Второе поколение ЭВМ: 1960–1970-е годы

Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых[1] и магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые микротрансформаторы). В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажом (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивало большую гибкость использования компьютеров.

Тактовые частоты работы электронных схем повысились до сотен кГц. Напряжение питания схем снизилось до 10–15 вольт, потребляемая мощность до сотен ватт. Надежность работы ЭВМ существенно возросла — до нескольких сотен часов наработки на отказ. Регулярное профилактическое обслуживание по-прежнему требовалось.

В оперативных запоминающих устройствах чаще всего использовались миниатюрные тороидальные ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса (для хранения одного бита информации требовались 1 или 2 сердечника с наружным диаметром 1–1,2 мм). Постоянные запоминающие устройства были трансформаторные (один тороидальный сердечник наружным диаметром 3–4 мм использовался для хранения битов одного разряда нескольких сотен чисел; для хранения кода «1» провод «прошивался» в отверстие сердечника, для хранения кода «0» провод проходил мимо сердечника).[AP1]

Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках[2] и на флоппи-дисках — промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.

В 1964 году появился первый монитор для компьютеров — IBM-2250. Это был монохромный дисплей с экраном 12х12 дюймов и разрешением 1024х1024 пикселов. Он имел частоту кадровой развертки 40 Гц. Устройство управления ЭВМ поддерживало систему прерываний программ, многопрограммную работу и параллельность использования устройств машины.

Появились первые операционные системы, новые языки программирования: машинно-ориентированные низкоуровневые (ассемблеры) и алгоритмические высокоуровневые (Фортран, Алгол, Кобол, Бейсик и другие). Программы стали переносимыми с одного типа компьютера на другой.

Устройства машин и их программы стали больше ориентированы на обработку массивов информации. ЭВМ второго поколения стали применяться не только для решения научно-технических задач, но и для автоматизации процессов технологического и организационного (административного) управления. На базе полупроводниковых ЭВМ стали успешно создаваться автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) и системы автоматического управления технологическими процессами. Создаваемые на базе компьютеров системы управления требовали от ЭВМ более высокой производительности, а главное — надежности. В компьютерах стали широко использоваться коды с обнаружением и исправлением ошибок, встроенные схемы контроля. В машинах второго поколения были впервые реализованы режимы пакетной обработки и телеобработки информации.

Первой ЭВМ, в которой частично использовались полупроводниковые приборы вместо электронных ламп, была машина SEAC (Standarts Eastern Automatic Computer), созданная в 1951 году. Одними из первых полностью полупроводниковых машин были:

Ÿ TRADIC (TRAnsistor Digital Computer) — 1956 г. (малая машина);

Ÿ TX-0 (Transistor eXperimental computer — 0) — 1957 г. (малая машина)^[3];

Ÿ IBM 7070 — 1957 г.^[4] (большая машина);

Ÿ Philco — 1957 г., (большая машина);

Ÿ Recomp 2 — 1957 г. (малая машина);

Ÿ Univac Solid State — 1958 г. (большая машина);

Ÿ National Cash-304 -1958 г. (большая машина);

Ÿ Ramington Rand USS — 1958 г. (малая машина);

Ÿ IBM 7090 — 1959 г. (большая машина);

Ÿ IBM 1401 — 1959 г. (малая машина);

Ÿ Univac 3 — 1959 г. (большая машина).

Стоимость больших машин составляла от $ 500 000 до $ 2 300 000, малых машин до $ 300 000. Заслуживает внимания и первая (1961 год) супер-малая полупроводниковая машина IBM 1620, размещавшаяся (без накопителя на магнитной ленте) на конторском столе (стоимость этой машины была $75 000).

В начале 60-х годов полупроводниковые машины стали производиться и в СССР. Основные характеристики некоторых полупроводниковых отечественных машин представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Характеристики отечественных ЭВМ 2-го поколения

В середине 60-х годов мировое количество ЭВМ возросло по сравнению с 50-ми годами на порядок. Так в 1966 году количество установленных машин составляло:

Ÿ в США — 27000;

Ÿ в Западной Европе — 6000;

Ÿ в Японии — 1900.

В середине 60-х и у нас в стране и за рубежом внимание впервые акцентировали на надежности ЭВМ и их системном использовании. Поэтому в СССР было принято постановление ЦК КПСС о разработке семейств ЭВМ на базе крупных компьютерных предприятий и о создании строгой системы унификации схем и узлов ЭВМ. Стали разрабатываться программно и технически совместимые системы вычислительных машин. До этого, ввиду дефицита выпускаемых ЭВМ и длительного (иногда несколько лет) срока с момента заказа и до получения машины, ЭВМ часто разрабатывались и создавались небольшими группами специалистов на непрофильных предприятиях, что естественно, не гарантировало их качества.

Что касается системного применения ЭВМ, то в середине 60-х годов существенно изменилась технология их использования. Появились технологии создания больших баз данных в памяти ЭВМ, осуществлялась выдвинутая академиком Глушковым программа «АСУПизации», массового создания АСУП (автоматизированных систем управления предприятиями). В связи с этим рекомендовалось и программы, и данные постоянно хранить в памяти машины и использовать их по мере надобности.

Итак, перечислим основные направления совершенствования ЭВМ второго поколения.

1. Переход на полупроводниковую элементную базу и печатный монтаж.

2. Блочный принцип конструирования и унификация ячеек и блоков ЭВМ.

3. Облегчение программирования для ЭВМ.

4. Ориентация ЭВМ не только на вычислительную работу, но и на работу с массивами информации.

5. Повышение надежности работы машин, использование кодов с обнаружением и исправлением ошибок и встроенных схем контроля.

6. Расширение областей применения ЭВМ.

7. Системное использование ЭВМ в составе автоматизированных систем управления.