История ЭВМ

 

 В 1956 г. фирмой IBM были разработаны  плавающие магнитные головки  на воздушной подушке. Изобретение их позволило создать новый тип памяти – дисковые запоминающие устройства, значимость которых была в полной мере оценена в последующие десятилетия развития вычислительной техники. Первые запоминающие устройства на дисках появились в машинах IBM-305 и RAMAC. Последняя имела пакет, состоявший из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, которые вращались со скоростью 12000 об/мин. НА поверхности диска размещалось 100 дорожек для записи данных, по 10000 знаков каждая.

 

 Первые серийные универсальные ЭВМ на транзисторах были выпущены в 1958 году одновременно в США, ФРГ и Японии.

 

 Появляются первые мини-ЭВМ  (например, PDP-8).

 

 В Советском Союзе первые  безламповые машины «Сетунь», «Раздан»  и «Раздан-2» были созданы в  1959-1961 годах. В 60-х годах советские конструкторы разработали около 30 моделей транзисторных компьютеров, большинство которых стали выпускаться серийно. Наиболее мощный из них –«Минск-32» выполнял 65 тысяч операций в секунду. Появились целые семейства машин: «Урал», «Минск», БЭСМ.

 

 Рекордсменом среди ЭВМ второго  поколения стала БЭСМ-6, имевшая  быстродействие около миллиона  операций в секунду – одна  из самых производительных в  мире. Архитектура и многие технические  решения в этом компьютере  были настолько прогрессивными  и опережающими свое время, что он успешно использовался почти до нашего времени.

 

 

 Специально для автоматизации  инженерных расчетов в Институте  кибернетики Академии наук УССР  под руководством академика В.М.  Глушкова были разработаны компьютеры  МИР (1966) и МИР-2 (1969). Важной особенностью машины МИР-2 явилось использование телевизионного экрана для визуального контроля информации и светового пера, с помощью которого можно было корректировать данные прямо на экране.

 

 Построение таких систем, имевших  в своем составе около 100 тысяч переключательных элементов, было бы просто невозможным на основе ламповой техники. Таким образом, второе поколение рождалось в недрах первого, перенимая многие его черты. Однако к середине 60-х годов бум в области транзисторного производства достиг максимума – произошло насыщение рынка. Дело в том, что сборка электронного оборудования представляла собой весьма трудоемкий и медленный процесс, который плохо поддавался механизации и автоматизации. Таким образом, созрели условия для перехода к новой технологии, которая позволила бы приспособиться к растущей сложности схем путем исключения традиционных соединений между их элементами.

 

 

7.Третье поколение

 

 

 Наконец, в третьем поколении  ЭВМ (1965-1974) впервые стали использоваться  интегральные схемы - целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по всей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. Приоритет в изобретении интегральных схем, ставших элементной базой ЭВМ третьего поколения, принадлежит американским ученым Д. Килби и Р.Нойсу, сделавшим это открытие независимо друг от друга. Массовый выпуск интегральных схем начался в 1962 году, а в 1964 начал быстро осуществляться переход от дискретных элементов к интегральным. Упоминавшийся выше ЭНИАК, размерами 9х15 метров, в 1971 году мог бы быть собран на пластине в 1,5 квадратных сантиметра. Началось перевоплощение электроники в микроэлектронику.

 

 В эти годы производство  компьютеров приобретает промышленный  размах. Пробившаяся в лидеры  фирма IBM первой реализовала семейство  ЭВМ - серию полностью совместимых  друг с другом компьютеров  от самых маленьких, размером  с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM, на основе которого в СССР была разработана серия ЕС ЭВМ. В 1973 была выпущена первая модель ЭВМ серии ЕС, а с 1975 года появились модели ЕС-1012, ЕС-1032, ЕС-1033, ЕС-1022, а позже более мощная ЕС-1060.

 

 В рамках третьего поколения  в США была построена уникальная  машина «ИЛЛИАК-4», в составе  которой в первоначальном варианте  планировалось использовать 256 устройств обработки данных, выполненных на монолитных интегральных схемах. Позднее проект был изменен, из-за довольно высокой стоимости (более 16 миллионов долларов). Число процессоров пришлось сократить до 64, а также перейти к интегральным схемам с малой степенью интеграции. Сокращенный вариант проекта был завершен в 1972 году, номинальное быстродействие «ИЛЛИАК-4» составило 200 миллионов операций в секунду. Почти год этот компьютер был рекордсменом в скорости вычислений.

 

 Еще в начале 60-х появляются  первые миникомпьютеры - небольшие маломощные компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям. Миникомпьютеры представляли собой первый шаг на пути к персональным компьютерам, пробные образцы которых были выпущены только в середине 70-х годов. Известное семейство миникомпьютеров PDP фирмы Digital Equipment послужило прототипом для советской серии машин СМ.

 

 Между тем количество элементов  и соединений между ними, умещающихся  в одной микросхеме, постоянно  росло, и в 70-е годы интегральные  схемы содержали уже тысячи транзисторов. Это позволило объединить в единственной маленькой детальке большинство компонентов компьютера - что и сделала в 1971 г. фирма Intel, выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было произвести в следующем десятилетии настоящую революцию - ведь микропроцессор является сердцем и душой нашего с вами персонального компьютера.

 

 Но и это еще не все  - поистине, рубеж 60-х и 70-х годов был судьбоносным временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 г. одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.

 

 

8.Сверхбольшие интегральные схемы  (СБИС). ЭВМ 4-го поколения

 

 

 Начало 70-х годов знаменует  переход к компьютерам четвертого  поколения – на сверхбольших  интегральных схемах (СБИС). Другим признаком ЭВМ нового поколения являются резкие изменения в архитектуре.

 

 Техника четвертого поколения  породила качественно новый элемент  ЭВМ – микропроцессор. В 1971 году  пришли к идее ограничить возможности  процессора, заложив в него небольшой набор операций, микропрограммы которых должны быть заранее введены в постоянную память. Оценки показали, что применение постоянного запоминающего устройства в 16 килобит позволит исключить 100-200 обычных интегральных схем. Так возникла идея микропроцессора, который можно реализовать даже на одном кристалле, а программу в его память записать навсегда. В то время в рядовом микропроцессоре уровень интеграции соответствовал плотности, равной примерно 500 транзисторам на один квадратный миллиметр, при этом достигалась очень хорошая надежность.

 

 К середине 70-х годов положение  на компьютерном рынке резко  и непредвиденно стало изменяться. Четко выделились две концепции  развитияЭВМ. Воплощением первой  концепции стали суперкомпьютеры,  а второй – персональные ЭВМ

 

 Обычно считается, что период  с 1975 по 1985 гг. принадлежит компьютерам  четвертого поколения. Однако  есть и другое мнение - многие  полагают, что достижения этого  периода не настолько велики, чтобы считать его равноправным  поколением. Сторонники такой точки зрения называют это десятилетие принадлежащим "третьему-с половиной" поколению компьютеров, и только с 1985 г., по их мнению, следует отсчитывать годы жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день.

 

 Так или иначе, очевидно, что, начиная с середины 70-х, все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, прежде всего, за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров.

 

 И, конечно же, самое главное  - что с начала 80-х, благодаря  появлению персональных компьютеров,  вычислительная техника становится  по-настоящему массовой и общедоступной.  Складывается парадоксальная ситуация: несмотря на то, что персональные и миникомпьютеры по-прежнему во всех отношениях отстают от больших машин, львиная доля новшеств последнего десятилетия - графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети - обязаны своим появлением и развитием именно этой "несерьезной" технике. Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, отнюдь не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше.

 

 Из отечественных ЭВМ к  машинам 4-го поколения относятся  микропроцессорные вычислительные комплексы (МВК) семейства "Эльбрус".

 

 В 1973-1979 гг. создан десятипроцессорный  компьютер “Эльбрус-1”; 

 

 В 1977-1984 гг. - “Эльбрус-2”, использующийся  в системе ПРО второго поколения,  ЦУПе, Арзамасе-16 и Челябинске-70.

 

 В 1985-1994 гг. разработан 16-процессорный “Эльбрус-3”, превосходящий по производительности лучший в то время западный суперкомпьютер GRAY-YMP.

 

 В 1986 году вышло постановление  о создании МВК “Эльбрус-90микро”. Обязательным условием было использование  в этой разработке только отечественных решений, элементной базы и математики.

 

 В 2003 году начат серийный  выпуск МВК “Эльбрус-90микро”. Они  функционируют под управлением  ОС Solaris,Linux, МС ВС и выпускаются  в стационарном, перебазируемом  и настольном исполнениях. Число процессоров в них может составлять от одного до четырех.

 

 Продолжается в "МЦСТ" и  работа над 128-процессорным вычислительным  комплексом "Эльбрус-3м" на базе  микропроцессора нового поколения  "Эльбрус".

 

 Наиболее значительным на  этапе четвертого поколения ЭВМ стало появление персональных ЭВМ, что позволило приблизить ЭВМ к своему конечному пользователю. Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения.

 

 Огромную роль в популяризации персональных компьютеров сыграли компьютерные журналы. Такие издания как «Radio Electronics» и«Popular Electronics» разжигали интерес к потенциалу микрокомпьютеров. По всей территории США возникли клубы любителей. Самым примечательным был компьютерный клуб Homebrew, образованный в марте 1975 года в Менло-Парке (штат Калифорния). В состав его первых членов входили Стив Джобс и его школьный друг Стив Возняк, позднее основавшие компанию Apple Macintosh.

 

 Поэтому, когда появился первый  микрокомпьютер, на него сразу же возник огромный спрос среди тысяч любителей, интерес которых подпитывался ежемесячно появлявшимися статьями в журналах.

 

 Этим первым микрокомпьютером  был «Altair-8800», созданный в 1974 году небольшой компанией в  Альбукерке (штат Нью-Мексико). История его создания такова: Эд Робертс, организовавший в 1968 году компанию MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems), занимался производством калькуляторов. В 1973 году вследствие жесткой конкуренции со стороны Texas Instruments он оказался на грани банкротства, и вынужден был искать новую нишу на рынке. Робертса заинтересовал микропроцессор 8080, выпущенный Intel в апреле 1974 года, и уверенный в том, что этот микропроцессор может стать основой микрокомпьютера, он сам создал такую машину.

 

 Этот компьютер продавался  по цене около 500 дол. И хотя  возможности его были весьма  ограничены (оперативная память  составляла всего 256 байт, клавиатура  и экран отсутствовали), а также  имелись серьезные недостатки  по эксплуатации, «Altair-8800» стал  бестселлером. Тысячи любителей, всегда мечтавших о собственном компьютере, безрассудно заказывали практически бесполезную для себя вещь. Так, из маленького американского городка, началось триумфальное шествие персонального компьютера по миру, изменяя жизнь, быт и даже мышление людей.

 

 Позже покупатели сами снабжали  этот компьютер дополнительными  устройствами: монитором для вывода  информации, клавиатурой, блоками  расширения памяти и т.д. Вскоре  эти устройства стали выпускаться  другими фирмами.

 

 В 1976 году появился персональный компьютер Apple-1.

 

 Он был разработан в середине 70-х Стивом Возняком. В то время  он работал на компанию Hewlett-Packard, в которой не заинтересовались  разработкой, передав все права  на нее Стиву. Позже Стив  Джобс убедил Возняка начать коммерческую продажу компьютера. Устройство продавалось по цене в 666 долларов и 66 центов. В 1977 году вышла вторая модель.

 

 Тираж ПК APPLE-2 превысил 1 млн.  экземпляров

 

 Фирма IBM, основанная в 1914 г. и известность которой принесли  ЭВМ серии IBM 360/370, в середине 70-х годов столкнулась с конкуренцией со стороны мини-ЭВМ, а затем и ПК.

 

 Ответом конкурентам стал  проект разработки массового  ПК IBM PC (1981 г.). Первые ПК этого  типа с процессором 8088 имели  один НГМД и кассетный магнитофон. В ПЗУ был встроен язык программирования Бейсик. Емкость ОЗУ составляла всего 64 Кбайта.

 

 Вскоре IBM-PC был модифицирован  в IBM PC XT с НЖМД емкостью от 10 до 30 Мбайт. Конструкция этого  ПК базировалась на материнской  плате, которая позволяла расширять  возможности ПК.

 

IBM PC явился промышленным стандартом  ПК как в аппаратной, так и  в программной части компьютера. С этого момента и начинается  эра современных ПК.

 

 Возникают ОС, поддерживающие  графический интерфейс, интеллектуальные  ППП, операционные оболочки. В связи с возросшим спросом на ПО совершенствуются технологии его разработки – появляются развитые системы программирования, инструментальные среды пользователя.

 

 В середине 80-х стали бурно  развиваться сети персональных  компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС. В сетевых ОС хорошо развиты средства защиты информации от несанкционированного доступа. Распределенные ОС обладают схожими с сетевыми системами функциями работы с файлами и другими ресурсами удаленных компьютеров, но там слабее выражены средства защиты.