Класифікація ЕОМ

ЕОМ класифікують по різних ознаках:

• по поколіннях (етапам розвитку обчислювальної техніки);
• по архітектурі;
• по продуктивності;
• за призначенням;
• по кількості процесорів;
• по споживчих властивостях і так далі

Ділення ЕОМ на покоління є вельми умовна, нестрога класифікація ОТ по мірі розвитку апаратних і програмних засобів, а також способів спілкування з ЕОМ.

Класифікація, що дається нижче, фактично продовжує історію розвитку ОТ, почату раніше в п. 1.2. Отже:

1 покоління - ЕОМ, створені в період з кінця 30-х до початку 50-х років минулого століття. Елементна база – електронні лампи, пристрої пам'яті – на базі ртутних ліній затримки. Характерні невеликий набір команд, низька надійність. Швидкодія складала від 1 до 20 тисяч елементарних операцій в секунду.

Програми писалися мовою конкретної машини. Процес введення і відладки програм займав багато часу. Вже при використанні ЕОМ 1-го покоління розкрився величезний розрив в часі створення ПЗ і часу розрахунків. Проте, ці машини вже дозволяли виробляти складні розрахунки, зв'язані, наприклад, з вирішенням завдань ядерної фізики або прогнозування погоди.

У 1947 р. в СРСР під керівництвом академіка С.А. Лебедева були початі роботи із створення малої електронної рахункової машини (МЕСМ). Ця машина була запущена в експлуатацію в 1951 році і стала першій ЕОМ в СРСР і континентальній Європі, а в 1953 році була створена сама швидкодіюча в Європі ЕОМ БЕСМ з продуктивністю 10000 операцій за секунду.

2 покоління - ЕОМ, створені приблизно в період 1954-1962 рр.

Характеризуються використанням в них не лише ламп, але і транзисторів (або лише транзисторів). Характерне використання пристроїв пам'яті на магнітних сердечниках. Істотно змінилися пристрої введення-виводу інформації - з'явилися высокопродуктивні пристрої для роботи з магнітними стрічками, барабанами і дисками. Швидкодія склала до сотень тисяч операцій за секунду. Різко зросли надійність і довговічність ЕОМ.

У розвитку ПЗ також сталися найважливіші події: з'явилися мови високого рівня: Фортран (1956), Алгол (1968), Кобол (1959), що допускають написання програм в наочному, легко сприйманому вигляді. Були створені і перші програми – транслятори, що перекладають програми з мови високого рівня на машинну мову. З'явилися також перші моніторні системи (прообраз сучасних операційних систем), прграми для керування режимом трансляції і виконання програм.

Проте ЕОМ 2-го покоління була властива програмна несумісність, що ускладнювало створення крупних інформаційних систем.

3 покоління. Ці машини створювалися приблизно в період 1963-1972 років. При переході від 2-го до 3-го поколінню найбільш важливі зміни, що сталися в архітектурі ЕОМ.

Отже, ЕОМ 3-го покоління – це машини з єдиною архітектурою, тобто програмно сумісні ЕОМ, що мають розвинені операційні системи. З'явилися можливості конвеєризації і розпаралелювання обчислювального процесу.

Елементна база цих машин – малі інтегральні схеми (кількість транзисторів на кристалі кремнію – порядка десятка, сотні), швидкодія - від десятків тисяч до мільйона елементарних операцій за секунду. Почали застосовуватися напівпровідникові пристрої пам'яті.

Революційною віхою в розвитку ОТ стало створення сімейства ЕОМ IBM360 у США, архітектура і ПЗ яких на довгі роки стали еталоном для подальших великих універсальних ЕОМ (аналогічна серія ЕОМ в СРСР називалася ЄС ЕОМ).

Серед ЕОМ, створених в ці роки в СРСР, слід зазначити БЕСМ-6 (С.А. Лебедев) з продуктивністю 1 милліон операцій за секунду. Оригінальна ЕОМ Мир-1 була створена у Київі під керівництвом академіка В.М.Глушкова. Як мова програмування цієї машини використовувалася мова високого рівня «Аналітик», що багато в чому нагадувала Алгол.

4 покоління - покоління ЕОМ, що діють, розроблених починаючи з 1972 року. Тут головна відмінність від попередніх поколінь в тому, що комп'ютери проектувалися з розрахунком на ефективне використання сучасних мов високого рівня з метою спрощення процесу програмування, а також взаємодії кінцевих користувачів і ЕОМ.

Для них характерне використання інтегральних схем великої і надвеликої міри інтеграції (ВІС і НВІС), швидкодіючих напівпровідникових пристроїв пам'яті, використання багато-процесорних і багатомашинних комплексів, що працюють на загальну пам'ять і загальні зовнішні пристрої. Швидкодія перевищила мільярди операцій за секунду. Характерне також широке вживання персональних ЕОМ і всемірний розвиток комп'ютерних мереж.

Перехід до ЕОМ 5 покоління вже почався. Він полягає не лише в підвищенні параметрів ЕОМ, але і в якісному переході від обробки даних до обробки знань.

Особливості таких ЕОМ можна доки лише передбачати, проте основний напрям роботи – це підвищення "інтелектуальності" ЕОМ, тобто вживання основ штучного інтелекту, що усуває бар'єр при спілкуванні ЕОМ і людини.

Вирішується також задача децентралізації обчислень за допомогою мереж ЕОМ.

 

За призначенням виділяють такі види комп'ютерів:

а) універсальні -призначені для вирішення різних завдань, типи яких не обмовляються. Ці ЕОМ характеризуються:

· різноманітністю форм оброблюваних даних (числових, символьних і так далі) при великому діапазоні їх зміни і високої точності представлення;

· великою ємністю внутрішньої пам'яті;

· розвиненою системою організації введення-виводу інформації, що забезпечує підключення всіляких пристроїв введення-виводу.

б) проблемно-орієнтовані -служать для вирішення вузького круга завдань, зв'язаних, як правило, з управлінням технологічними об'єктами, реєстрацією, накопиченням і обробкою невеликих об'ємів даних, виконанням розрахунків за нескладними правилами. Вони володіють обмеженим набором апаратних і програмних засобів.

в)спеціалізовані -застосовуються для вирішення дуже вузького круга завдань. Це дозволяє спеціалізувати їх структуру, понизити вартість і складність при збереженні високої продуктивності і надійності.

По розмірах і функціональних можливостях розрізняють чотири види комп'ютерів: суперЕОМ, великі, малі і мікроЕОМ.

СуперЕОМє потужними багатопроцесорними комп'ютерами з величезною швидкодією. Багатопроцесорність дозволяє розпаралелювати вирішення завдань і збільшує об'єми пам'яті, що значно прискорює процес рішення. Вони часто використовуються для вирішення експериментальних завдань, наприклад, для проведення шахових турнірів з людиною.

ВеликіЕОМ (їх називають мейнфреймами від англ. mainframe) характеризуються розрахованим на багато користувачів режимом (до 1000 користувачів одночасно можуть вирішувати свої завдання). Основний напрям – вирішення науково-технічних завдань, робота з великими об'ємами даних, управління комп'ютерними мережами і їх ресурсами.

МаліЕОМ використовуються як керуючі комп'ютери, для контролю над технологічними процесами. Застосовуються також для обчислень в розрахованих на багато користувачів системах, в системах автоматизації проектування, в системах моделювання нескладних об'єктів, в системах штучного інтелекту.

МікроЕОМ –це ЕОМ, в яких як керуючий і арифметичний пристрій використовуються мікропроцесор або декілька мікропроцесорів.

За призначенням мікроЕОМ можуть бути універсальними і спеціалізованими. За числом користувачів, що одночасно працюють за комп'ютером, – багатокористувачеві і розраховані на одного користувача. Спеціалізовані, розраховані на багато користувачів мікроЕОМ (сервери - від англ. server) є потужними комп'ютерами, використовуваними в комп'ютерних мережах для обробки запитів всіх комп'ютерів мережі. Спеціалізовані розраховані (робочі станції – workstation, англ.) на одного користувача експлуатуються в комп'ютерних мережах для виконання прикладних завдань. Універсальні, розраховані на багато користувачів мікроЕОМ є потужними комп'ютерами, обладнаними декількома терміналами. Універсальні та розраховані на одного користувача мікроЕОМ загальнодоступні. До їх числа відносяться персональні комп'ютери – ПК. Найбільш популярним представником ПК є комп'ютер класу IBM РС (International Business Machines– Personal Computer).

 

Контрольні запитання

 

1. Які проблеми перших ЕОМ вирішував в своїй роботі Дж. фон Нейман ?

2. Сформулюйте принципи Дж. фон Неймана. Які з них застосовуються в сучасній обчислювальній техніці ?

3. По яких ознаках можна виробляти класифікацію ЕОМ ?

4. Стисло охарактеризуйте основні етапи розвитку обчислювальної техніки. Який етап відповідає нашому часу ?

5. Назвіть основні типи компъютеров, що відрізняються призначенням і функціональними можливостями.