Реферат Курсовая Конспект
История компьютерной индустрии - раздел Философия, Введение. Информационные технологии в современной экономике Первый Компьютер Mark I Был Построен В 1943Г. В Гарвардском Университете. Маш...
|
Первый компьютер Mark I был построен в 1943г. в Гарвардском Университете. Машина была длиною 15 метров, весила 5 тонн и состояла из 750 тысяч частей. В 1945г. была создана машина ENIAC весом 30 тонн и площадью 100 м2. При работе машина использовала около 150 квт/ч. В 1949 был построен EDSAC – первый компьютер с хранимой программой, полностью соответствующий архитектуре фон Неймана. Первый американский коммерческий компьютер UNIVAC-1 для бюро переписи США, содержащий 5000 электронных ламп, был выпущен в 1951г. В нашей стране в 1951 г. была спроектирована БЭСМ (Большая Электронная Счётная Машина).
Все эти устройства принято относить к первому поколению компьютеров. Их главной отличительной особенностью было использование электронных ламп в качестве основной элементной базы электронных схем. Один двоичный разряд изображался одной электронной лампой (по размерам она больше обычной лампочки). Кроме того, в схемы входили конденсаторы, катушки индуктивности и сопротивления, существовавшие в то время. Подобные схемы использовались как для элементов памяти, так и для вычислений. В результате электронные схемы имели большие размеры, потребляли много энергии и выделяли много тепла, поэтому компьютеры занимали очень большую площадь и были очень дорогими. Их память и быстродействие по современным меркам были просто смешными. Однако и такие компьютеры были незаменимы в разработке новейших технологий, в первую очередь военных.
Однако первое поколение компьютеров отличалось не только элементной базой. В качестве входных и выходных устройств использовались перфоленты и перфокарты. Можно было вывести данные и на принтер. Программы создавались в машинных кодах, то есть непосредственно в том виде, в котором они хранились в памяти компьютера, и в таком виде вводились в память. Не было ни клавиатуры в современном понимании, ни магнитной памяти, ни мониторов. Не было и операционной системы.
Первые качественные усовершенствования происходили в программировании. Довольно быстро разработчики программ поняли, что программирование в машинных кодах не позволяет создавать сложные программы. В результате появились языки программирования. Первый простейший алгоритмический язык и компилятор к нему (и само слово «компилятор») придумала в 1951г. Грейс Хоппер (в дальнейшем единственная женщина-адмирал в ВМФ). C 1953 года стали появляться языки, получившие название Assembler. В нашей стране такие языки назывались Автокодом. Основное отличие этих языков от машинного – использование символьных имен вместо кодов команд и адресов переменных, а также использование макрокоманд, заменяющих целую группу машинных команд. Assembler для каждой марки компьютера был свой.
В 1957 г. группа под руководством Д. Бэкуса завершила работу над первым языком программирования высокого уровня, получившим название FORTRAN. В 1959г. разработан язык программирования COBOL. В том же 1959г. Джон Бэкус и Питер Наур придумали метаязык формального описания синтаксиса языков программирования – форму Бэкуса-Наура. В 1960 г. на конференции программистов был утвержден стандарт языка ALGOL-60, который имел огромное значение для дальнейшей разработки алгоритмических языков. Языки программирования, структура которых строилась на тех же принципах, получили название алголоподобных.
В дальнейшем количество языков программирования значительно выросло. Появились такие широко известные языки, как BASIC (1964г.), Pascal (1969г.), C (1972г.). Получили распространение не алголоподобные языки, например, язык списков LISP и логические языки PROLOG и PLANNER. А в 1983г. были предложены такие теперь распространенные объектные языки программирования, как C++ и Object Pascal.
Компьютеры второго поколения появились с усовершенствованием элементной базы. Революцию в информационных технологиях произвело использование полупроводников вместо электронных ламп. В результате один двоичный разряд (так называемый триггер) стал изображаться транзистором, который имел на порядок меньшие размеры, чем электронная лампа, быстрее переключался, требовал меньшего напряжения и силы тока, и был значительно дешевле и долговечнее. Транзисторы стали использоваться как для разрядов оперативной памяти, так и для микросхем процессора – устройства, сосредоточившего все вычисления и управление компьютером. В результате сразу произошел скачок в объеме памяти, быстродействии, в энергопотреблении, в решении проблем отвода тепла. Компьютеры стали мощнее, компактнее и дешевле.
В 1956г. в США создан первый компьютер на транзисторной основе. И за несколько лет компьютеры на транзисторах полностью вытеснили компьютеры на электронных лампах. Хотя и в 1963 году в Вычислительном центре Академии Наук СССР стояла машина БЭСМ на электронных лампах.
Параллельно совершенствовались входные и выходные устройства компьютера. Главное – появились устройства постоянного хранения цифровой информации – магнитные ленты и магнитные барабаны. До этого у компьютеров была только оперативная память, которая очищалась при выключении компьютера (как это происходит и сейчас!). Магнитная лента компьютера работала по образцу магнитной ленты магнитофона, только была шире и толще для большей надежности. В магнитных барабанах запись производилась на поверхность вращающегося круга большого радиуса. Барабаны были предшественниками нынешних магнитных дисков.
Следующие революционные изменения были связаны с технологическим прорывом в размещении транзисторов и привели к появлению компьютеров третьего поколения. В 1959г. Д. Килби и Р. Нойс создали уникальную цепь логических элементов на поверхности кремниевого кристалла, соединённого алюминиевыми контактами – первый прототип интегральной микросхемы. Физический принцип действия элементов схемы был тот же – полупроводники, но за счет технологических решений удалось во много раз уменьшить размеры элементов электронной схемы. Кроме того, нанесение элементов схемы на кремниевую подложку производилось методом печати – как книг в типографии. Такие схемы были меньше, производительнее, надежнее и дешевле, чем прежде. Через два года появились первые компьютеры, в которых использовались интегральные схемы для блоков оперативной памяти и для процессора.
В 1964г. фирмой IBM было разработано семейство компьютеров различной производительности и стоимости. Особенностью семейства была общая элементная база, одинаковый машинный язык и в связи с этим программная совместимость, общая операционная система, совместимые периферийные устройства. Благодаря этому на двадцать лет фирма IBM фактически стала монополистом на рынке коммерческих компьютеров. И именно с этого периода начался отсчет третьего поколения компьютеров.
Наша страна, в силу политических причин, была должна развивать компьютерную индустрию самостоятельно. В результате, хотя и с запаздыванием в несколько лет, нам удавалось поддерживать достойный уровень. Однако в какой-то момент на высшем уровне было решено свернуть собственные разработки и наладить выпуск семейства ЕС ЭВМ, скопированного с семейства IBM.
До сих пор мы ничего не говорили об операционных системах компьютера. Уже в начале 50-х годов оперативная память стала настолько большой, что в ней могло поместиться несколько программ. Кроме того, из чисто алгоритмических соображений вместо одной большой и сложной программы программисты создавали комплекс связанных подпрограмм, которые решали частные подзадачи одной общей задачи. В результате появилась необходимость использовать служебные программы, которые бы управляли правильным выполнением комплекса подпрограмм. Другой важный резерв упрощения сложной профессии программиста – создание библиотек стандартных подпрограмм (прежде всего подпрограмм ввода и вывода на внешние носители), которые могли бы многократно использоваться в совершенно разных задачах. Поэтому каждая фирма, разрабатывающая компьютеры, снабжала их и соответствующими системными программами. Комплекс таких системных программ стал называться операционной системой.
Поскольку каждая фирма выпускала компьютеры, в которых использовался свой машинный язык, программы и операционные системы было нельзя переносить с одного компьютера на другой. Заслуга фирмы IBM заключалась еще и в том, что с 1964г. был установлен стандарт машинного языка, который и используется сейчас во всех без исключения компьютерах. В частности, был использован код шифрования символов ASCII, который в 1966г. был признан стандартным. Кроме того, компьютеры семейства IBM были устроены так, что без операционной системы они вообще не могли работать (и этот принцип соблюдается до сих пор).
В семействе IBM System/360 использовалась операционная система OS-360. В 1969г. Кен Томпсон и Деннис Ритчи разработали универсальную операционную систему Unix, которая используется и в настоящее время в больших компьютерах – мейнфреймах. Широкое распространение персональных компьютеров фирм Apple и MicroSoft неразрывно связано с операционными системами Macintosh и MS DOS и затем MS Windows.
Четвертое поколение компьютеров связано с очередной технологической революцией, которая произошла в 1974г. – появлением больших и супербольших интегральных схемы (БИС и СБИС). Отличием БИС является пространственная, а не плоская архитектура. Если в интегральных схемах все соединения печатались в плоскости кремниевого кристалла, то БИС состоит из нескольких слоев кремния, между которыми робот осуществляет «прошивку» соединений. В результате с конвейера сходит целиком готовое устройство – процессор, карта памяти, видеокарта и т.д.
Стремительное развитие электроники позволило разместить на одном кристалле тысячи и миллионы полупроводников. Такая миниатюризация привела к созданию микропроцессора немыслимой ранее мощности. Одним из следствий явилось появление персонального компьютера. Первым персональным компьютером считается Altair-8800, созданный на базе микропроцессора Intel-8080, работающий под управлением операционной системы CP/M.
Фирма Intel была основана в 1968г. Робертом Нойсом и Гордоном Муром, и в 1969г. представила первую микросхему оперативной памяти объёмом 1 Кб. Скоро она стала одной из ведущих в производстве процессоров. А с появлением микропроцессоров и персональных компьютеров она заняла монопольное положение на рынке микропроцессоров, и по настоящее время именно в этой фирме производится подавляющее большинство процессоров для персональных компьютеров.
Первым микропроцессором стал Intel-4004 созданный 1971 г. В 1974г. появился микропроцессор Intel-8080. А в 1993г. фирма Intel выпустила первый процессор нового поколения 32-разрядный Pentium. В 1995г. Intel представляет процессор Pentium Pro, предназначенный для мощных рабочих станций.
В 1976г. Стив Возняк и Стив Джобс собирают в собственной гаражной мастерской компьютер серии Apple. А 1 апреля того же года на свет появляется компания Apple Computer. В 1980г. персональный компьютер Atari становится самым популярным компьютером года.
Параллельно совершенствованию процессоров и оперативной памяти совершенствовались периферийные устройства компьютера. Еще в 50-х годах для ввода символьной информации непосредственно в память стала использоваться клавиатура. В компьютерах семейства IBM для вывода символьной информации стал использоваться дисплей – усовершенствованный экран телевизора. В 1963г. Дуглас Энгельбарт получил патент на изобретённый им манипулятор "мышь". В 1971г. Джеймс Фергасон разрабатывает жидкокристаллический дисплей. В 1981г. фирма Creative Technology выпустила первую звуковую карту. В 1984г. фирма IBM представляет первые 14-дюймовые мониторы, поддерживающие 256 цветов и разрешение в 640х480 точек.
В 1969г. фирма Xerox создаёт технологию лазерного копирования изображений (которая потом ляжет в основу технологии печати лазерных принтеров) в результате чего появились первые "ксероксы". В 1978г. фирма Commodore выпустила на рынок первые модели матричных принтеров. В 1984г. фирма Hewlett-Packard выпускает первый лазерный принтер серии LaserJet, а в 1988г. – первый струйный принтер серии DeskJet.
Особенно важное значение имело ускоренное развитие внешних устройств для хранения информации. Вместо магнитных барабанов в первых компьютерах третьего поколения появились магнитные диски, которые имели значительно меньшие размеры магнитных меток и значительно большую скорость вращения. В 1973г. фирма IBM представляет жёсткий диск емкостью 16 Кб, который содержал 30 магнитных цилиндров по 30 дорожек в каждом. Из-за этого он был назван "винчестером" (30/30" - марка знаменитой американской винтовки). В 1980г. фирма Seagate Technologies представляет первый винчестер для персональных компьютеров - жёсткий диск диаметров 5.25 дюймов. В 1984г. фирма Philips выпускает первый дисковод CD-ROM для чтения информации с CD-дисков.
Понятие поколений компьютеров после четвертого оказалось размытым. Поначалу оно связывалось не с технологиями, а с функциональными характеристиками. Предполагался переход к новым архитектурам, ориентированным на создание искусственного интеллекта. Связь компьютера с пользователем должна осуществляться на основе «интеллектуального интерфейса». Задача интерфейса — понять текст, написанный на естественном языке или речь, и изложенное таким образом условие задачи перевести в работающую программу.
Основные требования к компьютерам пятого поколения: распознавание речи, образов; развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; создание новых технологий в производстве вычислительной техники; создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.
Однако эти задачи до сих пор в должной мере не реализованы. Поэтому в настоящее время существует распространенное мнение, что компьютерами пятого поколения следует называть суперкомпьютеры. Отличительной особенностью суперкомпьютеров, основанных на самых новейших технологиях, является многопроцессорность (тысячи одновременно работающих процессоров) и использование очень сложной методики распараллеливания вычислений, обеспеченной возможностями соответствующей операционной системы.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Глава Принципы алгоритмизации вычислений... Алгоритм... Принципы Фон Неймана Двоичная система счисления...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: История компьютерной индустрии
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов