Развитие архитектуры эвм кратко

Обновлено: 05.07.2024


В ходе эволюции компьютерных технологий были разработаны сотни разных компьютеров. Многие из них давно забыты, в то время как влияние других на современные идеи оказалось весьма значительным.

На данный момент можно выделить шесть этапов развития компьютеров:

1. Нулевое поколение-механические компьютеры

2. Первое поколение-электронные лампы

3. Второе поколение-транзисторы

4. Третье поколение-интегральные схемы

5. Четвертое поколение-сверхбольшие интегральные схемы

6. Пятое поколение-компьютеры небольшой мощности и невидимые компьютеры

Нулевое поколение-механические компьютеры (1642-1945)

В 1642 году французский ученый Блез Паскаль создает счетную машину. Это была механическая конструкция с шестеренками и ручным приводом, выполнявшая операции сложения и вычитания. Но спустя тридцать лет великий немецкий математик барон Готфрид Вильгельм фон Лейбниц построил другую механическую машину, которая в отличие от предыдущей могла исполнять операции сложения и деления. Можно сказать, Лейбниц три века назад создал подобие карманного калькулятора.

На замену счетной машины появилась аналитическая машина Бэббиджа, которая могла выполнять несколько алгоритмов и результат возвращать обратно в память.

Первое поколение-электронные лампы (1945-1955)

В 1946 году Д. фон Нейман, Г. Голдстайн и А. Беркс в своей совместной статье изложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. В последствие на основе этих принципов производились первые два поколения компьютеров. В более поздних поколениях происходили некоторые изменения, хотя принципы Неймана актуальны и сегодня.

Самым главным следствием этих принципов можно назвать то, что теперь программа уже не была постоянной частью машины (как например, у калькулятора). Программу стало возможно легко изменить. А вот аппаратура, конечно же, остается неизменной, и очень простой.

Для сравнения, программа компьютера ENIAC (где не было хранимой в памяти программы) определялась специальными перемычками на панели. Чтобы перепрограммировать машину (установить перемычки по-другому) мог потребоваться далеко не один день. И хотя программы для современных компьютеров могут писаться годы, однако они работают на миллионах компьютеров после несколько минутной установки на жесткий диск.

Второе поколение-транзисторы (1955-1965)

Тразистор был изобретен сотрудниками лаборатории Bell Laboratories Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли, за что в 1956 году они получили Нобелевскую премию в области физики. В течение десяти лет транзисторы произвели революцию в производстве компьютеров, и к концу 50-х годов компьютеры на электронных лампах стали пережитком прошлого. Выполняя те же функции, что и электронная лампа, транзистор вместе с тем имел значительно меньшие размеры и был свободен от недостатков, присущих лампам: у него не было хрупкого стеклянного корпуса и тонкой нити накаливания, он не перегревался и потреблял гораздо меньше электроэнергии.

Третье поколение-интегральные схемы (1965-1980)

Изобретение кремниевой интегральной схемы в 1958 году Джеком Килби и Робертом Нойсом позволило разместить на одной небольшой мискросхеме десятки транзисторов. Компьютеры на интегральных схемах были меньшего размера, работали быстрее и стоили дешевле, чем их предшественники на транзисторах.

Первая массовая серия машин на интегральных элементах стала выпускаться в 1964 году фирмой IBM. Эта серия, известная под названием IBM-360, оказала значительное влияние на развитие вычислительной техники второй половины 60-х годов. Она объединила целое семейство ЭВМ с широким диапазоном производительности, причем совместимых друг с другом. Последнее означало, что машины стало возможно связывать в комплексы, а также без всяких переделок переносить программы, написанные для одной ЭВМ, на любую другую из этой серии.

Еще одно нововведение в 360-многозадачность. В памяти компьютера могло находиться одновременно несколько программ, и пока одна программа ждала, когда закончится процесс ввода-вывода, другая исполнялась. В результате ресурсы процессора расходовались более рационально.

Четвертое поколение-сверхбольшие интегральные схемы (1980-?)

Появление сверхбольших интегральных схем (СБИС)в 80-х годах позволило размещать на одной плате сначала десятки тысяч, затем сотни тысяч и, наконец миллионы транзисторов. Это привело к созданию компьютеров меньшего размера более быстродействующих. Ранее компьютеры были настолько большие и дорогостоящие, что компаниям и университетам приходилось иметь специальные отделы (вычислительные центры). К 80-м годам цены упали так сильно, что возможность приобретать компьютеры появилась не только у организаций, но и у отдельных людей. Началась эра персональных компьютеров.

Персональные компьютеры требовались совсем для других целей, чем их предшественники. Они применялись для обработки слов, электронных таблиц, а также для исполнения приложений с высоким уровнем интерактивности (например, игр), для которых большие компьютеры не подходили.

Пятое поколение-компьютеры небольшой мощности и невидимые компьютеры

Тем не менее, то, что можно назвать пятым поколением компьютеров, все же материализовалось, но в весьма в неожиданном виде-компьютеры начали стремительно уменьшаться. В 1989 году фирма Grid Systems выпустила первый планшетный компьютер, который назывался Grid Pad. Он был оснащен небольшим экраном, на котором пользователь мог писать специальным пером. Такие системы, как Grid Pad , продемонстрировали, что компьютер не обязан стоять на столе или в серверной-пользователь может носить его с собой, а с сенсорным экраном и распознание рукописного текста он становится еще удобнее.

Итак, к первому поколению причисляются компьютеры на электронных лампах, ко второму-транзисторные машины ( IBM 7094 ), к третьему - первые компьютеры на интегральных схемах ( IBM 360) , к четвертому - персональные компьютеры. Что же касается пятого поколения, то оно больше связано не с конкретной архитектурой, а со сменой модели. Компьютеры будущего будут встраиваться во все мыслимые и немыслимые устройства и за счет этого действительно станут невидимыми.

Список использованной литературы:

Читайте также: