• Роль ЕОМ в сучасному світі
• Історичний розвиток обчислювальних машин
• покоління ЕОМ
• архітектура ЕОМ
• Основні пристрої комп'ютера
• Різновиди персональних комп'ютерів
• Склад системного блоку ПК
• Структура програмного забезпечення комп'ютера
• Системи програмування і прикладне ПО
• Комп'ютерні віруси
• Питання і вправи
Електронно-обчислювальні машини 1 покоління

Обчислювальна техніка залишалася недосконалою до 40-х років 20 століття. У 1943-1944 р.р. в Англії і США були створені перші ЕОМ, що використовують електронно-вакуумні лампи. Їх творці - Джордж Еккерт і Джон Моучлі. Для однієї машини «ENIAC» (ЕНІАК) вони використовували 18000 радіоламп. Площа цієї ЕОМ займала 200 м. Кв. Вона була розміром з будинок і важила 30 тонн. Споживала 200 кВт електроенергії. Лампи виходили з ладу кожні 7-8 хв. Для виявлення несправної лампи в заплутаних схемах комп'ютера були потрібні бригади інженерів. При створенні машини «ENIAC» було використано до 200 миль електричних проводів. Обчислення на Еніак проводилися електронними блоками, а ось програма роботи машини задавалася вручну за допомогою механічних перемикачів і гнучких кабелів з штекерами, що вставляються в потрібні роз'єми. Можна сказати, що на цій машині програми не записувалися, а нащёлківалісь і навтиківалісь. Система управління була настільки громіздка, і розтягнута, що оператор ЕОМ повинен був пересуватися уздовж робочої панелі на особливій візку.
Ще до закінчення будівництва ЕНІАК машиною зацікавився американський математик фон Нейман і відразу запропонував більш прогресивну конструкцію ЕОМ, в якій:
- в пам'яті ЕОМ зберігаються не тільки числа, а й сама програма;
- і те й інше зберігається в одному і тому ж вигляді, а саме у вигляді двійкових чисел.
Програма для ЕОМ фон Неймана записується на так званому машинному мові, тобто являє собою послідовність двійкових чисел, потім перфорується людиною на паперовій стрічці. Придумувати і записувати програму відразу на машинній мові незручно, тому фон Нейман запропонував на початковому етапі розробки програми використовувати більш наочну графічну форму запису - блок-схеми. Потім виникла ідея записувати програму на так званому мовою програміста, а переклад з мови програміста на машинну мову доручити самій ЕОМ.



Це цікаво!

Необхідність точних і швидких розрахунків дуже зросла під час Другої світової війни (1939-1945 р.р.). Для яких же розрахунків був потрібний військовим комп'ютер? Для вирішення завдань в області балістики - науки про траєкторію польоту снарядів до цілі. При вирішенні цих завдань враховуються і щільність повітря, і опір, яке відчуває снаряд, і тип снаряда і знаряддя, і навіть температура повітря. Однією з таких машин стала ЕОМ «Марк-1», виготовлена в 1944 році професором Гарвардського університету Айкен. Вона могла перемножити за 4 секунди два 23-розрядних числа і виконувала розрахунки, які вручну виконували 6 місяців, за 1 день.
Масові нальоти німецької авіації на Лондон і ін. Англійські міста і об'єкти поставили перед англійським командуванням завдання створення ефективної оборони, включаючи питання автоматичного управління повітряним боєм, розпізнавання об'єктів, що літають за допомогою радарних установок, управління зенітної стріляниною та ін. За рішення цих проблем взялися групи вчених США і Англії. Саме в кінці 40-х з'явилися потужні на той час ЕОМ, і обчислювальна техніка стала стрімко розвиватися.

Федір Шаляпін з надією і вірою в майбутнє своєї батьківщини про ті часи згадував: «Англієць - хитрун ... винайшов за машиною машину, а наш російський мужик ...». Надії Шаляпіна збулися. В СРСР в 1947 році під керівництвом С. А. Лебедєва були розгорнуті роботи по проекту першої радянської ЕОМ. У 1951 році була створена перша ЕОМ «МЕСМ» (мала електронна рахункова машина). З початку 50-х років в СРСР почався бурхливий розвиток ЕОМ. З'явилося кілька марок машин 1 покоління: «Урал-1», «Мінськ-1», «БЕСМ-1», «Стріла». Вони робили близько 2 - 10 тисяч операцій в секунду (оп. / Сек.). «БЕСМ-1» містила 7000 радіоламп і випромінювала стільки тепла, що були потрібні дуже потужні пристрої вентиляції та охолодження.

Електронно-обчислювальні машини 2 покоління

Конструкції ЕОМ безперервно вдосконалювалися. Виникнення другого покоління комп'ютерів пов'язане з винаходом в 1948 році напівпровідникових транзисторів. Транзисторні перемикачі замінили собою електронні лампи, колишні основними компонентами машин першого покоління. Настала ера стрімкого розвитку напівпровідникової промисловості. Транзистори виконували ту ж функцію, що і електронні лампи, але були меншими за розмірами, дешевше і працювали швидше і виділяли менше тепла. Схеми, виконані на транзисторах, компактні, що дозволило різко зменшити розміри комп'ютерів і спростити їх конструювання. Їх швидкодія зросла до 100 тис. Оп. / Сек. З 1960 року в США, а потім і в інших країнах стали до ладу і запустилися в серійне виробництво комп'ютери другого покоління. Вони отримали широке поширення в сфері управління, космічних технологій, у військовій сфері та в наукових дослідженнях. Представники машин Радянського Союзу: ЕОМ «Мир», «Наірі», «БЕСМ-3».


Електронно-обчислювальні машини 3 покоління

Ще один важливий успіх досягнутий в 1971 року, коли на одному шматочку кремнію (кристалі) вдалося розмістити мікросхему. Кристал менше і тонше контактної лінзи. Він споживає незначну кількість електроенергії. ЕОМ стали ще менше розмірами і значно дешевше. Їх швидкодія зросла до декількох млн. Оп. / Сек. Це ЕОМ 3 покоління. Представники машин Радянського Союзу: ЕОМ ЄС-1010, ЄС-1020, ЄС-1035, СМ-ЕОМ.



Електронно-обчислювальні машини 4 покоління

У 80-ті роки з'явилися ЕОМ 4 покоління. У них використовувалися біси - великі інтегральні схеми, в які полягають цілі пристрої, наприклад процесор. Це дозволило помістити під кришку клавіатури основні вузли комп'ютера. У Західній Європі біси отримали назву чіпів. На крихітних пластинках розміром не більше поштової марки створюються надзвичайно складні схеми. Це нове технологічне досягнення привело до створення мікрокомп'ютерів, які могли купити невеликі фірми і навіть окремі особи. Вони дозволяють збільшити швидкість обчислень до десятків млн. Оп. / Сек. Представники машин 4 покоління: ЕОМ ЄС-1060, ЕО-1065, «Корвет», «Ямаха», IBM, АМАТА ...

Це цікаво!

Підкорення космосу навіки пов'язано з Радянським Союзом - перший супутник, перший космонавт і перший космічний корабель, що досяг Місяця, були нашими. Але батьківщина комп'ютерів, особливо персональних, - США. Америка першою зробила ставку на інформатизацію свого суспільства, науки, виробництва та освіти, як на вирішальний фактор підйому своєї економіки і наукового потенціалу. І що гріха таїти - в багатьох галузях науки і техніки вона зайняла провідні позиції саме завдяки масовому застосуванню комп'ютерів. Вже давно люди цінують інформацію куди більше, ніж багато з доступних їм матеріальних благ і цінностей.
Перші типи вітчизняних настільних комп'ютерів були ненадійні, а за ціною доступні лише підприємствам. Тому їх охрестили «професійними». Розпочата перебудова призвела до масового завезення зарубіжних персональних комп'ютерів (ПК). Витримати з ними конкуренцію наша продукція такого профілю не змогла. Головні причини цього досить очевидні - низький рівень технології, високий рівень зарубіжних ПК і загальна економічна криза в Росії при переході до ринкової економіки. Поступово випуск практично всіх ПК нашого виробництва (за винятком найпростіших ПК класу ZX-SPECTRUM) припинився. Зате виник ряд фірм, що випускають на базі західних комплектуючих (нерідко просто готових вузлів) IBM - сумісних ПК, так званої «червоної» збірки.

Електронно-обчислювальні машини 5 покоління

У 90-х роках XX століття з'явилася можливість в зв'язку з впровадженням БІС розробляти комп'ютери, які не тільки розміщувалися на письмовому столі, але і в кишені піджака.
Успіхи мікроелектроніки дозволили зібрати всі компоненти комп'ютера (процесор, пам'ять і т.п.) на одній платі. Більш того, сьогодні створені комп'ютери на одному кристалі. Це створило принципово нову можливість створювати інтелектуальні комп'ютери на базі великого числа мікрокомп'ютерів і транспьютеров. У них реалізуються принципи паралельної обробки інформації, що забезпечують різке підвищення ефективності вирішення складних завдань інтелектуального характеру.
Уже створено ще один основний елемент комп'ютерів - оптичний аналог транзистора. З'явилися оптичні комп'ютери. У них передача інформації здійснюється не електричними струмами, а оптичними променями.
Ідея створення оптичних комп'ютерів інтенсивно розроблялася з 70-х років. Її реалізація досить приваблива, так як швидкодія таких машин буде майже в тисячу разів вище, ніж у звичайних електронних комп'ютерів. За оцінками фахівців, недалеко той час, коли буде створений оптичний комп'ютер з швидкодією в один трильйон операцій в секунду. Це пов'язано з тим, що час перемикання навіть самого швидкодіючого сучасного транзистора не менше часткою наносекунди (10 в -9 ступені сек.), А у оптичного транзистора (трансфазора) воно становить одну пікосекунду (10 в -12 ступеня сек.).
Однак не слід думати, що оптичні комп'ютери відразу прийдуть на зміну електронним. Зараз створюються різного роду гібридні комп'ютери, в яких поряд з електронними великими і надвеликими інтегральними схемами використовуються і оптичні елементи. Наприклад, для зв'язку між процесорами і комп'ютерами все ширше використовуються оптичні волокна. Вони дозволяють миттєво передавати колосальні обсяги інформації і знань, укладених в зображеннях.
Можливості ЕОМ все ростуть. Думка конструкторів переключилася на «думаючі машини». Вони докорінно відрізняються від машин попередніх поколінь. І перш за все тим, що їх структура відрізняється від тієї, яку запропонував фон Нейман. Вірніше, та структура зберігається лише у вигляді ядра, навколо якого виростають нові блоки. Машини п'ятого покоління виконані на надвеликих інтегральних схемах (НВІС). Відстань між елементами НВІС обчислюється мікронами. Вже існують машини з синтезаторами звуку, здатні в буквальному сенсі вести діалог.
Термін «комп'ютери 5 покоління» був в 1981 р задіяний в особливій японської національної програми. Згідно з японським проекту комп'ютери п'ятого покоління повинні були бути надпотужними інтелектуальними машинами, здатними вирішувати завдання, що були раніше доступними лише людині. До числа цих завдань відносяться автоматичне доведення математичних теорем, складні ігри (наприклад, шашки та шахи), переклад з однієї мови на іншу, дружній інтерфейс, тобто спілкування з людиною на його природною мовою, автономна осмислена переробка і створення текстів, автоматичне проектування складних систем, підтримка машинного програмування і створення систем автоматичного саме програмування, здатність до самонавчання, стереоскопічному кольоровому зору, слуху, що не поступається, як мінімум, людському, здатність розуміти людини в інтуїтивному сенсі слова, а також, що особливо важливо, приймати самостійні рішення в складних ситуаціях і створювати нові знання. До кінця 80-х років багато завдань, намічені в первісному японському проекті, виявилися близькими до задовільного рівня рішення. Однак, з огляду на запаморочливі темпи розвитку інформаційної технології, в цій області можна очікувати найнесподіваніших проривів найближчим часом. Відлік сучасного розвитку комп'ютерної революції ведеться вже не за допомогою годинний, а за допомогою хвилинної стрілки. Але, без сумніву, найрадикальніші зміни будуть, мабуть, пов'язані, зі створенням принципово нових машин пікового діапазону.


машини майбутнього

Можливо, скоро зможуть з'явитися комп'ютери фемтового діапазону (фемтосекунди: 10 в 15 ступені операцій в секунду). Це буде означати не тільки грандіозне збільшення обчислювальних потужностей, але і відкриє принципово нові, важко уявлені навіть в наш фантастичний століття можливості моделювання людського і навіть надлюдського розуму, якщо автономно діючі комп'ютери навчаться «уявляти» і зуміють придумати те, що зараз недоступно уяві і творчим можливостям людини.
Перехід до комп'ютерів з фемтовой швидкістю, створення біомолекулярних чіпів, а також використання фізичного ефекту Джозефсона, буде пов'язано, по-видимому, з цілою серією радикальних революційних змін, які дозволять говорити про комп'ютери абсолютно нових поколінь. Вже зараз за обсягом виконуваних логічних операцій на один кубічний грам речовини комп'ютери здатні конкурувати з мозком людини. Використання біомолекулярних чіпів, джозефсоновских переходів та інших інновацій дозволить створити мініатюрні агрегати, що перевершують людини в сотні разів за обсягом пам'яті, в мільйони разів і навіть мільярди раз по швидкості виконуваних інструкцій, з неймовірним різноманітністю функціональних структур і операцій, з мінімальним споживанням енергії і надійністю, гарантує гігантську тривалість безвідмовної і безперебійної роботи. Насувається на нас третя комп'ютерна революція, може бути, призведе до труднопредвідімим результатами, до створення комп'ютерів немислимих швидкостей і інтелектуальних комп'ютерів. Чи будуть ці комп'ютери перевершувати людський інтелект, чи стануть вони суперниками, друзями, ворогами, помічниками або панами людини, зараз важко сказати. Але безперечно одне: всі ці проблеми зі сфери науково-фантастичних романів переходять в область серйозних і прогностичних досліджень.

Можеш поповнити матеріал розділу актуальною інформацією ... Пиши на e-mail: [email protected]