Бурное развитие малых ЭВМ на основе микропроцессоров

Революцию технологии производства ЭВМ вызвало создание интегральных схем, на которых транзисторы, конденсаторы и резисторы собрались в едином куске полупроводника. Это произошло в конце 30-х годов XX века. Операция изготовления интегральных схем все время совершенствовалась и в результате на одной кремневой пластинке стало возможным разместить сотни кристаллов интегральных схем. Произошел переход к третьему поколению ЭВМ (первые два поколения строились на лампах и транзисторах).

Применение интегральных схем позволило увеличить количество электронных частей в ЭВМ без роста их настоящих размеров. Быстродействие ЭВМ возросло до 10 миллионов операций в секунду. Не считая того, составлять программы для ЭВМ стало по силам обычным пользователям, а не лишь специалистам – электронщикам. При проектировании процессора стали использовать технику микропрограммирования – конструирование сложных команд процессора из простых.

В машинах третьего поколения в качестве средства общения стали использоваться видеотерминальные устройства – дисплей.

В третьем поколении возникли крупные серии ЭВМ, различающиеся собственной производительностью и назначением. Это семейство огромных и средних машин IBM360/370, разработанных в США.

В ниже приведенной таблице собрана краткая характеристика ЭВМ III-го поколения [4]:

Таблица 1

Новые технологии создания интегральных схем в конце 70-х – начале 80-х годов ХХ века позволили разработать большие интегральные схемы – БИС.

Технология производства БИС постоянно совершенствовалась, это привело к созданию сверхбольших интегральных схем (СБИС) с памятью 1 Мбайт. СБИС позволили создать микропроцессор, который произвел очередную революцию в мире вычислительной техники и привел к появлению ЭВМ четвертого поколения. Микропроцессор способен выполнять функции основного блока компьютера – процессора. Он работает по заложенной в него программе и может встраиваться в различные технические устройства.

Одним из революционных достижений в области вычислительной техники явилось создание персональных ЭВМ, которые можно отнести к отдельному классу машин четвертого поколения. Именно с этого момента в нашем языке вместо «ЭВМ» утвердился термин «персональный компьютер» - ПК.

Сегодня ПК пользуются такой популярностью, что становятся такой же привычной бытовой техникой, как и телевизор или магнитофон.

В ниже приведенной таблице собрана краткая характеристика ЭВМ IV-го поколения:

Таблица 2

Конец 90-х превратился в настоящую гонку конкурирующих титанов – производителей компьютерной техники. Стремительно повышается тактовая частота процессоров и их модификации. Возрастающая скорость работы процессоров стимулировала совершенствование других узлов и периферийных устройств компьютерного «железа». Некоторые специалисты считают, что в 90-х годах ХХ века появился компьютер V поколения, представляющий собой: ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы, что позволяет строить эффективные системы обработки знаний.

5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров.

Примерная характеристика компьютеров пятого поколения:

Таблица 3

Появление ПК справедливо считают грациозной научно-технической революцией, сравнимой по масштабам с изобретением электричества, радио. К моменту рождения ПК вычислительная техника уже существовала четверть века. Старые ЭВМ были отделены от массового пользователя, с ними работали специалисты (электронщики, программисты, операторы). Рождение ПК сделало ЭВМ массовым инструментом. Облик ЭВМ кардинально изменился: она стала дружественной (т.е. способной вести культурный диалог с человеком на визуально комфортном экране). В настоящее время в мире используются сотни миллионов ПК как на производстве, так и в повседневной жизни.

Информатика и её практические результаты становятся важнейшим двигателем научно-технического прогресса и развития человеческого общества. Её технической базой являются средства обработки и передачи информации. Скорость их развития поразительна, в истории человечества этому бурно развивающемуся процессу нет аналога. Можно утверждать, что история вычислительной техники уникальна, прежде всего, фантастическими темпами развития аппаратных и программных средств. В последнее время идет активный рост слияния компьютера, средств связи и бытовых приборов в единый набор. Будут создаваться новые системы, размещенные на одной интегральной схеме и включающие кроме самого процессора и его окружения, еще и программное обеспечение.

Уже сейчас на смену универсальным компьютерам приходят новые устройства – смартфоны, решающие конкретный спектр задач своего владельца. Развивается система карманных компьютеров.

Характерной чертой компьютеров пятого поколения обязано быть внедрение искусственного интеллекта и естественных языков общения. Предполагается, что вычислительные машины пятого поколения будут просто управляемы. Пользователь сумеет голосом подавать машине команды.

Предполагается, что XXI век будет веком наибольшего использования достижений информатики в экономике, политике, науке, образовании, медицине, быту, военном деле.

Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер внедрения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам – вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким спектром функциональных возможностей и черт.

Более перспективные, создаваемые на базе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы. Вычислительные сети – ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные сервисы: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.

В последние годы, при разработке новых ЭВМ большее внимание уделялось сверхмощным компьютерам – суперЭВМ и миниатюрным, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся поисковые работы по созданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре, нейрокомпьютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могут употребляться уже имеющиеся специализированные сетевые МП – транспьютеры – микропроцессоры сети со встроенными средствами связи.

Примерная характеристика компьютеров шестого поколения:

Таблица 4

Заключение

В развитии компьютерной техники и информационных технологий можно, так же выделить несколько этапов. В частности в вычислительной технике существует своеобразная периодизация развития электронных вычислительных машин. ЭВМ относят к тому либо иному поколению в зависимости от типа главных используемых в ней частей либо от технологии их производства. Границы поколений сильно размыты, так как в одно и то же время практически выпускались ЭВМ различных типов. История докомпьютерной эпохи показывает, что человечество стремилось изобрести устройства, облегчающие математические расчета. Счетные машины XVII- XVIII вв. шли в ногу с развитием математики, но недостаточный уровень развития техники не позволил практически и в полной мере реализовать все великие идеи.

Компьютер – величайшее изобретение ХХ века. Для его создания должны были произойти открытия в области физики, математики, техники. По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на V поколений.

I поколение – ЭВМ на электронно-вакуумных лампах (50-е годы ХХ века).

II поколение – ЭВМ на полупроводниковых приборах (60-е годы ХХ века).

III поколение- ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах (70-е годы ХХ века).

IV поколение - ЭВМ на БИС и СБИС (80-е годы ХХ века)

V поколение - ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров (90-е годы ХХ века).

Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предшествующим существенно лучшие характеристики. Развитие вычислительной техники предполагает, что в последующих поколениях будет использованы оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой - с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Начало развития информационных технологий связано с появлением и развитием первых информационных систем в 60-е годы ХХ века. Они так же, как и любые другие технологии, развиваются неравномерно: новые решения появляются периодически. Совершая в отрасли переворот, они навсегда изменяют ее лицо, оказывая влияние на многие другие аспекты человеческого существования. Первой волной компьютерной революции принято считать появление мэйнфреймов, предоставивших предприятиям доступ к огромным информационным ресурсам. Вторая волна связана с распространением персональных компьютеров в начале 80-х годов. Мы стоим на пороге третьего этапа компьютерной революции, которая приведет к реализации возможности непрерывного обмена информацией через глобальные сети.

Информационное общество подразумевает широкое применение компьютеров во всех сферах человеческой деятельности. Сейчас в нашем обществе огромную роль играют системы распространения, хранения и обработки информации, основанные на работе компьютера. Образуются и развиваются межрегиональные и международные системы связи, которые позволяют обмениваться информацией на больших территориях за минимальные сроки. Существующие сети используются не только для поиска информации и коммуникаций, но и для обучения, электронной коммерции и в других областях, знаменуя начало формирования глобального сетевого сообщества. Продолжает формироваться и развиваться рынок информационных услуг. Определяющими стимулами развития информационной технологии, являются социально-экономические потребности общества.

Информационные технологии занимают уникальное положение в современном обществе. В отличие от других научно-технических достижений средства вычислительной техники и информатики применяются практически во всех сферах интеллектуальной деятельности человека, способствуя прогрессу в технике и технологии.