Поколения ЭВМ. За 50 лет своего развития сменилось четыре поколения ЭВМ

За 50 лет своего развития сменилось четыре поколения ЭВМ. В наши дни уже работают ЭВМ пятого поколения. В основу градации поколений ЭВМ обычно кладут электронную базу, на которой строятся вычислительные машины, а также их возможности, области применения и другие признаки. Деление это весьма условно, так как случается, что ЭВМ, построенная на элементной базе одного поколения, по структурным особенностям и возможностям относится к машинам другого поколения.

ЭВМ первого поколения (1945 – середина 50-х годов) выполнялись на электронных лампах. Оперативная память строилась на ферритовых сердечниках, внешняя – на магнитных лентах и барабанах. В качестве носителей информации при вводе и выводе использовались перфоленты и перфокарты. Среднее быстродействие машин первого поколения достигало десятков тысяч операций в секунду. Отечественными представителями ЭВМ первого поколения были МЭСМ, БЭСМ-1, " Стрела", " Урал", М-20.

ЭВМ второго поколения (середина 50-х – середина 60-х годов) строились на дискретных полупроводниковых диодах и триодах (транзисторах). Транзистор, один из самых замечательных приборов ХХ века, был изобретен в 1947 году тремя американскими физиками: Дж. Бардиным, У. Бретейном и У. Шокли. Машины второго поколения отличались от машин первого поколения более высокой надежностью, меньшим потреблением электроэнергии, более высоким быстродействием. Для них уже был характерен параллелизм в работе отдельных блоков, что позволило достичь быстродействия до миллиона операций в секунду. В качестве устройств внешней памяти стали использоваться накопители на магнитных дисках. Наиболее мощными среди ЭВМ второго поколения были STRETCH (США, 1961), ATLAS (Великобритания, 1962), БЭСМ-6 и " Минск" (СССР, 1966). БЭСМ-6 по своим архитектурным решениям была близка к машинам следующего, третьего, поколения. На ЭВМ ATLAS впервые была реализована виртуальная оперативная память.

ЭВМ третьего поколения (середина 60-х – середина 70-х годов) строились на интегральных микросхемах малой степени интеграции. Микросхемы были созданы в конце 50-х годов независимо друг от друга двумя американскими инженерами: Д. Килби и Р. Нойсом. Переход на микросхемы способствовал улучшению качества ЭВМ, уменьшению их габаритных размеров и потребляемой ими энергии. Интеграция полупроводниковых приборов позволила повысить надежность и быстродействие вычислительных машин. ЭВМ третьего поколения стали универсальными средствами обработки информации научного, делового, коммерческого назначения. Эти машины создавались на принципах независимой параллельной работы различных устройств: процессора, памяти, ввода-вывода. Для ЭВМ третьего поколения были характерны многопрограммный и многопользовательский режимы работы. В эпоху машин третьего поколения появились первые компьютерные сети. Типичный представитель ЭВМ третьего поколения – машины семейств System 360 и System 370 фирмы IBM, первые модели которых были выпущены в 1965 и в 1970 годах соответственно. Эти машины предназначались для решения широкого спектра задач: научно-технических, экономических, управления. Их отечественный аналог – машины семейства ЕС ЭВМ (Единая серия ЭВМ), промышленный выпуск которых начался в 1972 году и продолжался до 1991 года. В конце 60-х годов появилась первая серийная мини-ЭВМ PDP-8 фирмы DEC (США)

Четвертое поколение ЭВМ (середина 70-х – середина 80-х годов) – это микроЭВМ, сердцем которых стали микропроцессоры и интегральные микросхемы большой степени интеграции (БИС). Большие интегральные микросхемы содержат десятки и сотни тысяч полупроводниковых элементов в одном корпусе. С начала 70-х годов миникомпьютеры стремительно внедряются практически во все сферы деятельности человека. Современные микроЭВМ по своим характеристикам догнали и значительно перегнали большие ЭВМ третьего поколения. Классический представитель ЭВМ четвертого поколения – персональная микроЭВМ (ПЭВМ).

Со второй половины 80-х годов ХХ века начинается эпоха ЭВМ пятого поколения. Они характеризуются наличием параллельных вычислительных структур и элементов искусственного интеллекта. Эти машины умеют не только производить числовые расчеты, но и выполнять функции обработки смысловой информации и операции логического анализа. Сфера применения ЭВМ еще более расширяется, а программы для них разрабатываются с привлечением методов искусственного интеллекта. Элементная база ЭВМ пятого поколения – сверхбольшие интегральные микросхемы (СБИС), содержащие более миллиона полупроводниковых элементов, и устройства оптоэлектроники. Современные ЭВМ все шире объединяются в локальные и глобальные информационно-вычислительные сети, воплощая тем самым принципы распределенной обработки информации. Производительность современных ЭВМ повышается в основном двумя путями: совершенствованием элементной базы и разработки методов параллельной обработки информации.