Цифровые вычислительные машины сообщение
Обновлено: 02.07.2024
ВЫЧИСЛИ́ТЕЛЬНАЯ МАШИ́НА, устройство или комплекс устройств, предназначенных для механизации и автоматизации процесса обработки информации (вычислений). По способу представления обрабатываемой информации В. м. делят на машины непрерывного действия – аналоговые В. м. (АВМ) и машины дискретного действия – цифровые В. м. (ЦВМ). В АВМ информация представлена в виде непрерывно изменяющихся переменных, выраженных физич. величинами (угол поворота вала, сила электрич. тока, напряжение и т. п.). С распространением электронных В. м. (ЭВМ) роль аналоговых машины постепенно уменьшалась (см. Аналоговая вычислительная машина). В ЦВМ информация представлена в виде набора дискретных значений (чисел) к.-л. физич. величины. Решение задачи в ЦВМ сводится к последовательному выполнению операций над числами, которые представлены совокупностью элементов, каждый из которых может принимать ряд устойчивых состояний, соответствующих определённой цифре числа (число этих состояний определяется системой счисления, которая принята в данной ЦВМ). По применяемой элементной базе ЦВМ делят на домеханические, механические, электромеханические (релейные), электронные.
(ЦВМ) - вычислительная машина, осуществляющая обработку информации, представленной в цифровой форме. Числа в ЦВМ выражаются комбинацией (кодом) дискретных значений к.-л. физ. величины, например последовательностью электрич. импульсов. Для представления чисел обычно используется двоичная система счисления, в к-рой для обозначения любого числа достаточно двух цифр: "0" и "1". Предпочтительное использование двоичной системы счисления обусловлено тем, что в подавляющем большинстве ЦВМ операции над числами выполняются при помощи электронных логических элементов, имеющих два устойчивых состояния (одно из них принимается за 40", другое - за "1"). Единицей информации, с к-рой оперирует ЦВМ, является машинное слово (команда, число или группа буквенно-цифровых знаков); число двоичных разрядов, отводимых под машинное слово, наз. длиной слова. В большинстве ЦВМ длина машинного слова измеряется байтами. Решение задачи на ЦВМ заключается в последовательном выполнении арифметич. операций над числами, соответствующими исходным данным. Осн. операция в ЦВМ - сложение, к к-рой могут быть сведены все др. арифметич. операции. Способность электронных ЦВМ помимо арифметич. операций выполнять ещё " логические привела к тому, что возможности ЦВМ вышли далеко за пределы их прямого назначения (арифметич. вычисления), и ЦВМ стали универсальными преобразователями дискретной информации. ЦВМ, выполненные на электронных приборах и устройствах, наз. электронными ЦВМ, или просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ). См. рис.
Структурная схема цифровой вычислительной машины: ЗУ - запоминающее устройство; АУ - арифметическое устройство; УУ - устройство управления; ПУ - пульт управления
Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .
Смотреть что такое "ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА" в других словарях:
цифровая вычислительная машина — цифровая вычислительная машина; цифровая машина; отрасл. вычислительная машина дискретного действия Вычислительная машина, производящая операции над цифровыми кодами … Политехнический терминологический толковый словарь
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА — (ЦВМ) устройство для переработки информации, представленной в (см.). В ЦВМ используются дискретный способ представления величин и программный принцип управления её работой при решении различных задач. ЦВМ состоит из нескольких устройств:… … Большая политехническая энциклопедия
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА — (ЦВМ) термин, употреблявшийся в 40 60 х гг. 20 в. применительно к вычислительным устройствам (главным образом электронным) для автоматической обработки данных, представленных с помощью цифр и (или) специальных символов. С кон. 60 х гг.… … Большой Энциклопедический словарь
цифровая вычислительная машина — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN digital computerDC … Справочник технического переводчика
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА — 5.4.1. ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Вычислительная машина Часть цифровой вычислительной системы, представляющая ее технические средства, имеющая в своем составе одну центральную часть и предназначенная для обработки данных под управлением… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
цифровая вычислительная машина — skaitmeninė skaičiavimo mašina statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. digital computer vok. Digitalrechner, m rus. ЦВМ; цифровая вычислительная машина, f pranc. ordinateur digital, m; ordinateur numéral, m; ordinateur numérique, m … Automatikos terminų žodynas
Цифровая вычислительная машина — (ЦВМ) Вычислительная машина, преобразующая величины, представленные в виде набора цифр (чисел). Простейшие преобразования чисел, известные с древнейших времён, это арифметические действия (сложение и вычитание). Но арифметические операции … Большая советская энциклопедия
цифровая вычислительная машина — (ЦВМ), вычислительная машина, преобразующая величины, представленные в виде набора цифр (чисел). Простейшие вычисления, известные с древнейших времён, – это сложение и вычитание. Для выполнения этих вычислений служили абаки и счёты. Эти… … Энциклопедия техники
цифровая вычислительная машина — (ЦВМ), термин, употреблявшийся в 40 60 х гг. XX в. применительно к вычислительным устройствам (главным образом электронным) для автоматической обработки данных, представленных в виде кода, состоящего из цифр и (или) специальных символов. С конца… … Энциклопедический словарь
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА — (ЦВМ), термин, употреблявшийся в 40 60 х гг. 20 в. применительно к вычислит. устройствам (гл. обр. электронным) для автоматич. обработки данных, представленных в виде кода, состоящего из цифр и (или) елец, символов. С кон. 60 х гг.… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Сулейманов Наиль Тимерзянович
Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Сулейманов Наиль Тимерзянович
Применение многовременных радарных и оптических космических изображений для обнаружения следов катастрофических водных потоков междуречья Бия-Катунь
THE HISTORY OF THE EMERGENCE AND DEVELOPMENT OF DIGITAL COMPUTERS AND PERSONAL COMPUTERS
The historical stages of the emergence and development of computing machines is devoted to the fundamental book of J. G. S. Murphy "How electronic digital machines work and work" (Publishing house "Mir", Moscow, 1965), which notes that everyone who wants to buy a particular machine, he needs to learn the concepts of computer technology. The article analyzes the basic concepts of modern computer tools.
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН (ЦВМ) И ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
THE HISTORY OF THE EMERGENCE AND DEVELOPMENT OF DIGITAL COMPUTERS AND PERSONAL COMPUTERS
Ключевые слова: цифровые вычислительные машины; система счисления цифровых машин; персональный компьютер.
Abstract. The historical stages of the emergence and development of computing machines is devoted to the fundamental book of J. G. S. Murphy "How electronic digital machines work and work" (Publishing house "Mir", Moscow, 1965), which notes that everyone who wants to buy a particular machine, he needs to learn the concepts of computer technology. The article analyzes the basic concepts of modern computer tools.
Key words: digital computers; number system of digital machines; personal computer.
В предисловии к данной книге Дж. С. Мэрфи отмечает - из опыта работы в области вычислительной техники известно, что каждый, кто хочет приобрести начальные сведения о вычислительных машинах или расширить свои познания в этой области, независимо от того, какую конкретную машину он изучает, необходимо прежде всего научиться мыслить понятиями вычислительной техники, т.е. освоиться с основными понятиями, терминологией и конструктивными элементами ЦВМ, необходимо усвоить принципы работы памяти машины, ее системы управления, системы синхронизации, ознакомиться с ее арифметикой и программированием.
История развития современных вычислительных машин
История развития современных вычислительных машин начинается с истории механического арифмометра - механических счетных приборов. Многие знаменитые
математики того времени (Паскаль, Лейбниц,Непер), создавали механические счетные устройства. Особенно интересна машина Паскаля, так как некоторые ее основные принципы и механизмы до сих пор используются в современных арифмометрах.
Первые механические устройства:
1. Палочка Непера - Джон Непер (1614 г.);
2. Арифмометр - Блэз Паскаль (1642 г.);
3. Счетная машина - Готфрид Лейбниц (1672 г.).
Тремя колесами с десятью зубцами представлено число 627. Это позволило механическому арифмометру выполнять простейшие арифметические операции, путем прибавления вычисления чисел, например, если прибавить к числу 627 число 111, повернуть каждое колесо в право на один зубец, тогда против окошек встанут соответственно цифры 7, 3 и 8, образуя сумму чисел 627 и 111, т.е. число 738.
Операции переноса вычислителем производятся вручную на счетах, и он манипулирует костяшками переноса. В механической настольной счетной машине для подачи каждой команды оператор нажимает клавишу.
В автоматических и без подвижных частях - в электронной цифровой машине выполняется вся программа вычислений без остановок.
К сожалению, изобретение Паскаля не нашло применения на практике. Та же участь постигла и другие суммирующие машины, которые периодически создавались в течение двух последующих столетий, не потому что плохи были заложенные в них идеи, а потому, что техника того времени была слишком несовершенной. Механизация счета отсутствовала до 1885 года, когда Вильям Сьюард Берроуз изготовил первую суммирующую машину, которая вызвала спрос на рынке для коммерческих расчетов. Эти первые вычислительные машины могли выполнять сложение и вычитание, но не могли автоматически производить такие операции, как умножение и деление.
Арифметика и управление. Разработка клавишных счетных машин не потребовала создания нового механизма умножения, для этой цели был использован старый суммирующий механизм, достаточно было разработать устройство управления вычислителем, которое обеспечивало бы многократное последовательное срабатывание сумматора по заданной программе. Основными узлами клавишной счетной машины являются арифметическое устройство и устройство управления. Арифметическое числа,
устройство управления указывает арифметическому устройству, как и когда их обрабатывать.
Рисунок 1 - Механизмы Баббэджа
Бэббидж предложил машину с использованием десятичных счетных колес, позволяющую производить одно сложение в секунду. Она должна была быть автоматизирована и работать без вмешательства оператора. Чтобы получить требуемую скорость, необходимо было ускорить не только производство арифметических операций, но и ввод данных, т.е. функции рабочего стола (являющегося накопителем первичных данных), так и функции оператора (ввода этих данных). Данные должны храниться в таком виде, чтобы их можно было по мере надобности быстро механически вводить в машину.
После первой мировой войны потребность в вычислительных машинах стала быстро возрастать, число расчетных операций в деловом мире неуклонно увеличивалось, что вызывало необходимость постоянного усовершенствования технических средств, для выполнения расчетов и обработки данных, что обеспечило и новые средства и устройства для создания более совершенных вычислительных машин. Первым устройством, которое стало работать в счетной машине, было реле, которое уже широко применялось в системе управления и коммутации телефонных станций. Тем самым для выполнения функций управления в счетной машине реле оказалось необходимым. Однако, с дальнейшим развитием вычислительной техники возникли трудности, так как реле имеет только два положения, тогда как для представления цифр от 0 до 9 необходимо десять различных положений. Решение данной проблемы способствовало применению в релейных счетных машинах 10-позиционных скоростных шаговых искателей, таких как от равнозначных 10-позиционных реле. В результате получается электромеханическое счетное колесо. Оно подобно механическому счетному колесу, которое работает от электромеханического импульса и дает на выходе электрический сигнал.
Так как реле обладает относительно большой скоростью работы, релейные счетные машины стали автоматическими, в которых были реализованы многие принципы управления, впервые в мире сформированные Бэббиджем. Несколько позже, чем реле, в начале 40-х годов, появилась электроника. Если реле срабатывает приблизительно за одну сотую долю секунды, то для оценки же времени срабатывания электронных элементов применяются миллионные доли секунды, или микросекунды.
Первая действующая электронная машина могла выполнить 50 сложений за время срабатывания одного реле. Те же самые Импульсы, которые применяются в Радиолокации и Телевидении используются для представления чисел в Электронных счетных машинах. Для электронных счетных машин существуют проблемы, а именно при быстром изменении напряжения в электронной схеме за малую долю микросекунды бывает сложно, что приходиться делать в электронной машине, где числа представлены электрическими импульсами - явление инерции электронов. Решению проблемы способствовало создание электронной схемы - Тригера, по своим свойствам аналогичным реле, которые первично исполнялись на электронных лампах, в последующем на полупроводниковых диодах (Транзисторах).
Триггеры, так же как и реле имеют два состояния, а именно он может быть в одном устойчивом состоянии или в другом, но никогда не может быть в промежуточном. Наилучшим решением казалось поставить десять триггеров так, чтобы каждый представлял одну из цифр от 0 до 9, что так и делалось в первых электронных вычислительных машинах.
СХЕМА РАБОТЫ ЦИФРОВОЙ МАШИНЫ
Би^ч | ^prAtllinffcU |i(b C1BJN Ml^JI'Hju
Рисунок 2 - Блок схема работы цифровой машины
Устройство управления объединяет все узлы машины, заставляя их работать как единое целое, полностью автоматически.
Системы счисления цифровых машин
При создании первых цифровых машин многие принципы были заимствованы из области механических счетных машин. Устройство для представления чисел в машинах ЭНИАК фактически являлось электронным вариантом десятичного счетного колеса.
зубцами, электрически - шаговый искатель с 10 позициями, электронно - кольцевой счетчик с 10 триггерами.
В машине ЭНИАК использовалось десять триггеров, но изготовление такого счетчика было неэкономичным, так в кольцевом счетчике из десяти триггеров только один из них был во взведенном состоянии, остальные девять были сброшены. Это заставило применять другие десятичные коды. Одним из первых десятичных кодов, который был применен в вычислительных машинах, был двоично-пятеричный код, состоящий из двух частей -двоичной и пятеричной. Но данная конструкция вычислительных машин была громоздкой и не универсальной. Простейшая система счисления получается, если за основание принять число два, т.е. двоичная система, где только две цифры - 0 и 1.
Элементы цифровой техники, используемые для представления двоичных чисел, показаны на рис. _
Рг - Г ■1 v К DP* (Яч атр
Рисунок 3 - Элементы цифровой техники
Анатомия персонального компьютера
История персонального компьютера начинается с августа 1981 года, когда фирма 1ВМ (International Machines Согрогайоп),бросив вызов конкурентам, выпустила первый в мире ПК, которая произвела в мире настоящую информационную революцию. Однако, нельзя считать, чтобы эта модель 1ВМ РС - была первым микропроцессором персонального пользования, уже существовали Tandy TRS-80 фирмы Tandy Corporation, Apple II фирмы Apple Computers и другие. Но все они имели значительные недостатки ограничивающие распространение ПК в среде неподготовленных потребителей, т. е. отвечали интересам узкого круга любителей и профессионалов [3].
ПК 1ВМ оказался именно тем, чего с нетерпением ожидал рынок, гибкий легко адаптируемой системой, способной использовать разнообразно аппаратные и программные дополнения других производителей. Если рассмотреть по отдельности каждый из компонентов ПК 1ВМ, его разработчики не предложили ничего нового: они лишь использовали готовый микропроцессор фирмы Intel, готовые дисководы фирм Tandon, готовые мониторы и т.п. Единственным передовым шагом стало введение в конструкцию системной платы ПК 1ВМ разъемов расширения для подключения дополнительных устройств непосредственно к шине. Этим было достигнуто главное преимущество, заключающееся в разработке важнейшего принципа построения системы ПК - открытой архитектуры [4].
До появления ПК 1ВМ все известные модели имели закрытую архитектуру это означало, что аппаратные средства компьютера оставались для конечного пользователя вещью в себе: любая их модификация требовало достаточно высокой специальной квалификации в области электроники. Тем самым фирма 1ВМ произвело в этой области настоящий революционный переворот, т.к. еще до появления ее первого ПК 1ВМ была фирмой - производителем больших вычислительных систем и мини - ЭВМ, тем самым 1ВМ просто перенесла модульный принцип их построения в структуру ПК. Именно через короткий срок после своего рождения 1ВМ РС (1ВМ Personal Computer - ПК 1ВМ) началось лавинообразное нарастание производства ПК, совместимых с оригинальной моделью:
1.Первая модель ПК 1ВМ - 1ВМ РS (1ВМ Personal Computer) использовала микропроцессор Intel 8088 и имела 64 Кб оперативной памяти, магнитофон для загрузки, сохранения программ и данных, дисковод и встроенную версию языка BASIC, которая затем была усовершенствована.
3. ГОМ PS/АТ. Постоянный партнер ЮМ - фирма Intel освоила выпуск новой серии процессоров Intel 80286, появилась и новая модель ПК ЮМ с названием ЮМ РС/АТ (Personal Computer/Advanced Technology) - ПК усовершенствованной технологии тем самым у нового микропроцессора производительность системы возрасла более чем вдвое. Она была укомплектована дисководами гибких дисков нового типа (с утроенным объемом хранимой информации) жестким диском от 40 МБ и выше. Шина ПК расширена до 16 бит.
но на базе новой архитектуры. Затем ЮМ начала использовать микропроцессор 80386 и даже Intel 80486.
5. ПК 386. Новая модель ПК на базе очередного поколения микропроцессора Intel 80386 (ПК 386) была впервые разработана уже не ЮМ, а фирмой Compaq. Этот ПК мог работать в реально многопользовательском режиме. С некоторым запозданием ЮМ выпустила компьютер такого класса как новую модель семейства PS/2.
6. ПК 486. После освоения производства процессора Intel 80486 в выпуске моделей ПК 486 лидировали Apricot, Compaq, затем AST, Zenith и другие. Сама ЮМ также выпускает ПК с этим микропроцессором недостаточно расширенным производством.
Основные составные части ПК: СИСТЕМНЫЙ БЛОК - все основные компоненты электроники ПК, МОНИТОР - универсальное стандартное устройство вывода информации, КЛАВИАТУРУ - универсальное стандартное устройство ввода информации (рис. 4). ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА - дополнительные приспособления (принтер, - сканер, плоттер, дигитайзер, мышь и т.п.).
Основные компоненты персональных компьютеров
В процессе своей работы компьютер осуществляет [5]: ввод информации извне; ее временное хранение; преобразование; вывод в виде, доступном для восприятия человеком.
В процессе ввода информация из внешнего мира приводится к формату, который может быть воспринят компьютером, а при выводе — к виду, привычному для человека.
Каждый из перечисленных четырех этапов процесса реализует отдельная функциональная подсистема:
-подсистема (блок устройств) ввода информации;
-подсистема хранения информации — память;
-подсистема преобразования информации — центральный вычислительный блок;
-подсистема (блок устройств) вывода информации.
Все подсистемы связаны между собой каналами обмена информации, сгруппированными в потоки. Эти потоки имеют конструктивное выражение и получили название шины. Термин "шина" впервые был введен в электротехнике для обозначения исходной развязки электрической сети. С понятием "шина" неразрывно связано понятие "каналы ввода-вывода". Шина — это совокупность линий или сигналов, сгруппированных по их назначению.
В ПК имеются три стандартных шины: -АДРЕСНАЯ представляет собой совокупность каналов, по которым следуют сигналы, определяющие адресацию (то есть пункты назначения) данных. В конечном счете, адрес данных — основная характеристика их местоположения в памяти ПК, своеобразная координата, по которой они могут быть затребованы.
-УПРАВЛЯЮЩАЯ - комплекс служебных сигналов, предназначенных для управления процессами передачи информации, форматирования потоков ввода/вывода и др.
Рисунок 4 - Компоненты ПК.
-ШИНА ДАННЫХ - каналы данных, то есть конкретной информации, предназначенной для хранения и обработки.
Существуют несколько стандартов организации шины для ПК, различающихся по способам кодирования сигналов и скоростям передачи информации:
Промышленный стандарт архитектуры (ISA — Industry standard architecture) - принят в моделях первой генерации ПК (I PC/XT, PC/AT и 386). Характеризуется относительно невысокими скоростями обмена информации по шине;
Расширенный промышленный стандарт архитектуры (EISA — extended Industry standard architecture) - предложен для реализации большего объема адресуемой оперативной памяти и ускорения вычислительных и обменных операций в ПК с микропроцессорами Intel 80386 и 80486;
Микроканальная архитектура (MCA — micro channel architecture) предложена фирмой IBM как новый перспективный принцип построения шины ПК и реализована ею в разработках моделей семейства PS/2.
Устройства ввода информации
Ввод информации в компьютер осуществляется специализированными устройствами — как стандартными (то есть входящими в состав базовой системы ПК) и нестандартными. Стандартными устройствами ввода в ПК являются клавиатура и накопители — на гибких магнитных дисках (НГМД) и/или на жестких магнитных дисках (НЖМД). К нестандартным устройствам ввода можно отнести мышь, модем, дигитайзер, сканер, -цифровой преобразователь и т.п.
Ввод информации в ПК всегда происходит в три этапа:
1. восприятие информации из внешней среды,
2. представление информации в определенном формате (то есть в виде, пригодном для использования ПК),
3. передача информации на компьютерную шину.
Первые два этапа реализуются обычно вовне ПК, а третий — внутри.
Устройства вывода информации
Устройства вывода (так же, как и устройства ввода) могут быть стандартными (входящими в базовый комплект ПК) и нестандартными. К стандартным устройствам вывода относятся монитор (дисплей) и дисковые накопители (на жестких и гибких магнитных дисках). К нестандартным устройствам вывода относятся принтер, модем, плоттер (графопостроитель), цифро-аналоговый преобразователь и т.п.
Подсистема преобразования информации
Преобразованием информации в компьютере занимается блок центрального процессора — БЦП (centralprocessing unit — CPU). БЦП объединяет: -блок управления (CU — control unit);
-арифметико-логическое устройство (ALU — arithmetic-logical unit).
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) играет в ПК роль главного вычислителя. Блок управления (БУ) управляет передачей информации по адресной шине и шине данных, воспринимает и обрабатывает служебные сигналы, следующие по управляющей шине системы.
Оперативная память компьютера выполняет подсистема хранения информации. У внешних запоминающих устройств есть два главных преимущества перед оперативной памятью: хранение данных не требует обеспечения энергией; объемы информации могут быть чрезвычайно большими.
1. Мэрфи Дж. Как устроены и работают электронные цифровые машины. Москва: Мир, 1965. 388 с.
2. Рыбаков М. А. Анатомия персонального компьютера. Москва: Интермеханика, 1990. 208 с.
3. Апокин И. А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительных машин. Москва: Наука, 1974, 399 с.
4. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Москва: Финансы и статистика, 2004. 512 с.
5. Зубков В.Г. Введение в информатику: учебное пособие. Москва: ГИНФО, 2000.
1. Merfi Dzh. Kak ustroeny i rabotayut elektronnye cifrovye mashiny [How electronic digital machines work and work]. Moscow: Mir Publ., 1965. 388 p.
2. Rybakov M.A. Anatomiya personal'nogo komp'yutera [Anatomy of a personal computer]. Moscow: Intermeccanica Publ., 1990. 208 p.
3. Apokin I.A., Majstrov L.E. Razvitie vychislitel'nyh mashin [Development of computing machines]. Moscow: Nauka, 1974. 399 p.
4. Pyatibratov A.P., Gudyno L.P., Kirichenko A.A. Vychislitel'nye sistemy, seti i telekommunikacii [Computing systems, networks and telecommunications]. Moscow: Finance and statistics, 2004. 512 p.
5. Zubkov V.G. Vvedenie v informatiku: uchebnoe posobie [Introduction to computer science: a textbook]. Moscow: GINFO, 2000. 181 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Корреспондентский почтовый адрес и телефон для контактов с автором статьи: 450098, Республика Башкортостан, г.Уфа, Проспект Октября, 128/1, оф.1, 8 (347) 277-26-00
Электронная вычислительная машина, компьютер - комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач
По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ).
Критерием деления вычислительных машин на эти три класса является форма представления информации, с которой они работают
Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.
Гибридные вычислительные машины (ГВМ) - вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации - электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере.
Аналоговые вычислительные машины (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения)
Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5 %). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.
Аналоговая вычислительная машина (АВМ), вычислительная машина, в которой каждому мгновенному значению переменной величины, участвующей в исходных соотношениях, ставится в соответствие мгновенное значение другой (машинной) величины, часто отличающейся от исходной физической природой и масштабным коэффициентом. Каждой элементарной математической операции над машинными величинами, как правило, соответствует некоторый физический закон, устанавливающий математические зависимости между физическими величинами на выходе и входе решающего элемента (например, законы Ома и Кирхгофа для электрических цепей, выражение для эффекта Холла, лоренцовой силы и т. д.).
К первому аналоговому вычислительному устройству относят обычно логарифмическую линейку, появившуюся около 1600. Графики и номограммы — следующая разновидность аналоговых вычислительных устройств — для определения функций нескольких переменных; впервые встречаются в руководствах по навигации в 1791. В 1814 английский учёный Дж. Герман разработал аналоговый прибор — планиметр, предназначенный для определения площади, ограниченной замкнутой кривой на плоскости. Планиметр был усовершенствован в 1854 немецким учёным А. Амслером. Его интегрирующий прибор с катящимся колесом привёл позднее к изобретению английским физиком Дж. Томсоном фрикционного интегратора. В 1876 другой английский физик У. Томсон применил фрикционный интегратор в проекте гармонического анализатора для анализа и предсказывания высоты приливов в различных портах. Он показал в принципе возможность решения дифференциальных уравнений путём соединения нескольких интеграторов, однако из-за низкого уровня техники того времени идея не была реализована.
Первая механическая вычислительная машина для решения дифференциальных уравнений при проектировании кораблей была построена А. Н. Крыловым в 1904. В основу её была положена идея интеграфа — аналогового интегрирующего прибора, разработанного польским математиком Абданк-Абакановичем (1878) для получения интеграла произвольной функции, вычерченной на плоском графике.
Дальнейшее развитие механических интегрирующих машин связано с работами американского учёного В. Буша, под руководством которого была создана чисто механическая интегрирующая машина (1931), а затем её электромеханический. вариант (1942). В 1936 русский инженер Н. Минорский предложил идею электродинамического аналога. Толчок развитию современных АВМ постоянного тока дала разработка Б. Расселом (1942—44, США) решающего усилителя.
Большое значение имели работы советского математика С. А. Гершгорина (1927), заложившие основы построения сеточных моделей. В 1936 в СССР под руководством И. С. Брука были построены механический интегратор и электрический расчётный стол для определения стационарных режимов энергетических систем. В 40-х гг. была начата разработка электромеханического ПУАЗО на переменном токе и первых электронных ламповых интеграторов (Л. И. Гутенмахер). Работы, проведённые под руководством Гутенмахера (1945—46), привели к созданию первых электронных аналоговых машин с повторением решения. В 1949 в СССР под руководством В. Б. Ушакова, В. А. Трапезникова, В. А. Котельникова, С. А. Лебедева был построен ряд АВМ на постоянном токе. Эти работы положили начало развитию современной аналоговой вычислительной техники в СССР.
АВМ в основном применяется при решении следующих задач. Контроль и управление. В системах автоматического управления АВМ пользуются, как правило, для определения или формирования закона управления, для вычисления сводных параметров процесса (кпд, мощность, производительность и др.). Если задано математическое выражение, определяющее связь сводного параметра или управляющего воздействия с координатами объекта, АВМ служат для решения соответствующего уравнения. Результат вычислений поступает либо на исполнительный механизм (замкнутая система), либо к оператору. В последнем случае АВМ работает как информационное устройство. Например, АВМ широко распространены для оценки экономической эффективности энергетических систем, и те же АВМ могут управлять исполнительными механизмами, т. е. служить автоматическими регуляторами. Когда закон управления заранее не определён, а заданы лишь некоторый критерий оптимальности и граничные условия, АВМ применяются в системах поиска оптимального управления и служат математической моделью объекта.
Экспериментальное исследование поведения системы с аппаратурой управления или регулирования в лабораторных условиях. С помощью АВМ воспроизводится та часть системы, которая по каким-либо причинам не может быть воспроизведена в лабораторных условиях. Связь АВМ с аппаратурой управления или регулирования в основном осуществляется преобразующими устройствами, в которых машинные переменные изменяются по масштабу и форме представления.
Анализ динамики систем управления или регулирования. Заданные уравнения объекта решаются в выбранном масштабе времени с целью нахождения основных параметров, обеспечивающих требуемое протекание процесса. Особо важны быстродействующие АВМ, с помощью которых в ускоренном масштабе времени можно решать некоторые итеративные задачи, задачи оптимизации, а также реализовать Монте-Карло метод , требующий многократного решения стохастических дифференциальных уравнений. Здесь АВМ резко сокращает время проведения расчётов и делает наглядными результаты.
Решение задач синтеза систем управления и регулирования сводится к подбору по заданным техническим условиям структуры изменяемой части системы, функциональных зависимостей требуемого вида и значений основных параметров. Окончательный результат получается многократным повторением решения и сопоставлением его с принятым критерием близости. Задачи этого типа часто сводятся к отысканию экстремума некоторого функционала.
Решение задач по определению возмущений или полезных сигналов, действующих на систему. В этом случае по дифференциальным уравнениям, описывающим динамическую систему, по значениям начальных условий, известному из эксперимента характеру изменения выходной координаты и статистическим характеристикам шумов в измеряемом сигнале определяется значение возмущения или полезного сигнала на входе. АВМ может также служить для построения приборов, автоматически регистрирующих возмущения и вырабатывающих сигнал управления в зависимости от характера и размера возмущений.
АВМ состоят из некоторого числа решающих элементов, которые по характеру выполняемых математических операций делятся на линейные, нелинейные и логические. Линейные решающие элементы выполняют операции суммирования, интегрирования, перемены знака, умножения на постоянную величину и др. Нелинейные (функциональные преобразователи) воспроизводят нелинейные зависимости. Различают решающие элементы, предназначенные для воспроизведения заданной функции от одного, двух и большего числа аргументов. Из этого класса обычно выделяют устройства для воспроизведения разрывных функций одного аргумента (типичные нелинейности) и множительно-делительные устройства (см. Перемножающее устройство ). К логическим решающим элементам относятся устройства непрерывной логики, например предназначенные для выделения наибольшей или наименьшей из нескольких величин, а также устройства дискретной логики, релейные переключающие схемы и некоторые др. специальные блоки. Для связи устройств непрерывной и дискретной логики широко пользуются гибридными логическими устройствами (например, компараторами). Все логические устройства обычно объединяются в одном, получившем название устройства параллельной логики. Оно снабжается своим наборным полем для соединения отдельных логических устройств между собой и с остальными решающими элементами АВМ.
В зависимости от физической природы машинных величин различают механические, пневматические, гидравлические, электромеханические и электронные АВМ. Наиболее распространены электронные АВМ, отличающиеся значительно более широкой полосой пропускания, удобством сопряжения нескольких машин между собой и с элементами аппаратуры управления. Эти машины собираются из готовых радиотехнических узлов и полуфабрикатов. Решающие элементы АВМ строятся в основном на базе многокаскадных электронных усилителей постоянного тока с большим коэффициентом усиления в разомкнутом состоянии и глубокой отрицательной обратной связью. В зависимости от структуры и характера входной цепи и цепи обратной связи операционный усилитель выполняет линейную или нелинейную математическую операцию или комбинацию этих операций.
Вследствие неидеальности работы отдельных решающих элементов, неточности установки их коэффициентов передачи и начальных условий, решение, найденное с помощью АВМ, имеет погрешности. Результирующая погрешность зависит не только от перечисленных первичных источников, но и от характера и особенностей решаемой задачи. Как правило, погрешность увеличивается с ростом числа решающих (особенно нелинейных) элементов, включенных последовательно. Практически можно считать, что погрешность при исследовании устойчивых нелинейных систем автоматического управления не превышает нескольких %, если порядок набираемой системы дифференциальных уравнений не выше 10-го.
По структуре различают АВМ с ручным и с автоматическим программным управлением. В первом случае решающие элементы перед началом решения соединяются между собой в соответствии с последовательностью выполнения математических операций, задаваемых исходной задачей. В машинах с программным управлением последовательность выполнения отдельных математических операций меняется в процессе решения задачи в соответствии с заданным алгоритмом решения. Изменение в ходе решения порядка выполнения отдельных операций обусловливает прерывистый характер работы машины: период решения сменяется периодом останова (для выполнения требуемых коммутаций). При таком режиме АВМ должна снабжаться аналоговым запоминающим устройством.
Наличие памяти и дискретность характера работы машины дают возможность организовать многократное использование отдельных решающих элементов и тем сократить их число, не ограничивая класса решаемых задач, правда, за счёт снижения быстродействия.
Значительный интерес представляют машины: с большой частотой повторения решения (30—1000 гц) в связи с созданием систем автоматического управления, а также с необходимостью организации поиска оптимальных в некотором смысле структур и параметров систем управления.
Повышение эффективности АВМ связано с внедрением в аналоговую технику цифровых методов, в частности цифровых дифференциальных анализаторов , у которых отдельные решающие элементы выполняют математические операции над приращениями переменных, представленных в одном из цифровых кодов, с передачей результатов от элемента к элементу по принципам АВМ. Применение цифровых дифференциальных анализаторов, особенно последовательных, для специальных АВМ, не требующих высокого быстродействия, снижает общий объём аппаратуры, хотя в остальных случаях они по всем техническим показателям и возможностям существенно уступают цифровым вычислительным машинам. Гораздо большими возможностями обладают гибридные вычислительные системы , у которых исходные величины представлены одновременно в цифровой и аналоговой форме.
Классификация ЭВМ по этапам создания
По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на поколения:
1-е поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;
2-е поколение, 60-е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах);
3-е поколение, 70-е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе); Интегральная схема - электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого полупроводникового кристалла, объединяющего большое число диодов и транзисторов.
4-е поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах - микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном кристалле);
5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
6-е и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой - с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.
Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предшествующим существенно лучшие характеристики. Так, производительность ЭВМ и емкость всех запоминающих устройств увеличиваются, как правило, больше чем на порядок.
Классификация ЭВМ по назначению
По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения),проблемно-ориентированные и специализированные
Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.
Характерными чертами универсальных ЭВМ являются:
- высокая производительность;
- разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления;
- обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных;
- большая емкость оперативной памяти;
- развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств.
Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.
К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы.
Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.
К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.
Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям
По размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить на сверхбольшие (суперЭВМ), большие, малые, сверхмалые (микро ЭВМ).
Функциональные возможности ЭВМ обусловливают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:
- быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;
- разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует ЭВМ;
- номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;
- номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;
- типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между собой (внутри машинного интерфейса);
- способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность);
- типы и технико-эксплуатационные характеристики операционных систем, используемых в машине;
- наличие и функциональные возможности программного обеспечения;
- способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ (программная совместимость с другими типами ЭВМ);
- система и структура машинных команд;
- возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;
- эксплуатационная надежность ЭВМ;
- коэффициент полезного использования ЭВМ во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.
Некоторые сравнительные параметры названных классов современных ЭВМ показаны в
Основные этапы
Процесс эволюции счетных устройств начался в древние времена и продолжается сегодня. За это время люди создали различные приспособления для счета. Краткая история их развития может быть описана с помощью основных этапов:
- Ручной. Это самый длительный этап. Он начался в глубокой древности, а завершился в середине XVII столетия. За это время были созданы различные ручные средства для подсчета, например, финикийские фигурки, логарифмическая линейка и т. д.
- Механический этап развития. Длился более двух столетий (вторая половина XVII — конец XIX века). Это время характеризуется быстрым развитием науки, что привело к появлению механических счетных машин. Они могли выполнять простые арифметические операции.
- Электромеханический. Среди всех этапов эволюции вычислительных устройств он оказался самым коротким. Его длительность составила лишь 60 лет. Начало электромеханическому этапу положило создание первого табулятора (1887), а завершился период в 1946 году. Созданные на этом временном отрезке устройства использовали электрический привод и реле. С их помощью скорость и точность вычислений существенно увеличились.
- Электронный этап начался в середине XX столетия и продолжается сегодня. Первые компьютеры имели большие размеры и существенно отличались от современных ПК.
Классификация истории развития вычислительной техники на хронологические этапы является условной. При использовании одного счетного устройства активно появлялись предпосылки для разработки следующего поколения девайсов.
Простейшие устройства
Сначала люди использовали для счета 10 пальцев на своих руках, а результаты вычислений фиксировались на камне, дереве и т. д. Когда появилась письменность, человек разработал различные способы записи цифр и системы счисления:
- в Индии использовалась десятичная;
- вавилоняне применяли шестидесятеричную систему.
На рубеже IV столетии до н. э. появился абак. Это приспособление представляло собой глиняную дощечку, на которую заостренным предметом наносились полоски. Вычисления осуществлялись посредством размещения на этих полосах различных предметов небольшого размера.
В XVII веке математик Непер из Шотландии открыл логарифмы, основываясь на работе шотландского ученого, Гантер (Англия) смог создать логарифмическую линейку. Это устройство используется и сегодня, хотя его первоначальная конструкция претерпела серьезные изменения.
Изобретение Гантера позволяла выполнять следующие операции:
- находить логарифмы;
- операции деления и умножения;
- находить тригонометрические функции;
- возводить в степень.
Это устройство стало последним приспособлением домеханической эры развития вычислительной техники.
Механические машины
В 1673 году известный ученый Лейбниц изобрел устройство, которое, помимо простейших операций с числами, позволяло извлекать квадратный корень. Чтобы этот ступенчатый вычислитель мог функционировать, ученому пришлось разработать двоичную систему счисления.
Через 2 столетия французский математик Ксавье Тома де Кальмар, основываясь на работах Лейбница, изготовил арифмометр. Эта машина уже могла делить и перемножать числа. Английский ученый Бэббидж через 2 года начал создавать устройство, способное выполнять вычисления с точностью до 20 знаков после запятой. Однако этот проект так и не был завершен.
Впрочем, имя Бэббиджа навсегда вошло в историю развития счетных устройств. Именно этот человек разработал машину, управлять которой можно было программно. В качестве носителя информации использовались перфокарты. С этим же устройством связано и имя первого программиста на планете — Ада Лавлейс. Именно этой женщине удалось создать первые программы для машины Бэббиджа.
Компьютерная техника
Первый аналог компьютера был создан еще в 1887 году американцем Голлеритом. Он разработал табулятор, который представлял собой электромеханическую вычислительную машину. В конструкции устройства присутствовали реле, счетчики и специальный сортировочный ящик. Машина могла сортировать статистические данные, записанные на перфокартах. Компания, созданная Голлеритом, затем превратилась в известную корпорацию IBM.
Также стоит отметить основные изобретения и теории, давшие в будущем толчок к развитию компьютерной техники:
- 1930 — дифференциальный анализатор (Ванновар Буш из США);
- 1936 — создана концепция вычислительной машины (Алан Тьюринг из Англии);
- 1937 — разработана электромеханическая машина для двоичного сложения (Джордж Стибиц из США);
- 1938 год — сформулированы принципы работы логического устройства вычислительной машины (Клод Шеннон из США).
Начало эры
Во многом активное развитие ЭВМ связано со Второй мировой войной. Правительства некоторых стран-участниц этого конфликта стремились получить стратегическое преимущество перед противником и начали финансировать работы по разработке вычислительных машин. Пионером компьютеростроения стал инженер из Германии Цузе. Им была сконструирована машина Z3, которая могла оперировать числами с плавающей запятой, работая при этом в двоичной системе. В качестве носителя информации в ней использовалась перфолента.
Однако первым функционирующим компьютером следует считать новую машину немецкого инженера — Z4. Он же разработал и первый язык программирования под названием Планкалкюль. В 1942 году 2 американских исследователя (Джон Атанасов и Клиффорд Берри) создали машину, работающую на вакуумных трубках. Она использовала двоичный код и выполняла ряд логических операций.
При поддержке правительства Англии в 1943 году была построена первая ЭВМ — Колосс. Работы над этим устройством велись в условиях максимальной секретности.
В состав машины входило около 2000 электронных ламп. Колосс использовался для взлома немецких кодов, создаваемых с помощью шифровального устройства Энигма. После завершения войны ЭВМ была уничтожена в соответствии с личным приказом Черчилля.
Работа над архитектурой
Прообраз архитектуры современного ПК был создан в 1945 году американским ученым фон Нейманом. Он первым предложил записывать программу в форме кода непосредственно в память вычислительного устройства. В те времена в США активно работали над созданием первого компьютера, способного решать различные задачи — ENIAC. Эта машина весила порядка 30 тонн, а для ее размещения требовалось около 170 м² площади.
В состав конструкции машины входило 18000 ламп. В течение 1 секунды она выполняла 5000 операций сложения либо 300 умножения. На европейском континенте первый универсальный компьютер был создан в СССР. Команда под руководством Сергея Лебедева в 1950 году сконструировала МЭСМ (малая электронная счетная машина). Для ее работы требовалось порядка 6000 ламп, а быстродействие компьютера составляло 50 операций в секунду. Эта же группа ученых через 2 года создала большую электронную счетную машину. Ее быстродействие составляло 10000 операций в секунду.
Создание полупроводниковых приборов
Главным недостатком электронных ламп был невысокий срок службы. Так как эти устройства быстро выходили из строя, обслуживание вычислительной машины существенно усложнялось. Проблема была решена в 1947 году, когда был изобретен транзистор. Полупроводниковые устройства выполняли аналогичные функции, что и лампы, но при этом имели ряд преимуществ:
- занимали мало места;
- низкое энергопотребление;
- более продолжительный срок службы.
Именно появление полупроводниковых приборов позволило компьютерам приобрести вид, напоминающий современные ПК. Благодаря работе американских инженеров Кибли и Нойса мир узнал о микросхемах. Основу этих устройств составлял германиевый либо кремниевый кристалл, на котором монтировались миниатюрные полупроводниковые приборы. Их количество достигало десятки и даже сотни тысяч.
Появление микросхем дало новый толчок к развитию ЭВМ. В 1964 году корпорация IBM представила первую машину семейства SYSTEM 360. В СССР первый компьютер на микросхемах был разработан в 1972 году, а назывался он ЕС. В его основе лежали разработки американской компании IBM. Одновременно с развитием компьютеров начинает активно совершенствоваться и программное обеспечение (софт). В 1964 году был разработан язык Бейсик, предназначенный для начинающих программистов. В 1969 году появился Паскаль, с помощью которого можно было решать различные прикладные задачи.
Персональные компьютеры
В начале 70-х годов стартовал выпуск четвертого поколения компьютеров. Это время для индустрии характеризуется началом использования в производстве вычислительной техники БИС (большая интегральная схема). Благодаря этому производительность ЭВМ достигла отметки в тысячи миллионов операций в секунду. Кроме этого, существенно снизилась и себестоимость производства ПК, что сделало их более доступными для обычного потребителя.
Одним из первых массовых компьютеров стала машина, созданная компанией Apple. Произошло это в 1976 году. В разработке ПК принимали участие Стив Возняк и Стив Джобс. Его стоимость составляла лишь 500 долларов. В 1977 году вышла вторая модель этого компьютера — Apple II. Роль этих личностей в развитии компьютерной техники сложно переоценить.
Быстрое распространение недорогих компьютеров привело к значительному падению прибыли компании IBM. Это факт вызвал беспокойство у ее руководства, и в 1979 году на рынке появился первый ПК от американского концерна. В нем был установлен процессор от Интел 8088, ОЗУ в объеме 64 Кбайт и дисковод для дискет. Специально для него компания Микрософт разработала новую операционную систему, в которой все было понятно даже новичку.
В дальнейшем наблюдалось стремительное развитие компьютерной техники. Новые процессоры начинают создаваться ежегодно и каждое новое поколение превосходит в производительности прошлое. Вся история развития ПК может быть представлена в таблице:
| Поколение | Элементная база | Быстродействие, операций в секунду | ПО | Применение | Примеры |
| I (1946−1959) | Электронные лампы | Не более 20000 | Машинные языки | Расчетные задачи | ЭНИАК и МЭСМ |
| II (1960−1969) | Полупроводниковые приборы | От 100 до 500 тысяч | Алгоритмические языки | Экономические, инженерные и научные задачи | БЭСМ-4, IBM 701 |
| III (1970−1979) | ИМС (интегральные микросхемы) | Около 1 миллиона | Операционные системы | САПР, научные и технические задачи, АСУ | ЕС 1060, IBM 360 |
| IV (с 1980 и до настоящего времени) | Микропроцессоры и БИС | Минимум десятки миллионов | Базы данных (БД) | АРМ, работа с графикой и текстами | Серверы и ПЭВМ |
| V (с 1990 до настоящего времени) | СБИС | Более миллиарда | Мощные вычислительные системы, искусственный интеллект | Все области | Ноутбуки, рабочие станции |
Сейчас компьютер можно найти практически в каждом доме, а жизнь современного человека сложно представить без ПК.
Читайте также: