Geum.ru

«Информатика»

Вид материалаУчебное пособие

Содержание


Технические средства реализации информационных процессов
Поколение и годы
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   39

Технические средства реализации информационных процессов


    1. История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ


Н


Рисунок 2 - Классическая

архитектура ЭВМ
есмотря на то, что современные ЭВМ внешне не имеют ничего общего с первыми моделями, основополагающие идеи, заложенные в них и связанные с понятием алгоритма, разработанным Аланом Тьюрингом, а также архитектурной реализацией, предложенной Джоном фон Нейманом, пока не претерпели коренных изменений. В соответствии с принципами американского математика Джона фон Неймана в состав ЭВМ входят следующие элементы: арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления (УУ), оперативная память (ЗУ), внешние устройства (УВВ, ПУ)(Рисунок 2). Принципы фон Неймана были сформулированы в 1928г., а воплощены в первом (созданном в 1949г.) компьютере, в котором числа и программы хранились в памяти компьютера. Возможность использования двоичных цифр для представления любых чисел принадлежит немецкому математику Лейбницу (1666г).

Вычислительный процесс должен быть предварительно представлен для ЭВМ в виде программы — последовательности инструкций (команд), записанных в порядке выполнения. В процессе выполнения программы ЭВМ выбирает очередную команду, расшифровывает ее, определяет, какие действия и над какими операндами следует выполнить. Эту функцию осуществляет УУ. Оно же помещает выбранные из ЗУ операнды в АЛУ, где они и обрабатываются. Само АЛУ работает под управлением УУ. Обрабатываемые данные и выполняемая программа должны находиться в ЗУ, куда они вводятся через устройство ввода УВВ. Емкость памяти измеряется в величинах, кратных байту. Память представляет собой сложную структуру, построенную по иерархическому принципу, и включает в себя запоминающие устройства различных типов. Функционально она делится на две части: внутреннюю и внешнюю.

Очевидно, что развитие электронно-вычислительной техни­ки непосредственно связано с основными этапами развития микроэлектроники и во многом определяется ее уровнем и до­стигнутыми результатами. Этапы создания и развития техноло­гии микроэлектроники находят отражение в смене поколений ЭВМ (). В настоящее время наибольшее распространение получили персональные компьютеры (ПК). Львиную долю среди них занимают IBM PC-совместимые микрокомпьютеры (читается Ай-Би-Эм Пи-Си). В конце 1990-х годов IBM PC-совместимые микрокомпьютеры составляли более девяноста процентов мирового компьютерного парка.

IBM PC был создан американской фирмой Ай-Би-Эм (IBM) в августе 1981, при его создании был применен принцип открытой архитектуры, который означает применение в конструкции при сборке компьютера готовых блоков и устройств, а также стандартизацию способов соединения компьютерных устройств. Принцип открытой архитектуры способствовал широкому распространению IBM PC-совместимых микрокомпьютеров-клонов.

Их сборкой занялось множество фирм, которые в условиях свободной конкуренции снизили в несколько раз цены, энергично внедряли в производство новейшие технические достижения. Пользователи в свою очередь получили возможность самостоятельно модернизировать свои микрокомпьютеры и оснащать их дополнительными устройствами сотен различных производителей. Единственный из IBM PC-несовместимых микрокомпьютеров, получивший относительно широкое распространение, — компьютер Макинтош (Macintosh).




Таблица 4 – смена поколений компьютеров

Поколение и годы
Элементная база
Характеристики и типичные представители

I
50-е
Электронные вакуумные лампы
Большие габариты и энерго­пот­реб­ле­ние, низкие быстро­дей­ствие и на­деж­ность, про­г­рам­мирование в кодах. МЭСМ, БЭСМ.

II
60-е
Дискретные полупроводниковые приборы — транзисторы
Большие габариты и энерго­пот­реб­ле­ние, низкие быстро­дей­ствие и на­деж­ность. Минск 2, 22, 32, БЭСМ-6.

III
70-е
Полупроводниковые интегральные схемы (ИС) с малой и средней сте­пенью интеграции (сотни — тысячи транзисторов в одном корпусе)
Качественное улучшение всех па­ра­мет­ров, удаленный доступ ЕС-1022, ЕС-1035, ЕС-1066

IV
80-е
Микропроцессоры на БИС и СБИС — десятки тысяч — миллио­ны транзисторов в одном кристалле
Появление первых ПК. ДВК, IBM PC 286, 386, 486, Apple

V
90-е
Десятки параллельно работающих микропроцессоров.

Массовое при­менение ПК, ло­каль­ные и глобальные сети, внедрение элек­трон­но­го документооборота Pentium, Atlon

VI
2000-е и перспектива
Оптоэлектронные ЭВМ с нейрон­ной структурой, моделирующие структуру биологических систем
Микропроцессорная революция в технических и био­логи­чес­ких сис­темах, распределенная обработка данных, интеграция со­ци­аль­ной памяти на базе ком­пь­ю­терных сетей, медиа­тех­но­логий и сис­тем связи, безбу­маж­ная информатика, ис­поль­зование систем ис­кус­ст­вен­ного интеллекта, нано­тех­но­логии

Начиная с 1980-х годов микрокомпьютеры Макинтош американской фирмы Эпл (Apple) составляли достойную конкуренцию IBM PC-совместимым микрокомпьютерам, так как, несмотря на свою дороговизну, они обеспечивали пользователю наглядный графический интерфейс, были значительно проще в эксплуатации и обладали большими возможностями. Начиная с 1990-х годов разница между возможностями Макинтошей и IBM PC все более нивелируется. Последние были оснащены операционными системами с графическим интерфейсом (Windows, OS/2), многочисленными рассчитанными на них прикладными программами. В настоящее время Макинтоши удерживают лидирующие позиции лишь на рынке настольных издательских систем.