Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
Современные же суперкомпьютеры применяются для моделирования сложных физических и биологических процессов. К примеру, с целью моделирования ядерных реакций или климатических изменений. Некоторые из проектов проводятся при помощи распределённых вычислений, когда большое число сравнительно слабых компьютеров одновременно работает над небольшими частями общей задачи, формируя, таким образом, очень мощный компьютер.
Самым наиболее сложным и слаборазвитым применением компьютеров является искусственный интеллект (и.и.) - применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма.
5.Этап электронно-вычислительных машин
I поколение ЭВМ
Точкой отсчета эпохи электронно-вычислительных машин считается 1946 год, в котором началось опытное эксплуатирование первых образцов этих машин. Известны сведения об первой из них: она обладала массой- 30 тонн, имела 18 тысяч электронных ламп, потребляла 150 кВт мощности (которой могло хватить на небольшой завод), объемом памяти- 20 десятиразрядных десятичных чисел, период исполнения действий: сложения-0,0002 секунды и умножения-0,0028 секунды. Для ввода числа в ЭВМ требовалась перфокарта и набор на переключателе, программу же задавали, соединяя гнезда в специальных наборных полях. Эта была гигантская ЭВМ, но ее производительность была очень низкая. Ламповая электронно-вычислительная машина обладала крупными размерами, имела большую массу, употребляла большое количество энергии и стоила очень дорого, что уменьшало круг пользователей, а в свою очередь и объем производства данных машин. В основном этими ЭВМ пользовались ученые, которые решали более важные научные задачи в области развития ядерной энергетики, авиации, ракетостроении и т.д. Низкая производительность и надежность ламповых машин препятствовала увеличению числа решаемых задач, ограничение в ресурсах, весьма трудная подготовка процесса, ввод и отладка программы, написанная на машинном языке. Увеличения быстродействия ЭВМ происходило из-за повышения её памяти и усовершенствования архитектуры: использовались двоичные коды, расположенные в растущей памяти ЭВМ, что привело к упрощению структуры процессора и повышению обрабатыванию данных. Что бы ускорить процесс программной подготовки были созданы первые языки программирования (язык кодировки и автокод).
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название “транзистор”.
II поколение ЭВМ.
Появление ЭВМ, которые были построены на транзисторах, стали иметь меньшие габариты, потреблять меньше энергии, стоить дешевле и иметь меньшую массу. Так же повысилась их производительность и надежность, что привело к расширению круга пользователей. Стали создаваться алгоритмические языки для расчетов: инженерно-технический (Фортран и Алгол), экономический (Кобол). Но и на этом этапе развития, приоритетной задачей в программировании являлась экономия машинных ресурсов (память и время). Для решения этих задач были созданы ОС- операционные системы (служебные программы, которые обеспечивали распределение ресурсов ЭВМ для исполнения пользовательских задач). Первые ОС - просто автоматизировали работу оператора ЭВМ (ввод текста программы в машину, ввод исходных данных, вызов нужного транслятора, вызов библиотечных подпрограмм, вызов компоновщика) и т.д. Теперь же в ЭВМ вводились не только программа и данные но еще и инструкция, в которой были перечислены этапы обработки, сведение о программе и ее авторе (с которого брали деньги за обработку данных). Вскоре в ЭВМ стали вводить пакет заданий. ОС стала распределять ресурсы ЭВМ между этими заданиями, что привело к появлению мультипрограммного режима обработки данных (пока вводились данные одной задачи, производились расчеты для другой задачи, а в память вводятся данные для третьей).
III поколение ЭВМ.
На третьем этапе разработки ЭВМ было, увеличение надежности и быстродействия полупроводниковых схем, уменьшение их размеров, потребление мощности и стоимости. Этого удалось добиться за счет технологии производства интегральных схем. Которые состояли из электронных элементов в прямоугольной пластине кремния с длиной не больше 1 см. Эта пластина (кристалл), была размещена в пластмассовом корпусе, размеры которого определялись числом “ножек” (вход и выход электронной схемы, сделанной на кристалле). Что позволило повысить производительность ЭВМ и снизить их стоимость. Так же были созданы (мини – ЭВМ), которые были малогабаритные, простые, надежные и дешевые. Мини-ЭВМ были предназначены для замены устройств управления в контуре, каким – либо объектом, системе сбора и обработки данных и т.д. Появление мини-ЭВМ способствовало значительно сократить сроки разработки контроллеров. Вместо разработки и создание сложной электронной схемы, можно было купить готовый “полуфабрикат” контролера, который можно было запрограммировать на выполнение требуемых функций. Правда такое устройство обладало функциональной избыточностью (контролеру могла не потребоваться часть памяти, быстродействие и т.д.). Но низкая цена, хорошее программное обеспечение мини-ЭВМ давала экономическую эффективность программируемого контроллера. Вскоре на мини-ЭВМ стали решать вычислительные задачи больших - ЭВМ. Маленькие габариты, низкая цена, простота обслуживания мини-ЭВМ, позволяли снабдить этими машинами небольшие коллективы исследователей, обучающихся, экспериментаторов и разработчиков. В 1971 году американская компания INTEL создала микропроцессор, что стало прогрессом в электронике. Это позволило создать микро-ЭВМ.
IV поколения ЭВМ
Развитие электроники привело к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле могло разместиться несколько десятков тысяч электрических элементов. Это способствовало развитию еще более дешевых ЭВМ, которые имели больше памяти и меньший цикл выполнение команды. Но затраты на программирование не сокращались и на первый план вышла задача человеческих, а не машинных ресурсов. Стали разрабатываться все более новые операционные системы, которые позволяли программистам отлаживать свои программы за дисплеем ЭВМ (в режиме диалога), что ускоряло разработку программ и работу пользователя ЭВМ. В 1971 году была создана первая БИС, в которой размещался полностью процессор ЭВМ простой архитектуры. Стала возможность разместить на одном кристалле всех несложных по архитектуре ЭВМ электронных устройств, т.е. выпуск простых недорогих ЭВМ. Появились карманные клавишные ЭВМ, программы для стиральных машин, подача топлива в двигатель автомобиля, движения электронной игрушки. В 70-х годах были разработаны и универсальные вычислительные системы, которые состояли из: памяти, устройств ввода-вывода, процессора и тактового генератора размещенных в одной БИС (однокристальная ) и (одноплатная)- на одной печатной плате.
V поколения ЭВМ
Усовершенствование технологических процессов БИС позволяло производить недорогие электрические схемы, которые содержали сотни тысяч компонентов в кристалле схемы колоссального уровня интеграции (СБИС). Стала вероятность создать настольное устройство с габаритами общественного телевизора, в котором располагались: (микрокомпьютер, клавишная панель, дисплей, гибкий диск), а также стала возможность создать схемы с компактным устройством для печати (пишущая электрическая машинка), аппаратурой для измерения, другими ЭВМ и т.д. Благодаря операционной системе, которая обеспечивала простоту общения с ЭВМ, её библиотеке с большим количеством прикладных программ по разным отраслям деятельности человека, небольшой цены, стала принадлежностью во всех сферах работы (педагога, доктора, детей и т.д.). Помимо функции помощника в решении простых задач для расчетов, компьютер (ПК) способен осуществлять работу индивидуального секретаря. Оказать помощь в составлении индивидуальной картотеки, также ведении рабочей тетради; формировать, сохранять (магнитная лента). Делать редактирование и размножение разных текстов (бумаги, заметки, лекции, книги); получать разнообразные сведения из библиотек, а также архивов и т.д. Персональный компьютер можно применять для обучения ребенка (учебные курсы), для развлечения (познавательные игры) и в большинстве других приложений. В более обширном использовании микрокомпьютеры используются в автоматизации разных производств (ГАП) и академических изучениях (АСНИ). Тут используются не только ПК, но и встроенные в аппаратуру микроконтроллеры и микрокомпьютеры. Имеется также большое число других дополнений микрокомпьютера. Создается огромное количество вычислительных средств, для построения интеллектуальных устройств и систем: в 1985 году он оценивался на уровне 200 миллионов микропроцессоров и 10 миллионов ПК в год от объема мирового производства. Для их обслуживания, встраивания в аппаратуру и программирования требуется большое количество специалистов, которых нужно подготавливать не только в рамках одной специальности. По этой причине программирование стало перекладываться на плечи непрофессиональных программистов- специалистов, которые получили первоначальные умения программирования в вузах, техникумах, курсах для повышения квалификации, изучив только небольшой объём по этой дисциплине. Они же должны еще и уметь проводить работы по встраиванию микрокомпьютеров в разработанную ими технику. Таким образом, множество людей изучает микрокомпьютер, его языки в том или ином объеме.
Заключение
Для свободного владения в информационных потоках современный специалист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию с помощью компьютеров, телекоммуникаций и других средств информации связи.
С помощью изучения истории развития средств вычислительной техники можно узнать все строение и значение ЭВМ в жизни человечества. Это поможет лучше в них разобраться и с легкостью принимать нововведения, ведь не надо забывать о том, что компьютерные технологии не стоят на месте, а постоянно развиваются. И если мы не знаем строение старых машин, которые были изобретены много лет назад, нам будет трудно понять устройство современных машин.
В данной работе мы увидели, с чего начинается развитие вычислительной техники, и какую роль компьютеры играют для нас в настоящее время.
Список используемой литературы
1.Спаский И.Г. Происхождение и история русских счетов Ист.-мат. исследования. - 1952. - Вып.5. - С.269-420.
2.Талалай А.А. Новейшие таблицы для быстрого вычисления. - СПб. - 1903. - 32 стр.
3.Топчеев Ю.И. История создания цифровых механических и электромеханических вычислительных машин. История науки и техники. - 2002. - N 2. - С.48-58.
4.Апокин И.А. История вычислительной техники: от простейших счет, приспособлений до сложных релейных систем Апокин И.А., Майстров Л.Е. - М.: Наука, 1990. - 262 стр.
5.Малиновский Б.Н. История вычислительной техники в лицах. Киев. 1995.
6.Апокин И. А., Майстров Л. Е. Развитие вычислительных машин. М., Наука, 1974.
7.Апокин И.А. Развитие вычислительной техники и систем на ее основе. Новости искусственного интеллекта, 1994 - № 1.
8.Апокин И.А. Развитие вычислительных машин. - М.: Наука, 1974. - 399 стр.
9.Апокин И.А. Чарльз Бэбидж (1791-1871) Апокин И.А., Мастров Л.Е., Эдлин И.С. - М.: Наука, 1971. - 128 стр.
10.Балашов Е.П. Эволюция вычислительных систем Балашов Е.П., Частиков А.П. - М.: Знание, 1981. - 64 стр. - Новое в жизни, науке, технике. Сер. Радиоэлектроника и связь; N 3.
11.Балашов Е.П. Эволюция мини - и микроЭВМ. Малые вычислительные машины / Балашов Е.П., Частиков А.П. - М.: Знание, 1983. - 63 стр. – Новое в жизни, науке, технике. Сер. Радиоэлектроника и связь; N 2.
12.Беспамятных Н.Д. К истории счетных инструментов в России в XIX в. Учен. зап. Карел. пед. ин-та. - Петрозаводск,1963. - Т.14. - С.70-74.
13.Беспамятных Н.Д. Основные этапы развития счетной логарифмической линейки. Труды II респ. конф. матеметиков Белоруссии. - Минск: Изд-во Белорус. ун-та, 1969. - С.341-344.
14.Бооль фон В.Г. Приборы и машины для механического воспроизводства арифметических действий. - 1896. - 244 стр.
15. Могилёв А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. «Практикум по информатике». - 2-е изд., стер. - М.: 2005. - 608 стр.