Классификация компьютеров
История знает большое разнообразие вычислительных устройств и машин: механических, гидравлических, пневматических, электромеханических, электронных, из которых наибольшее распространение получили последние. Причем, самими популярными из них стали электронные цифровые вычислительные машины (ЭЦВМ). Это объясняется тем, что они обладают сравнительно высокой надежностью и быстродействием. Базовым элементом таких машин является двухпозиционный элемент. Он характерен тем, что может находиться в одном из двух состояний. Условились одно состояние обозначать как состояние «0», а другое как состояние «1». Примером такого элемента может быть контакт обыкновенного выключателя. Он может быть или разомкнут, например, состояние «0», или замкнут – состояние «1». Конечно же, в компьютерах в качестве двухпозиционного элемента используется не механический контакт, а специальное электронное устройство называемое т р и г г е р о м, на выходе которого может или присутствовать электрический сигнал – состояние «1», или отсутствовать – состояние «0». Если говорить о классификации вычислительных машин, то целесообразно вести речь об электронных вычислительных машинах, как наиболее распространенных.
|
|
История их развития знает пять поколений. Справедливости ради следует отметить, что создание пятого поколения машин еще не завершено.
К первому поколению относят машины, построенные на электронных лампах. Они использовались в пятидесятых годах ХХ века. Примерами таких машин были американские машины UNIVAC, IBM-701, IBM-704, а также советские машины БЭСМ и М-20. Быстродействие таких машин составляло 5-30 тысяч арифметических операций в секунду. Эти машины стоили очень дорого, занимали огромные площади, были недостаточно надежны и рассчитаны на хранение данных небольшого объема.
Ко второму поколению относят машины, построенные на полупроводниковых элементах. Период их применения – конец пятидесятых годов до середины шестидесятых. Скорость обработки данных этими машинами возросла до одного миллиона операций в секунду. Стоимость и размеры таких машин существенно уменьшились, выросли надежность и объем хранимой информации. Типичными представителями машин этого поколения можно назвать американские машины PDP-8, IBM-7094, CDC-6600, английские ATLAS, советские – БСЭМ-4, М-220, МИНСК-32, БСЭМ-6.
К третьему поколению относят машины, выполненные на интегральных схемах (ИС). Интегральная схема представляет собой миниатюрное устройство, содержащее в себе достаточно большую совокупность различных полупроводниковых элементов (транзисторы, конденсаторы, резисторы и др.), образующих какой-либо законченный функциональный элемент. Участок такой схемы порядка одного квадратного миллиметра по своим функциональным возможностям эквивалентен сотням и тысячам транзиторных элементов. Это поколение машин имело распространение с середины шестидесятых годов до начала семидесятых. С переходом на интегральные схемы машины начали выпускаться семействами. Машины, входящие в семейство, имели одинаковую логическую структуру, одни и те же способы работы с информацией, но различные стоимости, быстродействие и объемы хранимой информации. Большое распространение получили машины семейства IBM/360. Популярность таких машин в мире была столь велика, что их начали повсеместно копировать, создавая аналоги. Причем программы, подготовленные для выполнения на IBM, с успехом использовались и на их аналогах. Такие модели машин принято называть программно - совместимыми. В нашей стране такой программно-совместимой с семейством IBM/360 была серия машин ЕС ЭВМ, в которую входило около двух десятков различных по мощности машин. В этих машинах появились терминалы, представленные клавиатурой и дисплеем. В качестве носителей исходной информации еще использовались перфокарты и перфоленты, хотя уже начали появляться магнитные диски и магнитные ленты. Объем хранимой информации заметно увеличился, а быстродействие возросло до нескольких миллионов операций в секунду.
|
|
К четвертому поколению относят машины, созданные на базе больших интегральных схем (БИС). Если интегральные схемы эквивалентны тысячам транзисторных элементов, то большие интегральные схемы эквивалентны десяткам и даже сотням тысяч таких элементов. На фоне такого перехода произошло разделение единого потока машин на две ветви.
Одна ветвь продолжала наращивать мощность и надежность и шла по пути создания больших машин коллективного пользования. К ним следует отнести семейство машин IBM/370 и модель IBM 196, скорость которой достигла 15 миллионов операций в секунду. К этому поколению отечественных машин относится «Эльбрус». Разработка таких мощных машин позволило перейти к созданию компьютерных сетей, что позволило впоследствии создавать глобальные и всемирные компьютерные сети.
Вторая ветвь пошла по пути миниатюризации и персонификации средств обработки данных, то есть по пути создания персональных малогабаритных ЭВМ как их сейчас принято сейчас называть компьютерами. Своим рождением этонаправление обязано появлению в 1971 году первого микропроцессора Intel 4004. Габариты компьютеров позволили создавать индивидуальные рабочие места. Стоимость их стала значительно меньше стоимости машин коллективного пользования, что открыло широкий к ним доступ и значительное распространение. Объем хранимой информации возрос до десятков и сотней Гигабайт, а быстродействие до миллиардов операций в секунду.
К пятому поколению машин, разработка которых еще не завершена, относят машины с логическим программированием. Отличие таких машин от машин предыдущих поколений состоит в том, что они не требуют разработки программ вычисления. То есть программирование как таковое становится излишним. Для машин с логическим программированием достаточно сформулировать задачу, то есть представить исходные данные и определить цель. В дальнейшем компьютер сам должен выбрать способ решения, составить подробный план действий для достижения поставленной цели. При разработке машин этого поколения планируется обеспечить возможность общения пользователя с машиной на уровне естественного языка. Решить весь комплекс поставленных задач пока не удается, хотя уже имеются впечатляющие результаты. Основные трудности в достижении поставленной цели носят финансовый и технический характер.