Сделай Сам Свою Работу на 5

Тема: История развития вычислительной техники

ЛЕКЦИЯ

 

План:

1. Стадии развития вычислительной техники

2. «Время — события — люди»

3. Классы вычислительных машин

 

1. Стадии развития вычислительной техники

Вплоть до XVII в. деятельность общества в целом и каждого че­ловека в отдельности была направлена на овладение веществом, т. е. есть познание свойств вещества и изготовление сначала при­митивных, а потом все более сложных орудий труда, вплоть до ме­ханизмов и машин, позволяющих изготовлять потребительские ценности.

Затем в процессе становления индустриального общества на первый план вышла проблема овладения энергией — сначала тепло­вой, затем электрической, наконец, атомной. Овладение энергией позволило освоить массовое производство потребительских ценно­стей и, как следствие, повысить уровень жизни людей и изменить характер их труда.

В то же время человечеству свойственна потребность выразить и запомнить информацию об окружающем мире — так появились письменность, книгопечатание, живопись, фотография, радио, те­левидение. В истории развития цивилизации можно выделить не­сколько информационных революций — преобразование общест­венных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обра­ботки информации, информационных технологий. Следствием подобных преобразований являлось приобретение человеческим обществом нового качества.

В конце XX в. человечество вступило в новую стадию разви­тия — стадию построения информационного общества. Информа­ция стала важнейшим фактором экономического роста, а уровень развития информационной деятельности и степень вовлеченности и влияния ее на глобальную информационную инфраструктуру пре­вратились в важнейшее условие конкурентоспособности страны в мировой экономике. Понимание неизбежности прихода этого об­щества наступило значительно раньше. Австралийский экономист К. Кларк еще в 40-е годы говорил о приближении эпохи общества информации и услуг, общества новых технологических и экономи­ческих возможностей. Американский экономист Ф. Махлуп выдви­нул предположение о наступлении информационной экономики и превращении информации в важнейший товар в конце 50-х гг. В конце 60-х гг. Д. Белл констатировал превращение индустриаль­ного общества в информационное. Что касается стран, ранее вхо­дивших в СССР, то процессы информатизации в них развивались замедленными темпами.



Информатика меняет всю систему общественного производства и взаимодействия культур. С наступлением информационного об­щества начинается новый этап не только научно-технической, но социальной революции. Меняется вся система информационных коммуникаций. Разрушение старых информационных связей между отраслями экономики, направлениями научной деятельности, ре­гионами, странами усилило экономический кризис конца века в странах, которые уделяли развитию информатизации недостаточное внимание. Важнейшая задача общества — восстановить каналы коммуникации в новых экономических и технологических условиях для обеспечения четкого взаимодействия всех направлений эконо­мического, научного и социального развития как отдельных стран, так и в глобальном масштабе.

Современный компьютер — это универсальное, многофункцио­нальное, электронное автоматическое устройство для работы с ин­формацией.

Компьютеры в современном обществе взяли на себя значительную часть работ, связанных с информацией. По историче­ским меркам компьютерные технологии обработки информации еще очень молоды и находятся в самом начале своего развития. Компьютерные технологии сегодня преобразуют или вытесняют старые технологии обработки информации.

2. «Время — события — люди»

Рассмотрим историю развития вычислительных средств и мето­дов «в лицах» и объектах (табл.1).

Таблица 1. Основные события в истории развития вычислительных методов,
приборов, автоматов и машин

  Джон Непер (1550-1617)   Шотландец Джон Непер в 1614-м г. опубликовал «Описание удивительных таблиц логарифмов». Он обнаружил, что сумма лога­рифма чисел а и b равна логарифму произведения этих чисел. По­этому действие умножения сводилось к простой операции сложения. Также им разработан инструмент перемножения чисел — «костяшки Непера». Он состоял из набора сегментированных стерженьков, ко­торые можно было располагать таким образом, что, складывая чис­ла в прилегающих друг к другу по горизонтали сегментах, получали результат их умножения. «Костяшки Непера» вскоре были вытеснены другими вычислительными устройствами (в основном механического типа). Таблицы Непера, расчет которых требовал очень много вре­мени, были позже «встроены» в удобное устройство, ускоряющее процесс вычисления, - логарифмическую линейку (Р. Биссакар, ко­нец 1620 г.)
  Вильгельм Шиккард (1592-1636)   Считалось, что первую механическую счетную машину изобрел великий французский математик и физик Б. Паскаль в 1642 г. Однако в 1957 г. Ф. Гаммер (ФРГ, директор Кеплеровского научного центра) об­наружил доказательства создания механической, вычислительной ма­шины приблизительно за два десятилетия до изобретения Паскаля Вильгельмом Шиккардом. Он назвал ее «часы для счета». Машина предназначалась для выполнения четырех арифметических действий и состояла из частей: суммирующее устройство; множительное устрой­ство; механизм для промежуточных результатов. Суммирующее уст­ройство состояло из зубчатых передач и представляло простейшую форму арифмометра. Предложенная схема механического счета счита­ется классической. Однако эту простую и эффективную схему при­шлось изобретать заново, так как сведения о машине Шиккарда не ста­ли всеобщим достоянием
    Блэз Паскаль (1623-1662)   В 1642 г., когда Паскалю было 19 лет, была изготовлена первая действующая модель суммирующей машины. Через несколько лет Блэз Паскаль создал механическую суммирующую машину («паскалина»), которая позволяла складывать числа в десятичной системе счис­ления. В этой машине цифры шестизначного числа задавались путем соответствующих поворотов дисков (колесиков) с цифровыми деле­ниями, результат операции можно было прочитать в шести окошках - по одному на каждую цифру. Диск единиц был связан с диском десят­ков, диск десятков - с диском сотен и т. д. Другие операции выполня­лись с помощью довольно неудобной процедуры повторных сложений, и в этом заключался основной недостаток «паскалины». Всего прибли­зительно за десятилетие он построил более 50 различных вариантов машины. Изобретенный Паскалем принцип связанных колес явился ос­новой, на которой строилось большинство вычислительных устройств на протяжении следующих трех столетий
  Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) В 1672 г., находясь в Париже, Лейбниц познакомился с голланд­ским математиком и астрономом Христианом Гюйгенсом. Видя, как много вычислений приходится делать астроному, Лейбниц решил изо­брести механическое устройство для расчетов. В 1673 г. он завершил создание механического калькулятора. Развив идеи Паскаля, Лейбниц использовал операцию сдвига для поразрядного умножения чисел. Сложение производилось на нем по существу так же, как и на «паска-лине», однако Лейбниц включил в конструкцию движущуюся часть (прообраз подвижной каретки будущих настольных калькуляторов) и ручку, с помощью которой можно было крутить ступенчатое колесо или - в последующих вариантах машины - цилиндры, расположенные внутри аппарата
Жозеф-Мари Жаккар (1775-1834) Развитие вычислительных устройств связано с появлением пер­форационных карт и их применением. Появление же перфорационных карт связано с ткацким производством. В 1804 г. инженер Жозеф-Мари Жаккар построил полностью автоматизированный станок (станок Жаккара), способный воспроизводить сложнейшие узоры. Работа стан­ка программировалась с помощью колоды перфокарт, каждая из кото­рых управляла одним ходом челнока. Переход к новому рисунку проис­ходил заменой колоды перфокарт  
  Чарльз Бэббидж (1791-1871) Аналитическая машина Ч. Бэббиджа   Он обнаружил погрешности в таблицах логарифмов Непера, кото­рыми широко пользовались при вычислениях астрономы, математики, штурманы дальнего плавания. В 1821 г. приступил к разработке своей вычислительной машины, которая помогла бы выполнить более точные вычисления. В 1822 г. была построена разностная машина (пробная модель), способная рассчитывать и печатать большие математические таблицы. Это было очень сложное, большое устройство и предназнача­лось для автоматического вычисления логарифмов. Работа модели ос­новывалась на принципе, известном в математике как «метод конечных разностей»: при вычислении многочленов используется только опера­ция сложения и не выполняется умножение и деление, которые значи­тельно труднее поддаются автоматизации. В последующем он пришел к идее создания более мощной - аналитической машины. Она не про­сто должна была решать математические задачи определенного типа, а выполнять разнообразные вычислительные операции в соответствии с инструкциями, задаваемыми оператором. По замыслу это не что иное, как первый универсальный программируемый компьютер. Аналитиче­ская машина в своем составе должна была иметь такие компоненты, как «мельница» (арифметическое устройство по современной термино­логии) и «склад» (память). Инструкции (команды) вводились в аналити­ческую машину с помощью перфокарт (использовалась идея про­граммного управления Жаккара с помощью перфокарт). Шведский из­датель, изобретатель и переводчик Пер Георг Шойц воспользовавшись советами Бэббеджа, построил видоизмененный вариант этой машины. В 1855 г. машина Шойца была удостоена золотой медали на Всемир­ной выставке в Париже. В дальнейшем один из принципов, лежащих в основе идеи аналитической машины, - использование перфокарт -нашел воплощение в статистическом табуляторе, построенном амери­канцем Германом Холлеритом (для ускорения обработки результатов переписи населения в США в 1890 г.)
  Огаста Ада Байрон (графиня Лавлейс) (1815-1852)     Графиня Огаста Ада Лавлейс, дочь поэта Байрона, совместно с Ч. Бэббиджем работала над созданием программдля егосчетных ма­шин. Ее работы в этой области были опубликованы в 1843 г. Однако в то время считалось неприличным для женщины издавать свои сочине­ния под полным именем, и Лавлейс поставила на титуле только свои инициалы. В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены такие понятия, как «подпрограмма» и «библиотека подпрограмм», «мо­дификация команд» и «индексный регистр», которые стали употреб­ляться только в 50-х гг. XX в. Сам термин «библиотека» был введен Бэббиджем, а термины «рабочая ячейка» и «цикл» предложила А. Лав­лейс. «Можно с полным основанием сказать, что аналитическая маши­на точно так же плетет алгебраические узоры, как ткацкий станок Жак-кара воспроизводит цветы и листья», - писала графиня Лавлейс. Она фактически была первой программисткой (в ее честь был назван язык программирования Ада)
  Джордж Буль (1815-1864)   Дж. Буль по праву считается отцом математической логики. Его именем назван раздел математической логики - булева алгебра. В 1847 г. написал статью «Математический анализ логики». В 1854 г. Буль развил свои идеи в работе под названием «Исследование законов мышления». Эти труды внесли революционные изменения в логику как науку. Дж. Буль изобрел своеобразную алгебру - систему обозначений и правил, применяемую к всевозможным объектам, от чисел и букв до предложений. Пользуясь этой системой, Буль мог закодировать выска­зывания (утверждения) с помощью своего языка, а затем манипулиро­вать ими подобно тому, как в математике манипулируют обычными числами. Три основные операции системы - это И, ИЛИ и НЕ
Пафнутий Львович Чебышев (1821-1894)   Им была разработана теория машин и механизмов, написан ряд работ, посвященных синтезу шарнирных механизмов. Среди многочис­ленных изобретенных им механизмов имеется несколько моделей арифмометров, первая из которых была сконструирована не позднее 1876 г. Арифмометр Чебышева для того времени был одной из самых оригинальных вычислительных машин. В своих конструкциях Чебышев предложил принцип непрерывной передачи десятков и автоматиче­ский переход каретки с разряда на разряд при умножении. Оба эти изобретения вошли в широкую практику в 30-е гг. XX в. в связи с при­менением электропривода и распространением полуавтоматических и автоматических клавишных вычислительных машин. С появлением этих и других изобретений стало возможно значительно увеличить скорость работы механических счетных устройств
Алексей Николаевич Крылов (1863-1945) Русский кораблестроитель, механик, математик, академик АН СССР. В 1904 г. он предложил конструкцию машины для интегрирова­ния обыкновенных дифференциальных уравнений. В 1912 г. такая машина была построена. Это была первая интегрирую­щая машина непрерывного действия, позволяющая решать дифферен­циальные уравнения до четвертого порядка  
Вильгодт Теофил Однер (1845-1905)     Выходец из Швеции Вильгодт Теофил Однер в 1869 г. приехал в Петербург. Некоторое время он работал на заводе «Русский дизель» на Выборгской стороне, на котором в 1874 г. был изготовлен первый об­разец его арифмометра. Созданные на базе ступенчатых валиков Лейбница первые серийные арифмометры имели большие размеры в первую очередь потому, что на каждый разряд нужно было выделять отдельный валик. Однер вместо ступенчатых валиков применил более совершенные и компактные зубчатые колеса с меняющимся числом зубцов - колеса Однера. В 1890 г. Однер получает патент на выпуск арифмометров и в этом же году было продано 500 арифмометров (очень большое количество по тем временам). Арифмометры в России назывались: «Арифмометр Однера», «Оригинал-Однер», «Арифмометр системы Однер» и др. В России до 1917 г. было выпущено примерно 23 тыс. арифмометров Однера. После революции производство ариф­мометров было налажено на Сущевском механическом заводе им. Ф.Э.Дзержинского в Москве. С 1931 г. они стали называться арифмометры «Феликс». Далее в нашей стране были созданы модели арифмометров Однера с клавишным вводом и электроприводом   Арифмометр Однера Феликс  
Герман Холлерит (1860-1929)   После окончания Колумбийского университета поступает на работу в контору по переписи населения в Вашингтоне. В это время США приступили к исключительно трудоемкой (длившейся семь с половиной лет) ручной обработке данных, собранных в ходе переписи населения в 1880 г. К 1890 г. Холлерит завершил разработку системы табуляции на базе применения перфокарт. На каждой карте имелось 12 рядов, в каж­дом из которых можно было пробить по 20 отверстий, они соответство­вали таким данным, как возраст, пол, место рождения, количество де­тей, семейное положение и прочим сведениям, включенным в вопрос­ник переписи. Содержимое заполненных формуляров переносилось на карты путем соответствующего перфорирования. Перфокарты загружа­лись в специальные устройства, соединенные с табуляционной маши­ной, где они нанизывались на ряды тонких игл, по одной игле на каж­дую из 240 перфорируемых позиций на карте. Когда игла попадала в отверстие, она замыкала контакт в соответствующей электрической цепи машины. Полный статистический анализ результатов занял два с половиной года (втрое быстрее по сравнению с предыдущей перепи­сью). Впоследствии Холлерит организовал фирму «Computer Tabulating Recording» (CTR). Молодой коммивояжер этой компании Том Уотсон первым увидел потенциальную прибыльность продажи счетных машин американским бизнесменам на основе перфокарт. Позднее он возгла­вил компанию и в 1924 г. переименовал ее в корпорацию «International Business Machines» (IBM)
  Ванневар Буш (1890-1974) В 1930 г. построил механическое вычислительное устройство - дифференциальный анализатор. Это была машина, на которой можно было решать сложные дифференциальные уравнения. Однако она об­ладала многими серьезными недостатками, прежде всего, гигантскими размерами. Механический анализатор Буша представлял собой слож­ную систему валиков, шестеренок и проволок, соединенных в серию больших блоков, которые занимали целую комнату. При постановке за­дачи машине оператор должен был вручную подбирать множество шестереночных передач. На это уходило обычно 2-3 дня. Позднее В. Буш предложил прототип современного гипертекста - проект МЕМЕХ (MEMory EXtention - расширение памяти) как автоматизиро­ванное бюро, в котором человек хранил бы свои книги, записи, любую получаемую им информацию таким образом, чтобы в любой момент воспользоваться ею с максимальной быстротой и удобством. Фактиче­ски это должно было быть сложное устройство, снабженное клавиату­рой и прозрачными экранами, на которые бы проецировались тексты и изображения, хранящиеся на микрофильмах. В МЕМЕХ устанавлива­лись бы логические и ассоциативные связи между любыми двумя бло­ками информации. В идеале речь идет о громадной библиотеке, уни­версальной информационной базе
  Джон Винсент Атанасофф (1903-1995) Профессор физики, автор первого проекта цифровой вычисли­тельной машины на основе двоичной, а не десятичной системы счис­ления. Простота двоичной системы счисления в сочетании с простотой физического представления двух символов (0, 1) вместо десяти (0, 1, ... , 9) в электрических схемах компьютера перевешивала неудобства, связанные с необходимостью перевода из двоичной системы в деся­тичную и обратно. Кроме того, применение двоичной системы счисле­ния способствовало уменьшению размеров вычислительной машины и снизила бы ее себестоимость. В 1939 г. Атанасофф построил модель устройства и стал искать финансовую помощь для продолжения рабо­ты. Машина Атанасоффа была практически готова в декабре 1941 г., но находилась в разобранном виде. В связи с началом Второй мировой войны все работы по реализации этого проекта прекратились. Лишь в 1973 г. приоритет Атанасоффа как автора первого проекта такой архи­тектуры вычислительной машины был подтвержден решением феде­рального суда США
  Говард Айкен «Марк-1» В 1937 г. Г. Айкен предложил проект большой счетной машины и искал людей, согласных профинансировать эту идею. Спонсором вы­ступил Томас Уотсон, президент корпорации IBM: его вклад в проект составил около 500 тыс. долларов США. Проектирование новой маши­ны «Марк-1», основанной на электромеханических реле, началось в 1939 г. в лабораториях Нью-Йоркского филиала IBM и продолжалось до 1944 г. Готовый компьютер содержал около 750 тыс. деталей и ве­сил 35 т. Машина оперировала двоичными числами до 23 разрядов и перемножала два числа максимальной разрядности примерно за 4 с. Поскольку создание «Марк-1» длилось достаточно долго, пальма пер­венства досталась не ему, а релейному двоичному компьютеру Z3 Кон­рада Цузе, построенному в 1941 г. Стоит отметить, что машина Z3 была значительно меньше машины Айкена и к тому же дешевле в про­изводстве
  Конрад Цузе (1910-1995) «Z4» в экспозиции Немецкого музея города Мюнхен   В 1934 г., будучи студентом технического вуза (в Берлине), не имея ни малейшего представления о работах Ч. Бэббиджа, К. Цузе на­чал разрабатывать универсальную вычислительную машину, во многом подобную аналитической машине Бэббиджа. В 1938 г. он завершил по­стройку машины, занимавшую площадь 4 кв. м., названную Z1 (по-не­мецки его фамилия пишется как Zuse). Это была полностью электро­механическая программируемая цифровая машина. Она имела клавиа­туру для ввода условий задач. Результаты вычислений высвечивались на панели с множеством маленьких лампочек. Ее восстановленная вер­сия хранится в музее Verker und Technik в Берлине. Именно Z1 в Гер­мании называют первым в мире компьютером. Позднее Цузе стал ко­дировать инструкции для машины, пробивая отверстия в использован­ной 35-миллиметровой фотопленке. Машина, работавшая перфорированной лентой, получила название Z2. В 1941 г. Цузе по­строил программно-управляемую машину, основанную на двоичной системе счисления - Z3. Эта машина по многим своим характеристи­кам превосходила другие машины, построенные независимо и парал­лельно в иных странах. В 1942 г. Цузе совместно с австрийским инже­нером-электриком Хельмутом Шрайером предложили создать компью­тер принципиально нового типа — на вакуумных электронных лампах. Эта машина должна была работать в тысячу раз быстрее, чем любая из машин, имевшихся в то время в Германии. Говоря о потенциальных сферах применения быстродействующего компьютера, Цузе и Шрайер отмечали возможность его использования для расшифровки закодиро­ванных сообщений (такие разработки уже велись в различных странах)
  Алан Тьюринг (1912-1954)   Английский математик, дал математическое определение алго­ритма через построение, названное машиной Тьюринга. В период Вто­рой мировой войны немцы использовали аппарат «Enigma» для шиф­ровки сообщений. Без ключа и схемы коммутации (немцы их меняли три раза в день) расшифровать сообщение было невозможно. С целью раскрытия секрета британская разведка собрала группу блестящих и несколько эксцентричных ученых. Среди них был математик Алан Тью­ринг. В конце 1943 г. группа сумела построить мощную машину (вме­сто электромеханических реле в ней применялись около 2000 элек­тронных вакуумных ламп). Машину назвали «Колосс». Перехваченные сообщения кодировались, наносились на перфоленту и вводились в память машины. Лента вводилась посредством фотоэлектрического считывающего устройства со скоростью 5000 символов в секунду. Ма­шина имела пять таких считывающих устройств. В процессе поиска со­ответствия (расшифровки) машина сопоставляла зашифрованное со­общение с уже известными кодами «Enigma» (по алгоритму работы ма­шины Тьюринга). Работа группы до сих пор остается засекреченной. О роли Тьюринга в работе группы можно судить по следующему выска­зыванию члена этой группы математика И. Дж. Гуда: «Я не хочу ска­зать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу, но беру на себя смелость сказать, что без него мы могли бы ее и проиграть». Машина «Ко­лосс» была ламповая (крупный шаг вперед в развитии вычислительной техники) и специализированная (расшифровка секретных кодов)
Джон Моучли (1907-1980) Преспер Экерт (род. в 1919)   Первой ЭВМ считается машина ЭНИАК (ENIAC, Electronic Numerial Integrator and Computer - электронный цифровой интегратор и вычис­литель). Ее авторы, американские ученые Дж. Моучли и Преспер Экерт, работали над ней с 1943 по 1945 гг. Она предназначалась для расчета траекторий полетов снарядов, и представляла собой сложнейшее для середины XX в. инженерное сооружение длиной более 30 м, объемом 85 куб. м, массой 30 т. В ЭНИАКе были использованы 18 тыс. элек­тронных ламп, 1500 реле, машина потребляла около 150 кВт. Далее возникла идея создания машины с программным обеспечением, хра­нимым в памяти машины, что изменило бы принципы организации вы­числений и подготовило почву для появления современных языков программирования (ЭДВАК - Электронный Автоматический Вычислитель с дискретными переменными, EDVAC - Electronic Discret Variable Automatic Computer). Эта машина была создана в 1950 г. В более ем­кой внутренней памяти содержались и данные, и программа. Програм­мы записывались электронным способом в специальных устройст­вах - линиях задержки. Самое главное было то, что в ЭДВАКе данные кодировались не в десятичной системе, а в двоичной (сократилось ко­личество используемых электронных ламп). Дж. Моучли и П. Экерт по­сле создания своей собственной компании задались целью создать универсальный компьютер для широкого коммерческого применения - ЮНИВАК (UNIVAC, Universal Automatic Computer - универсаль­ный автоматический компьютер). Примерно за год до того, как первый
ЭНИАК ЮНИВАК вступил в эксплуатацию в Бюро переписи населения в США, партнеры оказались в тяжелом финансовом положении и вынуждены были продать свою компанию фирме «Ремингтон Рэнд». Однако ЮНИВАК не стал первым коммерческим компьютером. Им стала ма­шина ЛЕО (LEO, Lyons' Bectronic Office), которая применялась в Англии для расчета зарплаты работникам чайных магазинов (фирма «Лайонс»), В 1973 г. федеральный суд США признал их авторские права на изобретение электронного цифрового компьютера недействительны­ми, а идеи - заимствованными у Дж. Атанасоффа  
Джон фон Нейман (1903-1957)   Работая в группе Дж. Мочли и П. Экерта, фон Нейман подготовил от­чет - «Предварительный доклад о машине ЭДВАК», в котором обобщил планы работы над машиной. Это была первая работа по цифровым элек­тронным компьютерам, с которой познакомились определенные круги на­учной общественности (по соображениям секретности работы в этой об­ласти не публиковались). С этого момента компьютер был признан объек­том, представлявшим научный интерес. В своем докладе фон Нейман выделил и детально описал пять ключевых компонентовтого, что ныне на­зывают«архитектурой фон Неймана» современного компьютера. В нашей стране независимо от фон Неймана были сформулирова­ны более детальные и полные принципы построения электронных циф­ровых вычислительных машин (Сергей Алексеевич Лебедев)  
Сергей Алексеевич Лебедев (1902-1974) МЭСМ БЭСМ-6   В 1946 г. С. А. Лебедев становится директором института элек­тротехники и организует в его составе свою лабораторию моделирова­ния и регулирования. В 1948 г. С. А. Лебедев ориентировал свою ла­бораторию на создание МЭСМ (Малая электронная счетная машина). МЭСМ была вначале задумана как модель (первая буква в аббревиату­ре МЭСМ) Большой электронной счетной машины (БЭСМ). Однако в процессе ее создания стала очевидной целесообразность превраще­ния ее в малую ЭВМ. Из-за засекреченности работ, проводимых в об­ласти вычислительной техники, соответствующих публикаций в откры­той печати не было. Основы построения ЭВМ, разработанные С. А. Лебедевым неза­висимо от Дж. фон Неймана, заключаются в следующем: 1) в состав ЭВМ должны входить устройства арифметики, памяти, ввода-вывода информации, управления; 2) программа вычислений кодируется и хранится в памяти подоб­но числам; 3) для кодирования чисел и команд следует использовать двоич­ную систему счисления; 4) вычисления должны осуществляться автоматически на основе хранимой в памяти программы и операций над командами; 5) помимо арифметических операций вводятся также логиче­ские - сравнения, условного и безусловного переходов, конъюнкция, дизъюнкция, отрицание; 6) память строится по иерархическому принципу; 7) для вычислений используются численные методы решения задач. 25 декабря 1951 г. МЭСМ была принята в эксплуатацию. Это была первая в СССР быстродействующая электронная цифровая машина. В 1948 г. создается Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР, которому правительство поручило разра­ботку новых средств вычислительной техники и С. А. Лебедев приглаша­ется заведовать лабораторией № 1 (1951 г). Когда БЭСМ была готова (1953 г.), она ничуть не уступала новейшим американским образцам. С 1953 г. до конца своей жизни С. А. Лебедев был директором ИТМ и ВТ АН СССР, избран действительным членом АН СССР и возгла­вил работы по созданию нескольких поколений ЭВМ. В начале 60-х гг. создается первая ЭВМ из серии больших элек­тронных счетных машин (БЭСМ) - БХМ-1. При создании БЭСМ-1 были применены оригинальные научные и конструкторские решения. Благодаря этому она была тогда самой производительной машиной в Европе (8-10 тысяч операций в секунду) и одной из лучших в мире. Под руководством С. А. Лебедева были созданы и внедрены в произ­водство еще две ламповые ЭВМ - БЭСМ-2 и М-20. В 60-х гг. были созданы полупроводниковые варианты М-20: М-220 и М-222, а также БЭСМ-ЗМ и БЭСМ-4. При проектировании БЭСМ-6 впервые был применен метод пред­варительного имитационного моделирования (сдача в эксплуатацию была осуществлена в 1967 г.). С. А. Лебедев одним из первых понял огромное значение совме­стной работы математиков и инженеров в создании вычислительных систем. По инициативе С. А. Лебедева все схемы БЭСМ-6 были запи­саны формулами булевой алгебры. Это открыло широкие возможности для автоматизации проектирования и подготовки монтажной и произ­водственной документации  
  IBM IBM/360   Невозможно пропустить ключевой этап в развитии вычислитель­ных средств и методов, связанных с деятельностью фирмы IBM. Исто­рически первые ЭВМ классической структуры и состава - Computer Installation System/360 (фирменное наименование - «Вычислительная установка системы 360», в дальнейшем известная как просто IBM/360) были выпущены в 1964 г., и с последующими модификациями (IBM/370, IBM/375) поставлялись вплоть до середины 80-х гг., когда под влиянием микроЭВМ (ПК) не начали постепенно сходить со сцены. ЭВМ данной серии послужили основой для разработки в СССР и странах-членах СЭВ так называемой Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ), которые в течение нескольких десятилетий являлись основой отечественной компьютеризации.
ЕС 1045 Машины включали следующие компоненты: • центральный процессор (32-разрядный) с двухадресной систе­мой команд; • главную (оперативную) память (от 128 Кбайт до 2 Мбайт); • накопители на магнитных дисках (НМД, МД) со сменными паке­тами дисков (например, IBM-2314 - 7,25 Мбайт, ШМ-2311 -29 Мбайт, IBM 3330 - 100 Мбайт), аналогичные (иногда совместимые) устройства известны и для других из вышеупомянутых серий; • накопители на магнитных лентах (НМЛ, МЛ) катушечного типа, ширина ленты 0,5 дюйма, длина от 2400 футов (720 м) и менее (обыч­но 360 и 180 м), плотность записи от 256 байт на дюйм (обычная) и большая в 2-8 раз (повышенная). Соответственно рабочая емкость на­копителя определялась размером катушки и плотностью записи и дос­тигала 160 Мбайт на бобину МЛ; • устройства печати - построчные печатающие устройства бара­банного типа, с фиксированным (обычно 64 или 128 знаков) набором символов, включающих прописную латиницу и кириллицу (либо про­писную и строчную латиницу) и стандартное множество служебных символов; вывод информации осуществлялся на бумажную ленту ши­риной 42 или 21 см со скоростью до 20 строк/с; • терминальные устройства (видеотерминалы, а первоначально -электрические пишущие машинки), предназначенные для интерактив­ного взаимодействия с пользователем (IBM 3270, DEC VT-100 и пр.), подключаемые к системе для выполнения функций управления вычис­лительным процессом (консоль оператора - 1 -2 шт. на ЭВМ) и интер­активной отладки программ и обработки данных (терминал пользова­теля - от 4 до 64 шт. на ЭВМ).   Перечисленные стандартные наборы устройств ЭВМ 60-80-х гг. и их характеристики приведены здесь как историческая справка для чи­тателя, который может их самостоятельно оценить, сравнив с совре­менными и известными ему данными. Фирмой IBM была предложена в качестве оболочки ЭВМ IBM/360 первая функционально полноценная ОС - OS/360. Разработ­ка и внедрение ОС позволили разграничить функции операторов, ад­министраторов, программистов, пользователей, а также существенно (а десятки и сотни раз) повысить производительность ЭВМ и степень загрузки технических средств. Версии OS/360/370/375 - MFT (муль­типрограммирование с фиксированным количеством задач), MW (с переменным количеством задач), SVS (система с виртуальной па­мятью), SVM (система виртуальных машин) - последовательно сме­няли друг друга и во многом определили современные представле­ния о роли ОС  
Билл Гейтс и Пол Аллен     В 1974 г. Фирма Intel разработала первый универсальный 8-раз­рядный микропроцессор 8080 с 4500 транзисторами. Эдвард Роберте, молодой офицер ВВС США, инженер-электронщик, построил на базе процессора 8080 микрокомпьютер Альтаир, имевший огромный ком­мерческий успех, продававшийся по почте и широко использовавший­ся для домашнего применения. В 1975 г. молодой программист Пол Аллен и студент Гарвардского университета Билл Гейтс реализовали для Альтаира язык Бейсик. Впо­следствии они основали фирму Майкрософт (Microsoft).
Стивен Пол Джобс и Стивен Возняк Apple-1 Lisa В 1976 г. студенты Стив Возняк и Стив Джобс, устроив мастер­скую в гараже, реализовали компьютер Apple-1, положив начало кор­порации Apple. 1983 г. - корпорация Apple Computers построила персональный компьютер Lisa - первый офисный компьютер, управляемый манипулятором «мышь». В 2001 Стивен Возняк основал компанию «Wheels Of Zeus» для создания беспроводной GPS технологии. 2001 — Стив Джобс представил первый плеер iPod. 2006 — Apple представила первый ноутбук на базе процессоров Intel. 2008 — Apple представила самый тонкий ноутбук в мире, получивший название MacBook Air.

3. Классы вычислительных машин

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

ЭВМ можно классифицировать по ряду признаков, в частности:

• физическому представлению обрабатываемой информации;

• поколениям (этапам создания и элементной базе).

• сферам применения и методам использования (а также разме­рам и вычислительной мощности).



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.