Chercher

δημιουργία και ανάπτυξη επικοινωνιών, ιδιαίτερα ασύρματων.

Η εφεύρεση του κινηματογράφου.

Η εμφάνιση και ανάπτυξη της αεροπορίας και της διαστημικής τεχνολογίας.

Τα σύγχρονα αεροσκάφη στα τεχνικά και σχεδιαστικά τους χαρακτηριστικά δεν είναι συγκρίσιμα με τα πρώτα αεροσκάφη.

Αλλά η πιο δραματική πρόοδος έχει σημειωθεί στον τομέα της τεχνολογίας των υπολογιστών. (Πριν από περίπου 50 χρόνια οι πρώτοι υπολογιστές είχαν χωρητικότητα περίπου 30 τόνων, μια έκταση περίπου 200 m2)

Ο χρόνος υπολογισμού μετρήθηκε σε ώρες ή ημέρες.

Τώρα ο υπολογιστής μπορεί να τοποθετηθεί σε κρύσταλλο πυριτίου S = 5mm 2, ο χρόνος υπολογισμού είναι μικροδευτερόλεπτα και κοστίζουν λίγο.

Επιπλέον, σε αντίθεση με τους πρώτους υπολογιστές, οι οποίοι ήταν προγραμματισμένοι σε μαθηματικούς κώδικες και μπορούσαν να εκτελούν κυρίως δυσκίνητους μαθηματικούς υπολογισμούς, οι σύγχρονοι υπολογιστές είναι ικανοί να αποδεικνύουν θεωρήματα, να μεταφράζουν κείμενο και να αναπαράγουν κινούμενα αντικείμενα.

Η εμφάνιση της πρώτης μηχανής για την εκτέλεση τεσσάρων αριθμητικών πράξεων χρονολογείται στις αρχές του 17ου αιώνα. (1623 ο W. Schickard εφηύρε μια μηχανική μηχανή για πρόσθεση, αφαίρεση, μερικό πολλαπλασιασμό και διαίρεση), αλλά η γαλλική επιτραπέζια μηχανή προσθήκης (1642) αποδείχθηκε πιο διάσημη. επιστήμονας Πασκάλ. 1671 Ο Leibniz επινόησε το λεγόμενο Γραναζωτός τροχός Leibniz που σας επιτρέπει να εκτελέσετε 4 αριθμητικές πράξεις.

Τον 19ο αιώνα Η ανάγκη διενέργειας υπολογισμών που σχετίζονται με την επεξεργασία των αποτελεσμάτων των αστρονομικών παρατηρήσεων και υπολογισμών που σχετίζονται με τη σύνταξη μαθηματικών πινάκων έχει γίνει πιο έντονη. Επομένως, το 1823 αγγλικά. Ο μαθηματικός Charles Babbage άρχισε να αναπτύσσει μια αυτοματοποιημένη μηχανή διαφοράς που τροφοδοτείται από μια ατμομηχανή.

Το μηχάνημα έπρεπε να υπολογίσει τις τιμές των πολυωνύμων και να εκτυπώσει τα αποτελέσματα σε ένα αρνητικό για φωτογραφική εκτύπωση, αλλά τα τεχνικά μέσα που υπήρχαν εκείνη την εποχή δεν κατέστησαν δυνατή την ολοκλήρωση αυτής της ιδέας, και επιπλέον, ο ίδιος ο Babbage άρχισε να ενδιαφέρεται να σχεδιάσει μια πιο ισχυρή υπολογιστική μηχανή. Η νέα υπολογιστική μηχανή του Babbage ονομάστηκε «αναλυτική».

Το 1894, περιέγραψε τις βασικές αρχές του, οι οποίες ενσωματώθηκαν στον αργαλειό του προγράμματος με τον έλεγχο με διάτρητη κάρτα από τον Γάλλο Ζακάρ.

Το Analytical Engine ήταν ένας από τους πρώτους προγραμματιζόμενους αυτόματους υπολογιστές με διαδοχικό έλεγχο. Είχε αριθμητική συσκευή και μνήμη.

Στα τέλη του 19ου αιώνα. Ο Hollerith ανέπτυξε μια μηχανή εισαγωγής καρτών διάτρησης ικανή να ταξινομεί αυτόματα και να ταξινομεί δεδομένα. Χρησιμοποιήθηκε το 1890 στην Αμερική και έγιναν απογραφές σε αυτό. Το πρόγραμμα διαβάστηκε από μια διάτρητη κάρτα χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές βούρτσες επαφής. Τα ρελέ Em χρησιμοποιούνται ως ψηφιακοί μετρητές.

1896 Η Horrelite ίδρυσε την εταιρεία, τον προκάτοχο της IBM.

Μετά το θάνατο του Babbage δεν υπήρξε αξιοσημείωτη πρόοδος.

υπολογισμός ταχύτητας μηχανικός ή ηλεκτρική γούνα. τα αυτοκίνητα ήταν περιορισμένα, έτσι στη δεκαετία του '30. Τον 20ο αιώνα ξεκίνησε η ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών (computers). Βασίζεται σε σωλήνες κενού 3 ηλεκτροδίων (τριόδια), που εφευρέθηκαν το 1906 από τον Lead Frest.

Ο πρώτος παγκόσμιος υπολογιστής, ο Eniak, αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο της Πενσυλβάνια στις ΗΠΑ (1940-1946) - η ανάπτυξη αριθμητικών πινάκων για τον υπολογισμό της διαδρομής πτήσης των αντικειμένων. (18 χιλιάδες ηλεκτρονικές πλακέτες, 140 kW, 10ο CC, προγραμματισμένες χειροκίνητα χρησιμοποιώντας διακόπτες.

Σύγχρονες τάσεις στην ανάπτυξη της τεχνολογίας των υπολογιστών.

Επί του παρόντος, ο κόσμος διέρχεται μια μετάβαση από μια βιομηχανική κοινωνία στην κοινωνία της πληροφορίας. Αν το κύριο περιεχόμενο της βιομηχανικής κοινωνίας ήταν η παραγωγή και η κατανάλωση ψάθας. οφέλη, τότε η κινητήρια δύναμη της κοινωνίας της πληροφορίας είναι η δημιουργία και η κατανάλωση πληροφοριακών πόρων διαφόρων τύπων και σκοπών. Ταυτόχρονα, η επίτευξη οικονομικών και κοινωνικών αποτελεσμάτων καθορίζεται όχι τόσο και όχι τόσο από τη διαθεσιμότητα υλικών και ενεργειακών πόρων, αλλά από την κλίμακα και τον ρυθμό της πληροφορικής της κοινωνίας και την ευρεία χρήση των τεχνολογιών της πληροφορίας σε όλους τους τομείς. της ανθρώπινης δραστηριότητας.

Ανεξαρτησία από τις διαφορές και τα χαρακτηριστικά των διαδικασιών πληροφοριών σε διάφορους τομείς της κοινωνικής ζωής, χαρακτηρίζονται από την παρουσία 3 συστατικών:

ταυτότητα (ομοιομορφία) των κύριων μέσων παραγωγής (τεχνολογία υπολογιστών και επιστήμη των υπολογιστών)

ταυτότητα των «πρώτων υλών» (αρχικά δεδομένα προς ανάλυση και επεξεργασία)

Ταυτότητα των κατασκευασμένων προϊόντων (πληροφορίες «επεξεργασμένες»)

Βασικός ρόλος στην πληροφοριακή υποδομή ανήκει στις τηλεπικοινωνίες συστημάτων, καθώς και στους υπολογιστές. συστήματα και τα δίκτυά τους.

Τα πιο πρόσφατα υπολογιστικά εργαλεία συγκεντρώνονται σε αυτούς τους τομείς. τεχνολογία, την επιστήμη των υπολογιστών και τις επικοινωνίες, και χρησιμοποιεί επίσης τις πιο προηγμένες τεχνολογίες πληροφοριών.

Στην προηγούμενη ιστορία της ανάπτυξης της τεχνολογίας υπολογιστών (ξεκινώντας από τη δεκαετία του '40 του 20ου αιώνα), διακρίνονται 4 γενιές υπολογιστών, που διαφέρουν μεταξύ τους στη βάση στοιχείων, τη λειτουργική λογική οργάνωση, το σχεδιασμό και την τεχνολογία. εκτέλεση, λογισμικό, τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά και τρόποι χρήσης.

Η αλλαγή των γενεών συνοδεύτηκε από αλλαγή τεχνικά λειτουργικά και τεχνικά

οικονομικούς δείκτες υπολογιστών.

Πρώτα από όλα αυτό:

απόδοση, χωρητικότητα μνήμης, αξιοπιστία, κόστος.

Ταυτόχρονα, αυτό συνοδεύτηκε από μια τάση βελτίωσης του λογισμικού και αύξησης της αποτελεσματικότητας χρήσης και πρόσβασης σε αυτό.

Επί του παρόντος, βρίσκονται σε εξέλιξη εργασίες για τη δημιουργία υπολογιστών 5ης γενιάς, που θα φέρουν τη δημιουργία τεχνητής νοημοσύνης πιο κοντά στην πραγματικότητα.

Ταξινόμηση ηλεκτρονικού εξοπλισμού

Μέχρι σήμερα, εκατομμύρια υπολογιστές διαφόρων τύπων, κλάσεων και επιπέδων έχουν ήδη παραχθεί και δημιουργούνται στον κόσμο.

Το EVT συνήθως χωρίζεται σε αναλογική και ψηφιακή.

Στο AVM, οι πληροφορίες αντιπροσωπεύονται από τις αντίστοιχες τιμές ορισμένων αναλόγων (συνεχείς φυσικές ποσότητες) - ρεύμα, τάση, γωνία περιστροφής κ.λπ.

Τα AVM παρέχουν αποδεκτή απόδοση, αλλά μέτρια ακρίβεια υπολογισμού περίπου. 10 -2 -10 -3

Τα AVM έχουν αρκετά περιορισμένη διανομή και χρησιμοποιούνται κυρίως σε ερευνητικά ινστιτούτα και σχεδιαστικούς οργανισμούς για την ανάπτυξη της έρευνας και την τελειοποίηση των ιχνών. δείγματα εξοπλισμού, π.χ. Τα AVM ανήκουν στον τομέα των εξειδικευμένων υπολογιστών.

Οι ψηφιακοί υπολογιστές στους οποίους εμφανίζονται πληροφορίες χρησιμοποιώντας ψηφιακούς ή δυαδικούς κώδικες έχουν γίνει πιο διαδεδομένοι.

Ο γρήγορος ρυθμός ανάπτυξης και αλλαγής των μοντέλων ψηφιακών υπολογιστών καθιστά δύσκολη τη χρήση οποιασδήποτε τυπικής ταξινόμησης.

Ο ακαδημαϊκός Gluzhkov σημείωσε ότι μπορούν να διακριθούν τρεις παγκόσμιοι τομείς που απαιτούν τη χρήση ποιοτικά διαφορετικών τύπων υπολογιστών και:

παραδοσιακή χρήση υπολογιστών για αυτοματοποιημένους υπολογισμούς

η χρήση υπολογιστών σε διάφορα συστήματα ελέγχου (από τη δεκαετία του '60 - η σφαίρα περιλαμβάνει στο μεγαλύτερο βαθμό τη χρήση γραμμής υπολογιστή)

Οι μηχανές αυτού του προφίλ πρέπει να πληρούν τα ακόλουθα. απαιτήσεις:

φθηνότερο σε σύγκριση με μεγάλους κεντρικούς υπολογιστές.

πιο αξιόπιστο, ειδικά όταν εργάζεστε απευθείας στον βρόχο ελέγχου.

έχουν μεγαλύτερη ευελιξία και προσαρμοστικότητα στις συνθήκες εργασίας

ήταν αρχιτεκτονικά διαφανές, δηλ. Η δομή και οι λειτουργίες του υπολογιστή πρέπει να είναι κατανοητές από τον γενικό χρήστη.

3. Για την επίλυση προβλημάτων τεχνητής νοημοσύνης.

Η αγορά υπολογιστών διαθέτει ένα ευρύ φάσμα τάξεων και μοντέλων υπολογιστών. Για παράδειγμα, η IBM, η οποία παράγει περίπου το 80% του παγκόσμιου πάρκου μηχανών, παράγει κυρίως 4 κατηγορίες υπολογιστών:

υπολογιστές μεγάλου μεγέθους (μεγάλο σύστημα υπολογιστή) – μηχανήματα πολλών χρηστών με κεντρική επεξεργασία πληροφοριών και διάφορες μορφές απομακρυσμένης πρόσβασης.

Σύμφωνα με ειδικούς της IBM, περίπου. Το 50% των συνολικών δεδομένων στα συστήματα πληροφοριών του κόσμου θα πρέπει να αποθηκεύεται σε μεγάλα μηχανήματα. Η νέα τους γενιά προορίζεται για χρήση σε δίκτυα ως μεγάλοι διακομιστές.

Η ανάπτυξη υπολογιστών αυτής της κατηγορίας έχει μεγάλη σημασία για τη Ρωσική Ομοσπονδία, επειδή έχουμε ένα τεράστιο ανεκτέλεστο υπολογιστών στο πλαίσιο του προγράμματος της ΕΕ που δανείστηκε την αρχιτεκτονική του IBM 360/310, οπότε ελήφθη η απόφαση να συνεχιστεί η ανάπτυξη αυτής της κατεύθυνσης και το 1993 υπογράφηκε συμφωνία με την IBM, σύμφωνα με την οποία η Ρωσική Ομοσπονδία έλαβε το δικαίωμα παραγωγής 23 τύπων των τελευταίων μοντέλων - αναλόγων της IBM με απόδοση από 1,5 έως 167 εκατομμύρια λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο.Αυτοκίνητα/ 6000 R.S.

, που έχουν υψηλές επιδόσεις και προορίζονται για την κατασκευή σταθμών εργασίας, για εργασία με γραφικά, για διακομιστές UNIX και συμπλέγματα συμπλέγματος για επιστημονική έρευνα.Μεσαίους υπολογιστές

κυρίως για εργασία σε χρηματοοικονομικές δομές (επιχειρηματικοί υπολογιστές). Δίνουν ιδιαίτερη προσοχή στη διατήρηση και ασφάλεια των δεδομένων, καθώς και στη συμβατότητα λογισμικού. Αυτά τα μηχανήματα χρησιμοποιούνται ως διακομιστές τοπικού δικτύου.Υπολογιστές βασισμένοι σε πλατφόρμες μικροεπεξεργαστή

Intel

Υπολογιστικά συστήματα που χρησιμοποιούν παράλληλη λειτουργία. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα παρακάτω. ταξινόμηση των εγκαταστάσεων υπολογιστών με βάση τη διαίρεση τους σε:

ταχύτητα δράσηςσούπερ υπολογιστή

, για την επίλυση πολύπλοκων υπολογιστικών προβλημάτων και για την εξυπηρέτηση των μεγαλύτερων τραπεζών δεδομένων πληροφοριώνυπολογιστές mainframe

, για τμήματα, περιφερειακά και περιφερειακά υπολογιστικά κέντρα.μεσαίους υπολογιστές

, για συστήματα ελέγχου διεργασιών (συστήματα ελέγχου διεργασιών) και συστήματα ελέγχου διεργασιών (συστήματα ελέγχου παραγωγής), καθώς και για διαχείριση κατανεμημένης επεξεργασίας πληροφοριών ως διακομιστές.προσωπικούς και επαγγελματικούς υπολογιστές

στη βάση τους, δημιουργούνται αυτοματοποιημένοι χώροι εργασίας (αυτοματοποιημένοι σταθμοί εργασίας) για ειδικούς διαφόρων προφίλ.ενσωματωμένοι μικροεπεξεργαστές (μικροϋπολογιστές)

για αυτοματοποιημένο έλεγχο μεμονωμένων συσκευών και μηχανισμών.

Η Ρωσική Ομοσπονδία έχει ανάγκη:

Σούπερ υπολογιστής ~ 100-200 τεμ.

Υπολογιστές Mainframe ~ 1000 τεμ.

Οι πρώτοι ηλεκτρονικοί υπολογιστές (υπολογιστές) εμφανίστηκαν πριν από λίγο περισσότερο από 50 χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η μικροηλεκτρονική, η τεχνολογία των υπολογιστών και ολόκληρη η βιομηχανία της επιστήμης των υπολογιστών έχουν γίνει ένα από τα κύρια συστατικά της παγκόσμιας επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου. Η επιρροή της τεχνολογίας των υπολογιστών σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας συνεχίζει να επεκτείνεται. Επί του παρόντος, οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται όχι μόνο για την εκτέλεση πολύπλοκων υπολογισμών, αλλά και στη διαχείριση παραγωγικών διαδικασιών, στην εκπαίδευση, την υγειονομική περίθαλψη, την οικολογία κ.λπ. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι οι υπολογιστές είναι ικανοί να επεξεργάζονται κάθε είδους πληροφορίες: αριθμητικές, κείμενο, πίνακα, γραφικό, ήχο, πληροφορίες βίντεο.

Ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής, ELILC, κατασκευάστηκε το 1946 ως μέρος ενός ερευνητικού προγράμματος που χρηματοδοτήθηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ. Ένα χρόνο νωρίτερα, ο J. von Neumann δημοσίευσε ένα άρθρο που περιέγραφε τις βασικές αρχές της κατασκευής υπολογιστών. Το έργο βασίστηκε σε ένα μοντέλο υπολογιστή που αναπτύχθηκε από έναν Αμερικανό βουλγαρικής καταγωγής, τον J. Atanasov, ο οποίος συμμετείχε σε μεγάλης κλίμακας υπολογισμούς. Τέτοιοι εξέχοντες επιστήμονες όπως οι K. Shannon, N. Winner, J. von Neumann και άλλοι συμμετείχαν ενεργά στην υλοποίηση του έργου. Από εκείνη τη στιγμή ξεκίνησε η εποχή της τεχνολογίας των υπολογιστών. Με υστέρηση 10-15 ετών, η εγχώρια τεχνολογία υπολογιστών άρχισε να αναπτύσσεται.

Τα μαθηματικά θεμέλια των αυτόματων υπολογισμών είχαν ήδη αναπτυχθεί εκείνη την εποχή (G. Leibniz, J. Boole, L. Turing, κ.λπ.), αλλά η εμφάνιση των υπολογιστών έγινε δυνατή μόνο χάρη στην ανάπτυξη της ηλεκτρονικής τεχνολογίας. Οι επανειλημμένες προσπάθειες δημιουργίας διαφόρων ειδών αυτόματων υπολογιστικών συσκευών (από τους απλούστερους υπολογισμούς μέχρι μηχανικούς και ηλεκτρομηχανικούς υπολογιστές) δεν κατέστησαν δυνατή την κατασκευή αξιόπιστων και οικονομικά αποδοτικών μηχανών.

Η εμφάνιση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων κατέστησε δυνατή την κατασκευή ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής ή υπολογιστής είναι ένα σύνολο υλικού και λογισμικού που έχει σχεδιαστεί για να αυτοματοποιεί την προετοιμασία και την επίλυση προβλημάτων χρήστη (Εικ. 1).

Ως χρήστης νοείται το πρόσωπο για τα συμφέροντα του οποίου γίνεται η επεξεργασία των δεδομένων. Οι πελάτες της υπολογιστικής εργασίας, οι προγραμματιστές και οι χειριστές μπορούν να ενεργήσουν ως χρήστες. Κατά κανόνα, ο χρόνος προετοιμασίας των προβλημάτων είναι πολλές φορές μεγαλύτερος από τον χρόνο επίλυσής τους.

Οι υπολογιστές είναι καθολικά τεχνικά μέσα για την αυτοματοποίηση της υπολογιστικής εργασίας, δηλαδή είναι ικανοί να λύσουν τυχόν προβλήματα που σχετίζονται με τη μετατροπή της πληροφορίας. Ωστόσο, η προετοιμασία προβλημάτων για λύση σε έναν υπολογιστή ήταν και παραμένει μέχρι σήμερα μια διαδικασία αρκετά εντατικής εργασίας, που απαιτεί ειδικές γνώσεις και δεξιότητες από τους χρήστες σε πολλές περιπτώσεις.

Για να μειωθεί η ένταση εργασίας της προετοιμασίας προβλημάτων προς επίλυση, η αποτελεσματικότερη χρήση μεμονωμένου υλικού, λογισμικού και υπολογιστών στο σύνολό τους, καθώς και για να διευκολυνθεί η λειτουργία τους, κάθε υπολογιστής διαθέτει ένα ειδικό σύνολο λογισμικού. Συνήθως, το υλικό και το λογισμικό διασυνδέονται και συνδυάζονται σε μια δομή.

Μια δομή είναι μια συλλογή στοιχείων και οι συνδέσεις τους. Ανάλογα με το πλαίσιο, διακρίνονται οι δομές των μέσων τεχνικού, λογισμικού, υλικού-λογισμικού και πληροφοριών.

Κάποιο λογισμικό διασφαλίζει την αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών και των υπολογιστών και είναι ένα είδος «ενδιάμεσου» μεταξύ τους. Ονομάζεται λειτουργικό σύστημα και αποτελεί τον πυρήνα του λογισμικού υπολογιστών.

Με τον όρο λογισμικό εννοούμε ένα σύνολο εργαλείων λογισμικού που χρησιμοποιούνται τακτικά, σχεδιασμένα να δημιουργούν την απαραίτητη υπηρεσία για τους χρήστες.

Το λογισμικό μεμονωμένων υπολογιστών και συστημάτων υπολογιστών (CS) μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ως προς τη σύνθεση των προγραμμάτων που χρησιμοποιούνται, η οποία καθορίζεται από την κατηγορία του εξοπλισμού υπολογιστών που χρησιμοποιείται, τους τρόπους χρήσης του, το περιεχόμενο της υπολογιστικής εργασίας των χρηστών κ.λπ. Η ανάπτυξη λογισμικού για σύγχρονους υπολογιστές και υπολογιστές είναι σε μεγάλο βαθμό εξελικτική και εμπειρική, αλλά είναι δυνατό να εντοπιστούν πρότυπα στην κατασκευή του.

Ας εξετάσουμε τα κύρια ορόσημα και τις τάσεις στην ανάπτυξη των υπολογιστών, του υλικού και του λογισμικού τους (Πίνακας 1).

Πίνακας 1

Γενικά, η διαδικασία προετοιμασίας και επίλυσης προβλημάτων σε έναν υπολογιστή απαιτεί την ακόλουθη σειρά βημάτων:

1) διατύπωση του προβλήματος και μαθηματική διατύπωση του προβλήματος.

2) επιλογή μεθόδου και ανάπτυξη αλγορίθμου λύσης.

3) προγραμματισμός (γραφή αλγορίθμου) χρησιμοποιώντας κάποια αλγοριθμική γλώσσα.

4) σχεδιασμός και οργάνωση της υπολογιστικής διαδικασίας - η σειρά και η σειρά χρήσης των πόρων του υπολογιστή και του υπολογιστή.

5) ο σχηματισμός ενός "προγράμματος μηχανής", δηλαδή ενός προγράμματος που θα εκτελεστεί απευθείας από τον υπολογιστή.

6) η πραγματική λύση στο πρόβλημα - εκτέλεση υπολογισμών χρησιμοποιώντας έτοιμο πρόγραμμα.

Καθώς η τεχνολογία των υπολογιστών αναπτύσσεται, η αυτοματοποίηση αυτών των σταδίων έρχεται από τα κάτω

Στην πορεία ανάπτυξης της τεχνολογίας ηλεκτρονικών υπολογιστών, μπορούν να διακριθούν τέσσερις γενιές υπολογιστών, που διαφέρουν ως προς τη βάση στοιχείων, τη λειτουργική και λογική οργάνωση, το σχεδιασμό και τον τεχνολογικό σχεδιασμό, το λογισμικό, τα τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά και τον βαθμό πρόσβασης στον υπολογιστή. χρήστες. Η αλλαγή των γενεών συνοδεύτηκε από μια αλλαγή στους κύριους τεχνικούς, λειτουργικούς και τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες των υπολογιστών, κυρίως όπως η ταχύτητα, η χωρητικότητα μνήμης, η αξιοπιστία και το κόστος. Ταυτόχρονα, μια από τις κύριες τάσεις ανάπτυξης ήταν και παραμένει η επιθυμία μείωσης της έντασης εργασίας στην προετοιμασία προγραμμάτων για τις εργασίες που επιλύονται, διευκόλυνση της σύνδεσης χειριστών με μηχανήματα και αύξηση της αποτελεσματικότητας χρήσης των τελευταίων. Αυτό υπαγορεύτηκε και υπαγορεύεται από τη συνεχή αύξηση της πολυπλοκότητας και της έντασης εργασίας των εργασιών, η λύση των οποίων ανατίθεται σε υπολογιστές σε διάφορους τομείς εφαρμογής.

Οι δυνατότητες βελτίωσης της τεχνικής και λειτουργικής απόδοσης των υπολογιστών εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των ηλεκτρονικών τους κυκλωμάτων. Επομένως, κατά την εξέταση των σταδίων ανάπτυξης υπολογιστή, κάθε γενιά, κατά κανόνα, χαρακτηρίζεται πρώτα απ 'όλα από τη βάση στοιχείων που χρησιμοποιείται.

Το κύριο ενεργό στοιχείο των υπολογιστών πρώτης γενιάς ήταν ένας σωλήνας κενού, τα υπόλοιπα στοιχεία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού ήταν συνηθισμένες αντιστάσεις, πυκνωτές και μετασχηματιστές. Για να φτιάξω RAM ήδη από τη μέση

Αρχές κατασκευής υπολογιστών

Στη δεκαετία του 1950, άρχισαν να χρησιμοποιούνται στοιχεία που αναπτύχθηκαν ειδικά για το σκοπό αυτό - πυρήνες φερρίτη με ορθογώνιο βρόχο υστέρησης. Αρχικά, ο τυπικός τηλεγραφικός εξοπλισμός (τηλεγραφομηχανές, κασέτες, πομποί, εξοπλισμός μηχανών μέτρησης και διάτρησης) χρησιμοποιήθηκε ως συσκευή εισόδου-εξόδου και στη συνέχεια αναπτύχθηκαν ειδικά ηλεκτρομηχανικές συσκευές αποθήκευσης σε μαγνητικές ταινίες, τύμπανα, δίσκους και συσκευές εκτύπωσης υψηλής ταχύτητας. .

Οι υπολογιστές αυτής της γενιάς ήταν μεγάλοι σε μέγεθος και κατανάλωναν πολλή ενέργεια. Η ταχύτητα αυτών των μηχανών κυμαινόταν από αρκετές εκατοντάδες έως αρκετές χιλιάδες λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο, η χωρητικότητα μνήμης ήταν αρκετές χιλιάδες λέξεις μηχανής και η αξιοπιστία υπολογίστηκε σε αρκετές ώρες λειτουργίας.

Σε αυτούς τους υπολογιστές, μόνο το έκτο στάδιο υπόκειται σε αυτοματισμό, αφού πρακτικά δεν υπήρχε κανένα λογισμικό κανενός είδους. Ο χρήστης έπρεπε να προετοιμάσει μόνος του και τα πέντε προηγούμενα στάδια χειροκίνητα, μέχρι τη λήψη κωδικών μηχανής για τα προγράμματα. Η ένταση της εργασίας και η συνήθης φύση αυτών των εργασιών ήταν η πηγή μεγάλου αριθμού σφαλμάτων στις αναθέσεις. Ως εκ τούτου, στην επόμενη γενιά υπολογιστών εμφανίστηκαν πρώτα στοιχεία και στη συνέχεια ολόκληρα συστήματα που διευκόλυναν τη διαδικασία προετοιμασίας προβλημάτων προς επίλυση.

Οι σωλήνες αντικαταστάθηκαν από τρανζίστορ στα αυτοκίνητα δεύτερης γενιάς (αρχές της δεκαετίας του '60). Οι υπολογιστές άρχισαν να έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα, χωρητικότητα RAM και αξιοπιστία. Όλα τα κύρια χαρακτηριστικά έχουν αυξηθεί κατά 1-2 τάξεις μεγέθους. Οι διαστάσεις, το βάρος και η κατανάλωση ενέργειας μειώθηκαν σημαντικά. Ένα μεγάλο επίτευγμα ήταν η χρήση τυπωμένης καλωδίωσης. Η αξιοπιστία των ηλεκτρομηχανικών συσκευών εισόδου/εξόδου, των οποίων το ειδικό βάρος έχει αυξηθεί, έχει αυξηθεί. Οι μηχανές δεύτερης γενιάς άρχισαν να έχουν μεγαλύτερες υπολογιστικές και λογικές δυνατότητες.

Χαρακτηριστικό των μηχανών δεύτερης γενιάς είναι η διαφοροποίησή τους ανά εφαρμογή. Οι υπολογιστές εμφανίστηκαν να λύνουν επιστημονικά, τεχνικά και οικονομικά προβλήματα, να ελέγχουν παραγωγικές διαδικασίες και διάφορα αντικείμενα (μηχανές ελέγχου).

Παράλληλα με την τεχνική βελτίωση των υπολογιστών, αναπτύσσονται μέθοδοι και τεχνικές προγραμματισμού υπολογισμών, το υψηλότερο επίπεδο των οποίων είναι η εμφάνιση συστημάτων προγραμματισμού αυτοματισμού που διευκολύνουν σημαντικά το έργο των μαθηματικών και των προγραμματιστών.

Οι αλγοριθμικές γλώσσες έχουν αναπτυχθεί και χρησιμοποιούνται ευρέως, απλοποιώντας σημαντικά τη διαδικασία προετοιμασίας προβλημάτων για επίλυση. Με την εμφάνιση των αλγοριθμικών γλωσσών, ο αριθμός των προγραμματιστών μειώθηκε απότομα, αφού οι ίδιοι οι χρήστες μπορούσαν να γράφουν προγράμματα σε αυτές τις γλώσσες.

Η ευρεία χρήση αλγοριθμικών γλωσσών (Autocodes, Algol, Fortran κ.λπ.) και των αντίστοιχων μεταφραστών τους, που καθιστούν δυνατή την αυτόματη δημιουργία προγραμμάτων μηχανής σύμφωνα με την περιγραφή τους σε αλγοριθμική γλώσσα, οδήγησε στη δημιουργία βιβλιοθηκών τυπικών προγραμμάτων , το οποίο κατέστησε δυνατή την κατασκευή προγραμμάτων μηχανών σε μπλοκ, χρησιμοποιώντας τη συσσωρευμένη και αποκτηθείσα από τους προγραμματιστές εμπειρία. Τα νέα εργαλεία λογισμικού εδώ δεν έχουν ακόμη συνδυαστεί σε ξεχωριστά πακέτα υπό κοινή διαχείριση. Σημειώστε ότι τα χρονικά όρια για την εμφάνιση όλων αυτών των καινοτομιών είναι αρκετά θολά. Συνήθως η προέλευσή τους βρίσκεται ήδη στα βάθη των υπολογιστών προηγούμενων γενεών.

Η τρίτη γενιά υπολογιστών (τέλη δεκαετίας '60 - αρχές δεκαετίας '70) χαρακτηρίζεται από την ευρεία χρήση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι ένα πλήρες λογικό και λειτουργικό μπλοκ που αντιστοιχεί σε ένα αρκετά περίπλοκο κύκλωμα τρανζίστορ. Χάρη στη χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, ήταν δυνατό να επιτευχθούν ακόμη περισσότερα

βελτίωση των τεχνικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών των μηχανών. Η τεχνολογία των υπολογιστών έχει αρχίσει να διαθέτει ένα ευρύ φάσμα συσκευών που καθιστούν δυνατή την κατασκευή μιας ποικιλίας συστημάτων επεξεργασίας δεδομένων εστιασμένων σε διάφορες εφαρμογές. Κάλυψαν ένα ευρύ φάσμα επιδόσεων, το οποίο διευκόλυνε επίσης η ευρεία χρήση τυπωμένης καλωδίωσης πολλαπλών στρώσεων.

Στους υπολογιστές τρίτης γενιάς, η γκάμα των διαφόρων ηλεκτρομηχανικών συσκευών εισόδου και εξόδου έχει επεκταθεί σημαντικά. Η ανάπτυξη αυτών των συσκευών έχει εξελικτικό χαρακτήρα: τα χαρακτηριστικά τους βελτιώνονται πολύ πιο αργά από τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρονικού εξοπλισμού.

Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό της ανάπτυξης λογισμικού αυτής της γενιάς είναι η εμφάνιση έντονου λογισμικού και η ανάπτυξη των βασικών του λειτουργικών συστημάτων που είναι υπεύθυνα για την οργάνωση και τη διαχείριση της υπολογιστικής διαδικασίας. Ήταν εδώ που η έννοια του «υπολογιστή» άρχισε ολοένα και περισσότερο να αντικαθίσταται από την έννοια του «υπολογιστικού συστήματος», η οποία αντανακλούσε σε μεγάλο βαθμό την πολυπλοκότητα τόσο του υλικού όσο και του λογισμικού του υπολογιστή. Το κόστος του λογισμικού έχει αρχίσει να αυξάνεται και επί του παρόντος ξεπερνά κατά πολύ το κόστος του υλικού (Εικ. 2).

Το λειτουργικό σύστημα (OS) σχεδιάζει την αλληλουχία διανομής και χρήσης των πόρων του συστήματος υπολογιστή και επίσης διασφαλίζει τη συντονισμένη λειτουργία τους. Ως πόροι νοούνται συνήθως τα μέσα που χρησιμοποιούνται για υπολογισμούς: χρόνος υπολογιστή μεμονωμένων επεξεργαστών ή υπολογιστών που περιλαμβάνονται στο σύστημα. όγκοι μνήμης RAM και εξωτερικής μνήμης. μεμονωμένες συσκευές, συστοιχίες πληροφοριών. βιβλιοθήκες προγραμμάτων? ξεχωριστά προγράμματα τόσο γενικής όσο και ειδικής εφαρμογής κ.λπ. Είναι ενδιαφέρον ότι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες λειτουργίες του ΛΣ όσον αφορά την επεξεργασία καταστάσεων έκτακτης ανάγκης (προστασία προγραμμάτων από αμοιβαίες παρεμβολές, συστήματα διακοπής και προτεραιότητας, υπηρεσία χρόνου, διασύνδεση με κανάλια επικοινωνίας κ.λπ.) εφαρμόστηκαν πλήρως ή εν μέρει σε υλικό. Ταυτόχρονα, εφαρμόστηκαν πιο περίπλοκοι τρόποι λειτουργίας: συλλογική πρόσβαση σε πόρους, λειτουργίες πολλαπλών προγραμμάτων. Μερικές από αυτές τις λύσεις έγιναν ένα είδος προτύπου και άρχισαν να χρησιμοποιούνται παντού σε υπολογιστές διαφόρων κατηγοριών.

Τα μηχανήματα τρίτης γενιάς έχουν επεκτείνει σημαντικά τη δυνατότητα παροχής άμεσης πρόσβασης σε αυτά από συνδρομητές που βρίσκονται σε διάφορες, συμπεριλαμβανομένων σημαντικών (δεκάδων και εκατοντάδων χιλιομέτρων) αποστάσεων. Η ευκολία επικοινωνίας μεταξύ του συνδρομητή και του μηχανήματος επιτυγχάνεται μέσω ενός ανεπτυγμένου δικτύου σημείων συνδρομητών που συνδέονται με τον υπολογιστή μέσω καναλιών επικοινωνίας πληροφοριών και αντίστοιχου λογισμικού.

Για παράδειγμα, στη λειτουργία χρονομερισμού, δίνεται σε πολλούς συνδρομητές η ευκαιρία να έχουν ταυτόχρονα, άμεση και γρήγορη πρόσβαση σε έναν υπολογιστή. Λόγω της μεγάλης διαφοράς στην αδράνεια ανθρώπου και μηχανής, καθένας από τους συνδρομητές που εργάζονται ταυτόχρονα έχει την εντύπωση ότι μόνο του δίνεται χρόνος μηχανής.

Εδώ εκδηλώνεται σε ακόμη μεγαλύτερο βαθμό η τάση προς την ενοποίηση των υπολογιστών και τη δημιουργία μηχανών που αντιπροσωπεύουν ένα ενιαίο σύστημα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της τάσης είναι το εγχώριο πρόγραμμα για τη δημιουργία και ανάπτυξη του Ενιαίου Συστήματος Ηλεκτρονικών Υπολογιστών (ES COMPUTER).

Ο υπολογιστής ES ήταν μια οικογένεια (σειρά) μηχανών συμβατών με λογισμικό που χτίστηκαν σε μια ενιαία βάση στοιχείων, σε μια ενιαία σχεδιαστική και τεχνολογική βάση, με μια ενιαία δομή, ένα ενιαίο σύστημα λογισμικού και ένα ενιαίο σύνολο εξωτερικών συσκευών.

Η βιομηχανική παραγωγή των πρώτων μοντέλων ηλεκτρονικών υπολογιστών ES ξεκίνησε το 1972 στη δημιουργία τους, χρησιμοποιήθηκαν όλα τα σύγχρονα επιτεύγματα στον τομέα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, της τεχνολογίας και του σχεδιασμού υπολογιστών, καθώς και στον τομέα των συστημάτων λογισμικού δόμησης. Ο συνδυασμός της γνώσης και των παραγωγικών δυνατοτήτων των αναπτυσσόμενων χωρών κατέστησε δυνατή την επίλυση ενός πολύπλοκου σύνθετου επιστημονικού και τεχνικού προβλήματος σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Ο υπολογιστής ES ήταν ένα συνεχώς αναπτυσσόμενο σύστημα στο οποίο βελτιωνόταν η τεχνική και λειτουργική απόδοση των μηχανών, ο περιφερειακός εξοπλισμός βελτιώθηκε και η γκάμα του διευρύνθηκε.

Οι μηχανές τέταρτης γενιάς (δεκαετία 80) χαρακτηρίζονται από τη χρήση μεγάλων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (LSI). Ο υψηλός βαθμός ολοκλήρωσης έχει συμβάλει στην αύξηση της πυκνότητας συσκευασίας του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, στην περίπλοκη λειτουργία του, στην αυξημένη αξιοπιστία και ταχύτητα και στη μείωση του κόστους. Αυτό, με τη σειρά του, είχε σημαντικό αντίκτυπο στη λογική δομή του υπολογιστή και του λογισμικού του. Η σύνδεση μεταξύ της δομής του μηχανήματος και του λογισμικού του, ειδικά του λειτουργικού συστήματος, έχει γίνει πιο στενή.

Στην τέταρτη γενιά, με την εμφάνιση των μικροεπεξεργαστών στις Ηνωμένες Πολιτείες (1971), προέκυψε μια νέα κατηγορία υπολογιστών - μικροϋπολογιστές, οι οποίοι αντικαταστάθηκαν από προσωπικούς υπολογιστές (PC, αρχές δεκαετίας του '80). Σε αυτή την κατηγορία υπολογιστών, μαζί με τους LSI, άρχισαν να χρησιμοποιούνται εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας ολοκληρωμένα κυκλώματα (VLSI) των 32 και στη συνέχεια των 64 bit.

Η εμφάνιση του Η/Υ είναι το πιο εντυπωσιακό γεγονός στον τομέα των υπολογιστών, μέχρι πρόσφατα ο πιο δυναμικά αναπτυσσόμενος κλάδος του κλάδου. Με την εφαρμογή τους τέθηκε σε ρεαλιστική βάση η λύση στα προβλήματα πληροφορικής της κοινωνίας.

Ο κύριος σκοπός της χρήσης ενός Η/Υ είναι η επισημοποίηση της επαγγελματικής γνώσης. Εδώ, πρώτα απ 'όλα, το συνηθισμένο μέρος της εργασίας είναι αυτοματοποιημένο (συλλογή, συσσώρευση, αποθήκευση και επεξεργασία δεδομένων), το οποίο καταλαμβάνει περισσότερο από το 75% του χρόνου εργασίας των ειδικών εφαρμογών. Η χρήση των Η/Υ έχει καταστήσει δυνατό να γίνει η εργασία των ειδικών δημιουργική, ενδιαφέρουσα και αποτελεσματική. Επί του παρόντος, οι Η/Υ χρησιμοποιούνται παντού, σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Νέοι τομείς εφαρμογής έχουν επίσης αλλάξει τη φύση της υπολογιστικής εργασίας. Έτσι, οι μηχανικοί και τεχνικοί υπολογισμοί δεν αντιπροσωπεύουν περισσότερο από 9-15% σε μεγαλύτερο βαθμό, οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται πλέον για την αυτοματοποίηση της διαχείρισης πωλήσεων, των αγορών, της διαχείρισης αποθεμάτων, της παραγωγής, της εκτέλεσης οικονομικών και οικονομικών υπολογισμών, εργασιών γραφείου, εργασιών παιχνιδιών, και τα λοιπά.

Η χρήση Η/Υ κατέστησε δυνατή τη χρήση νέων τεχνολογιών πληροφοριών και τη δημιουργία κατανεμημένων συστημάτων επεξεργασίας δεδομένων. Το υψηλότερο στάδιο των κατανεμημένων συστημάτων επεξεργασίας δεδομένων είναι τα δίκτυα υπολογιστών (υπολογιστών) διαφόρων επιπέδων - από τοπικό έως παγκόσμιο.

Στους υπολογιστές αυτής της γενιάς, η πολυπλοκότητα των δομών τεχνικής και λογισμικού συνεχίζεται (ιεραρχία ελέγχου των μέσων, αύξηση του αριθμού τους). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι έχει σημειωθεί αξιοσημείωτη αύξηση στο επίπεδο «νοημοσύνης» των συστημάτων που δημιουργήθηκαν στη βάση τους. Το λογισμικό αυτών των μηχανών δημιουργεί ένα «φιλικό» περιβάλλον επικοινωνίας μεταξύ ανθρώπου και υπολογιστή. Αφενός διαχειρίζεται τη διαδικασία επεξεργασίας πληροφοριών και αφετέρου δημιουργεί την απαραίτητη υπηρεσία για τον χρήστη, μειώνοντας την πολυπλοκότητα της καθημερινής του εργασίας και δίνοντάς του την ευκαιρία να δώσει μεγαλύτερη προσοχή στη δημιουργικότητα.

Παρόμοιες τάσεις θα συνεχιστούν και στους υπολογιστές των μελλοντικών γενεών. Έτσι, σύμφωνα με ερευνητές, οι μηχανές του επόμενου αιώνα θα έχουν ενσωματωμένη «τεχνητή νοημοσύνη», η οποία θα επιτρέπει στους χρήστες να έχουν πρόσβαση σε μηχανές (συστήματα) σε φυσική γλώσσα, να εισάγουν και να επεξεργάζονται κείμενα, έγγραφα, εικόνες, να δημιουργούν συστήματα επεξεργασίας γνώσης, και τα λοιπά. Όλα αυτά οδηγούν στην ανάγκη να αυξηθεί η πολυπλοκότητα του υλικού υπολογιστών, η εμφάνιση συστημάτων υπολογιστών που βασίζονται σε αυτά, καθώς και η ανάπτυξη πολύπλοκου ιεραρχικού λογισμικού πολλαπλών κλιμακίων για συστήματα επεξεργασίας δεδομένων.