Носитель информации

П О К О Л Е Н И Я Э В М

ХАРАКТЕРИСТИКИ I II III IV

Годы применения 1946-1960 1960-1964 1964-1970 1970-1980

Основной элемент Эл. лампа Транзистор ИС БИС

Количество ЭВМ в мире (шт.) Сотни Тысячи Десятки тысяч Миллионы

Размеры ЭВМ Большие Значительно меньше Мини-ЭВМ микроЭВМ

Быстродействие (усл) 1 10 1000 10000

Носитель информации

Перфокарта, Перфолента Магнитная, лента Диск Гибкий

Поколения:

I. ЭВМ на эл. лампах, быстродействие порядка 20000 операций в

секунду, для каждой машины существует свой язык программирования.

(“БЭСМ”, ”Стрела”).

II. В 1960 г. в ЭВМ были применены транзисторы, изобретённые в 1948

г., они были более надёжны, долговечны, обладали большой оперативной памятью.

1 транзистор способен заменить ~40 эл. ламп и работает с большей скоростью. В

качестве носителей информации использовались магнитные ленты. (“Минск-

2”, ”Урал-14).

III.В 1964 г. появились первые интегральные схемы (ИС), которые получили широкое

распространение. ИС - это кристалл, площадь которого 10 мм2. 1 ИС

способна заменить 1000 транзисторов. 1 кристалл - 30-ти тонный “Эниак”.

Появилась возможность обрабатывать параллельно несколько программ.

IV. Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по

мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению стоимости

производства компьютеров. В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ

оказалось возможным разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма.

(“Иллиак”, ”Эльбрус”).

V. Синтезаторы, звуки, способность вести диалог, выполнять команды,

подаваемые голосом или прикосновением.

Отличия ЭВМ III поколения от прежних.

В ЭВМ III поколения заметно значительное улучшение аппаратуры, благодаря

использованию интегральных схем (ИС), что способствовало уменьшению размеров,

потребляемой энергии, увеличению быстродейсвия, надежности и т.д.

¨ Главным отличием таких ЭВМ от ЭВМ I и II поколений является совершенно

новая организация вычислительного процесса.

¨ ЭВМ III поколения способны обрабатывать как цифровую, так и

алфавитно-цифровую информацию. Возможность оперировать над текстами открывает

большие возможности для обмена информацией между человеком и компьютером.

¨ Так же создание различных средств ввода-вывода информации. Ярким примером

этому является способ ввода информации по средствам обычной телефонной связи,

телетайпа, светового карандаша. А вывод осуществляется не только на перфокарты,

как это было раньше, но и непосредственно на экран монитора, каналы телефонной

связи, принтер (для получения твёрдых копий).

¨ В связи с использованием текста возможность приблизить вводной язык к

человеческому, сделать его более доступным широкому кругу пользователей.

¨ Возможность параллельно решать на ЭВМ несколько задач.

¨ ЭВМ III поколения имеет внешнюю память на магнитных дисках.

¨ Широкий круг применения.

Типичными представителями машин III поколения является ЕС ЭВМ, IBM-360.

Они имеют следующие особенности: использование интегральных схем,

агрегатность, байтное представление информации, использование двоичной и

десятичной арифметики, представление чисел в форме с плавающей и

фиксированной точкой, программная совместимость, надёжность,

мультисистемность.

Особенности машин ЕС ЭВМ.

ЕС ЭВМ - это целое семейство машин, которые построены на единой элементной

базе, единой конструктивной основе, с единой системой программного

обеспечения, одинаковым набором периферийного оборудования. Их разработка

началась в 1970 г., а промышленный выпуск таких машин начался в 1972 г.

Все машины ЕС ЭВМ программно-совместимы между собой и предназначены для

решения наиболее сложных и объёмных задач. Эти машины можно отнести к типу

машин универсальных, мультипрограммных, с возможностью параллельно

обрабатывать несколько задач.

Многие модели имеют единую логическую структуру и принцип работы. однако

различные модели отличаются друг от друга быстродействием, конфигурацией,

размером памяти и т.д.

Так как система ЕС ЭВМ постоянно развивается, постоянно улучшаются все

характеристики, то эти машины можно подразделить на 2 семейства. К первому

семейству моделей (Ряд-1) можно отнести такие машины, как ЕС-1010, ЕС-

1020, ЕС-1021, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060. К этому семейству

относятся так же модифицированные образцы (Ряд-1М): ЕС-1012, ЕС-1022, ЕС-

1033, ЕС-1052. Более совершенные машины: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035, ЕС-1045,

ЕС-1055, можно объединить в Ряд-2, а модернизированные (Ряд-2М): ЕС-1036, ЕС-

1066 и др.

Устройства ЕС ЭВМ так же разделяются на центральные и периферийные.

Центральные - это устройства, которые определяют основные технические

характеристики машины, это центральный процессор, оперативная память,

мультиплексный и селекторный каналы. К периферийным относятся внешние

устройства (ВУ), устройства подготовки данных (УПД), сервисные устройства.

Для хранения больших объёмов информации используются накопители на магнитных

лентах и магнитных дисках. Устройства ввода предназначены для восприятия

вводимой извне информации, её преобразования в электрические кодовые сигналы

и передачи к мультиплексному каналу по средствам интерфейса ввода-вывода.

Устройства вывода переводят выводимый из машины сигнал обратно и выводят его

на перфокарты (перфоленты), либо на другие внешние устройства.

Дисплей - это устройство ввода-вывода алфавитно-цифровой и графической

информации на электронно-лучевую трубку. Он очень удобен для оперативного

изменения данных непосредственно во время решения задачи.

Выносимые пульты предназначены для общения пользователя с ЭВМ, когда их

разделяют сотни метров.

Существуют 3 группы устройств подготовки данных ЕС ЭВМ: перфокарточные,

перфоленточные и использующие магнитные ленты. На контрольниках в ЭВМ

производится контроль за правильностью записи информации на перфокарты.

Существует два режима работы УПД на магнитной ленте: запись данных и печать

считываемых данных.

Сервисные устройства нужны для контроля над техническими средствами, их

наладки, испытания и ремонта.

Показатели технических средств ЕС ЭВМ постоянно улучшаются: увеличивается

быстродействие, объёмы памяти и т.д. Это происходит в частности за счёт

перехода на микросхемы с более высоким уровнем интеграции (БИС). Но это уже

относится к машинам IV поколения.

ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ

1 июля 1948 года на одной из страниц " Нью-Йорк Таймс", посвященной радио и телевидению, было помещено скромное сообщение о том, что фирма " Белл телефон лабораториз" разработала электронный прибор, способный заменить электронную лампу. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор фирмы Уолтер Брайттен создали первый действующий транзистор. Это был точечно-контактный прибор, в котором три металлических " усика" контактировали с бруском из поликристаллического германия.

Второе поколение приходится на период от конца 50-х до конца 60-х годов.
К этому времени был изобретен транзистор, который пришел на смену электронным лампам. Это позволило заменить элементную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды), а также резисторы и конденсаторы более совершенной конструкции (рис. 25.7). Один транзистор заменял 40 электронных ламп, работал с большей скоростью, был дешевле и надежнее. Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы электронных ламп.

Изменилась и технология соединения элементов. Появились первые печатные платы (рис. 25.7) - пластины из изоляционного материала, например гетинакса, на которые по специальной технологии фотомонтажа наносился токопроводящий материал. Для крепления элементной базы на печатной плате имелись специальные гнезда.
Такая формальная замена одного типа элементов на другой существенно повлияла на все характеристики ЭВМ: габариты, надежность, производительность, условия эксплуатации, стиль программирования и работы на машине. Изменился технологический процесс изготовления ЭВМ.

Перечислим характерные черты ЭВМ второго поколения (рис. 25.8).

• Элементная база: полупроводниковые элементы. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.
• Габариты: ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Для их размещения требуется специально оборудованный машинный зал, в котором под полом прокладываются кабели, соединяющие между собой многочисленные автономные устройства.
• Производительность: от сотен тысяч до 1 млн. оп/с.
• Эксплуатация: упростилась. Появились вычислительные центры с большим штатом обслуживающего персонала, где устанавливалось обычно несколько ЭВМ. Так возникло понятие централизованной обработки информации на компьютерах. При выходе из строя нескольких элементов производилась замена целиком всей платы, а не каждого элемента в отдельности, как в ЭВМ предыдущего поколения.
• Программирование: существенно изменилось, так как стало выполняться преимущественно на алгоритмических языках. Программисты уже не работали в зале, а отдавали свои программы на перфокартах или магнитных лентах специально обученным операторам. Решение задач производилось в пакетном (мультипрограммном) режиме, то есть все программы вводились в ЭВМ подряд друг за другом, и их обработка велась по мере освобождения соответствующих устройств. Результаты решения распечатывались на специальной перфорированной по краям бумаге.
• Произошли изменения как в структуре ЭВМ, так и в принципе ее организации. Жесткий принцип управления заменился микропрограммным. Для реализации принципа программируемости необходимо наличие в компьютере постоянной памяти, в ячейках которой всегда присутствуют коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную операцию, то есть подключить определенные электрические схемы.
• Введен принцип разделения времени, который обеспечил совмещение во времени работы разных устройств, например одновременно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнитной ленты.