладающие программной совместимостью. ѕоследнее означает возможность использовать запас программ, написанных дл€ одной Ё¬ћ, на машинах других Х моделей, за счет чего снижаютс€ затраты на обработку информации.

ѕринцип программной совместимости и технологи€ интегральных схем положили начало третьему этапу развити€ Ё¬ћ. ƒл€ машин 3-го поколени€ характерно не только улучшение габаритно-стоимостных показателей, но и модульный принцип организации технических и программных средств, обеспечивший возможность составл€ть приспособленную дл€ соответствующего конкретного назначени€ конфигурацию Ё¬ћ. ћашины 3-го поколени€ обрабатывают не только числа, но и слова, тексты, т. е. оперируют буквенно-цифровой информацией. »зменилась и форма общени€ человека с машиной. ѕользователи получили доступ к Ё¬ћ. ћашина через выносной терминал Ђсама пришлаї к человеку в его служебное помещение. —пираль развити€ вычислительной техники и ее использовани€ человеком завершила очередной виток.

Ќачало создани€ универсальных машин третьего поколени€ положила фирма IBM (—Ўј), приступивша€ в 1966 г. к выпуску машин серии IBM-360. ¬ыпуск машин данного класса, совместимых с IBM, в рамках единой системы Ё¬ћ (≈— Ё¬ћ) в странах Ч членах —Ё¬ началс€ в 1972 г.

≈—-1010
Ё¬ћ: ≈—-1010
¬ ≈— Ё¬ћ прин€ты единые стандарты на технические характеристики всех устройств и узлов, на системы кодов, операций, средств программировани€. ¬се модели ≈— Ё¬ћ имеют общий состав периферийных устройств, обеспечивающих ввод-вывод информации. ¬ них предусмотрена возможность св€зи с абонентами по телефонно-телеграфным лини€м с использованием терминальных пультов, включающих устройства алфавитно-цифрового и графического отображени€ данных на экранах электронно-лучевых трубок.

 ажда€ модель ≈— Ё¬ћ имеет свой собственный процессор, €вл€ющийс€ как бы €дром этой модели. ¬есь р€д таких моделей строитс€ в пор€дке возрастани€ их быстродействи€ от нескольких тыс€ч (≈— 1010, ¬енгри€) до миллионов (≈— 1065, ———–) операций в секунду.

Ќа третьем этапе лини€ управл€ющих Ё¬ћ частично снова сливаетс€ с линией Ё¬ћ дл€ обработки данных. ќднако отдельные ветви Ё¬ћ продолжают развиватьс€ самосто€тельно. ѕо€вились меньшие по объему установки. ѕри этом возникли новые пон€ти€: малые Ё¬ћ, малые управл€ющие Ё¬ћ, мини-Ё¬ћ. ¬ 1974 г. страны Ч члены —Ё¬, а также  уба и –умыни€ объединили свои усили€ в области создани€ семейства малых Ё¬ћ (—ћ Ё¬ћ), предназначенных дл€ использовани€ в информационно-измерительных и управл€ющих системах. — по€влением малых Ё¬ћ возникло еще одно направление использовани€ вычислительной техники: децентрализованна€ обработка данных и использование Ё¬ћ в непосредственной близости от рабочих мест (настольные Ё¬ћ).

Ќа этом же этапе зародились суперЁ¬ћ, целевой установкой при разработке которых было и остаетс€ достижение максимальной производительности вычислительных процессов (нескольких сотен миллионов операций в секунду). »х возникновение определено необходимостью решени€ научно-технических задач (например, современных задач аэродинамики и €дерной физики), предполагающих выполнение значительного числа операций (дл€ указанного примера не менее 1013) за ограниченный промежуток времени. ќчевидно, что суперЁ¬ћ весьма сложны и дороги, а поэтому в насто€щее врем€ насчитываетс€ немногим более 150 таких машин во всем мире.

„етвертое поколение Ё¬ћ служит еще одним примером перехода количества в качество. ѕри их создании как будто не произошло ничего особенного. ѕросто интеграци€ электронных схем повысилась настолько, что стало технически возможным сосредоточить значительное число функциональных устройств в одной большой интегральной схеме (Ѕ»—) и, таким образом, изготовить по этой технологии большие (по функциональным возможност€м) блоки или всю Ё¬ћ в целом.

Ќо по€вление Ѕ»— Ч это не только создание более совершенной элементной базы Ё¬ћ. ќно создало предпосылки дл€ качественного изменени€ вычислительной техники. ѕрименение Ѕ»— привело к новым представлени€м о функциональных возможност€х элементов и узлов Ё¬ћ. –азработка (1969 г., Intel, —Ўј) и промышленное освоение микропроцессоров (ћѕ) обеспечили широкие возможности дл€ децентрализации вычислительной мощности и встраивани€ вычислительных средств в оборудование и приборы.

ƒо этого соотношение стоимости и производительности было в пользу больших вычислительных установок и потому господствовали тенденции возрастающих централизации и мощности Ё¬ћ. — по€влением ћѕ стоимость Ё¬ћ резко снизилась, что послужило толчком к развитию децентрализованного принципа построени€ вычислительных систем. ќдин из примеров Ч Ђћашина св€зиї (Thinking Machines, —Ўј). Ёта машина с объемом 1,5 м3 может производить несколько миллиардов операций в секунду, т. е. превосходит в скорости гораздо более крупные суперЁ¬ћ, будучи в четыре раза дешевле их.

ѕри одной из демонстраций Ђћашина св€зиї за одну двадцатую долю секунды Ђпрочиталаї 16000 сообщений типа газетных новостей и за 3 мин рассчитала схему кристалла с 4000 транзисторов. —толь высокое быстродействие Ђћашины св€зиї объ€сн€етс€ тем, что она содержит более 65 000 ћѕ, каждый из которых обладает собственной пам€тью небольшого объема. Ѕолее того, каждый ћѕ пр€мо или косвенно соединен со всеми остальными узлами, так что схема машины может перестраиватьс€ электронным путем в соответствии с особенност€ми задачи, которую в данный момент предстоит решить.

Ќа базе ћѕ стро€тс€ микроЁ¬ћ и микроконтроллеры. ћикроЁ¬ћ содержит ћѕ вместе с запоминающим устройством, устройством ввода-вывода информации и устройствами св€зи. Ёти устройства могут выполн€тьс€ в виде отдельных Ѕ»— либо на одном кристалле с процессором (однокристальные микроЁ¬ћ).

≈сли ћѕ выполн€ет функции управлени€, его называют контроллером (нельз€ считать контроллер контролирующим устройством Ч это не контролЄр, а устройство управлени€). ¬ современных Ё¬ћ микропроцессоры управл€ют, например, работой внешних устройств: дисковой и магнитофонной пам€тью, печатающим устройством, графопостроителем и т. д.

Ёволюци€ микропроцессорной техники 70-х гг.Ч ћѕ, микроЁ¬ћ, персональные Ё¬ћ Ч в основном напоминает пройденные в 60-е гг. этапы развити€ мини-Ё¬ћ: от встраиваемых контроллеров Ч к функци€м универсальных Ё¬ћ в системах распределенной обработки данных. ќднако впечатл€ет разница в масштабах: общий парк мини-Ё¬ћ составл€л 200 тыс. экземпл€ров за первые 10 лет их производства, тогда как общий объем производства ћѕ оценивалс€ к 1984 г. на уровне 200 млн в год.

ћини-Ё¬ћ приобреталась дл€ работы, если в ней были заинтересованы 10Ч30 сотрудников (например, исследовательска€ группа или лаборатори€, технологический участок, небольша€ контора и т. д.), а универсальна€ микроЁ¬ћ по экономическим соображени€м стала индивидуальным инструментом, так называемой персональной Ё¬ћ.

— середины 70-х активно прорабатываютс€ основы дл€ построени€ машин 5-го поколени€. ¬ насто€щее врем€ еще рано говорить о завершении этих работ, хот€ уже подготовлен теоретический и технический базис, позвол€ющий создавать новую архитектуру и обеспечивать реализацию новых функций, направленных на интеллектуализацию Ё¬ћ.

Ётот базис Ч развивающа€с€ технологи€ сверхбольших интегральных схем (—Ѕ»—), создание пам€ти повышенного объема, возрастающие возможности высокоскоростных элементов, расширение исследований в области искусственного интеллекта и распознавани€ образов, а также совместное развитие коммуникационных систем и систем обработки информации.

 

 
ƒенис ћалышкин 2011 | E-mail: maldekk@mail.ru | ICQ:359853070
© 2011 ƒенис ћалышкин
—оздание сайтов ≈катеринбургЎаблоны сайтовѕоиск товаров - справочник цен, каталог магазинов, прайс-листыЅесплатные шаблоны дизайна компьютерных сайтов