Elektroninen tietokone on joukko laitteistoja ja ohjelmistoja, jotka on suunniteltu automatisoimaan käyttäjien ongelmien valmistelua ja ratkaisua. Käyttäjällä tarkoitetaan henkilöä, jonka etujen mukaisesti tietoja käsitellään tietokoneella.

Rakenne on kokoelma elementtejä ja niiden yhteyksiä. On olemassa teknisten, ohjelmistojen ja laitteisto-ohjelmistotyökalujen rakenteita.

Tietokonearkkitehtuuri- Tämä on monitasoinen laitteisto- ja ohjelmistohierarkia, josta tietokone on rakennettu. Jokainen taso mahdollistaa usean rakentamisen ja sovelluksen. Tasojen erityinen toteutus määrää tietokoneen rakennesuunnittelun piirteet.

Tietokoneen arkkitehtonisen ja rakenteellisen rakentamisen yksityiskohtiin osallistuvat useat asiantuntijaryhmät. tietokone teknologia. Piiriinsinöörit suunnittelevat yksilöllisesti tekniset laitteet ja kehittää menetelmiä niiden liittämiseksi toisiinsa. Järjestelmäohjelmoijat luovat ohjelmia teknisten välineiden hallintaan, tasojen väliseen tietovuorovaikutukseen ja laskentaprosessin organisointiin. Sovellusohjelmoijat kehittävät korkeamman tason ohjelmistopaketteja, jotka tarjoavat käyttäjälle vuorovaikutuksen tietokoneiden kanssa ja tarvittavat palvelut ongelmien ratkaisemiseksi.

Tietokoneen rakenteen määrää seuraava ominaisuusryhmä:

· tietokoneen tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet (nopeus ja suorituskyky, luotettavuusindikaattorit, luotettavuus, tarkkuus, RAM ja ulkoisen muistin kapasiteetti, mitat, laitteisto- ja ohjelmistokustannukset, käyttöominaisuudet jne.);

· tietokoneen peruskokoonpanon toiminnallisten moduulien ominaisuudet ja koostumus; mahdollisuus laajentaa laitteiston ja ohjelmiston koostumusta; mahdollisuus muuttaa rakennetta;

· tietokoneohjelmistojen ja -palvelujen koostumus (käyttöjärjestelmä tai ympäristö, sovellusohjelmistopaketit, ohjelmointiautomaatiotyökalut).

Tietokoneen tärkeimmät ominaisuudet ovat:

Esitys Tämä on tietokoneen yhdessä sekunnissa suorittamien komentojen määrä.

Erilaisten tietokoneiden suorituskyvyn vertailu ei anna luotettavia arvioita. Hyvin usein suorituskykyominaisuuden sijasta käytetään siihen liittyvää suorituskykyominaisuutta.

Esitys Tämä on tietokoneen suorittaman työn määrä aikayksikköä kohti.

Suhteelliset suorituskykyominaisuudet ovat myös voimassa. Prosessorien arvioimiseksi Intel on ehdottanut testiä nimeltä iCOMP-indeksi (Intel Comparative Microprocessor Performance). Sitä määritettäessä otetaan huomioon neljä suorituskyvyn pääasiaa: työskentely kokonaislukujen, liukulukujen, grafiikan ja videon kanssa. Tiedoilla on 16- ja 32-bittinen esitys. Jokainen kahdeksasta parametrista osallistuu laskentaan omalla painokertoimellaan, joka määräytyy näiden operaatioiden keskimääräisen suhteen perusteella todellisissa tehtävissä. iCOMP PM -indeksin mukaan Pentium 100:n arvo on 810 ja Pentium 133-1000.

Varastokapasiteetti. Muistin kapasiteettia mitataan niiden informaation rakenneyksiköiden määrällä, jotka voivat olla samanaikaisesti muistissa. Tämän ilmaisimen avulla voit määrittää, mitä ohjelmia ja tietoja voidaan samanaikaisesti tallentaa muistiin.

Tiedon pienin rakenneyksikkö on bitti- yksi binäärinumero. Muistin kapasiteettia mitataan pääsääntöisesti suuremmissa mittayksiköissä - tavuissa (tavu vastaa kahdeksaa bittiä). Seuraavat mittayksiköt ovat 1 kt = 210 = 1024 tavua, 1 MB = 210 kt = 220 tavua, 1 GB = 210 megatavua = 220 kt = 230 tavua.

RAM-muistin (RAM) ja ulkoisen muistin (VRAM) kapasiteetti määritellään erikseen. Tämä indikaattori on erittäin tärkeä määritettäessä mikä ohjelmistopaketteja ja niiden sovelluksia voidaan käsitellä samanaikaisesti koneessa.

Luotettavuus Tämä on tietokoneen kykyä tietyissä olosuhteissa suorittaa vaaditut toiminnot tietyn ajan ( ISO-standardi(Kansainvälinen standardointijärjestö) 2382/14-78).

Tietokoneen korkea luotettavuus on sisäänrakennettu sen tuotantoprosessiin. Erittäin suuren mittakaavan integroitujen piirien (VLSI) käyttö vähentää dramaattisesti käytettävien integroitujen piirien määrää ja siten niiden välisten yhteyksien määrää. Modulaarisen suunnitteluperiaatteen avulla on helppo tarkistaa ja valvoa kaikkien laitteiden toimintaa, diagnosoida ja vianmääritystä.

Tarkkuus tämä on kyky erottaa lähes samat arvot (ISO-standardi - 2382/2-76).

Prosessointitulosten saamisen tarkkuuden määrää pääasiassa tietokoneen bittikapasiteetti sekä tiedon esittämiseen käytetyt rakenneyksiköt (tavu, sana, kaksoissana).

Uskottavuus tämä on tiedon ominaisuus, joka havaitaan oikein.

Luotettavuudelle on ominaista virheellisten tulosten saamisen todennäköisyys. Määritetty luotettavuustaso varmistetaan itse tietokoneen laitteiston ja ohjelmiston ohjaustyökaluilla. Luotettavuuden seurantamenetelmät ovat mahdollisia ratkaisemalla referenssitehtäviä ja toistamalla laskelmia. Erityisen kriittisissä tapauksissa ohjauspäätökset tehdään muilla tietokoneilla ja tuloksia verrataan.

Seuraava tietokoneiden luokitus on mahdollinen:

– tietokone toimintaperiaatteen mukaisesti;

– Tietokoneet luomisvaiheittain;

– tietokone aiottuun tarkoitukseen;

– Tietokone kooltaan ja toiminnallisuudeltaan.

Tietokoneiden luokittelu toimintaperiaatteen mukaan. Elektroninen tietokone, tietokone, on joukko teknisiä välineitä, jotka on suunniteltu tietojen automaattiseen käsittelyyn laskennallisten ja informaatioongelmien ratkaisuprosessissa.

Toimintaperiaatteen perusteella tietokoneet jaetaan kolmeen suureen luokkaan:

analoginen (AVM),

digitaalinen (DVM)

hybridi (HVM).

Kriteerinä tietokoneiden jakamiselle näihin kolmeen luokkaan on tietojen esittämistapa, jonka kanssa ne toimivat.

Digitaaliset tietokoneet (DCM) ovat erillisiä tietokoneita, jotka toimivat erillisessä tai pikemminkin digitaalisessa muodossa esitetyn tiedon kanssa.

Analogiset tietokoneet (AVM) ovat jatkuvia tietokoneita, jotka toimivat jatkuvassa (analogisessa) muodossa esitetyllä tiedolla, ts. minkä tahansa fyysisen suuren jatkuvan arvosarjan muodossa (useimmiten sähköjännite). AVM-koneet ovat erittäin yksinkertaisia ​​ja helppokäyttöisiä; ohjelmointiongelmat niiden ratkaisemiseksi ei yleensä ole työvoimavaltaista; ongelmien ratkaisunopeus muuttuu käyttäjän pyynnöstä ja voidaan tehdä niin suureksi kuin digitaalisella tietokoneella, mutta ongelmien ratkaisutarkkuus on erittäin alhainen (suhteellinen virhe 2–5 %) digitaalinen tietokone on tehokkain ratkaista matemaattisia ongelmia sisältäviä differentiaaliyhtälöt, jotka eivät vaadi monimutkaista logiikkaa.

Hybriditietokoneet (HCM) ovat yhdistettyjä tietokoneita, jotka toimivat sekä digitaalisessa että analogisessa muodossa esitetyn tiedon kanssa. ne yhdistävät AVM:n ja TsVM:n edut. On suositeltavaa käyttää GVM:ää monimutkaisten nopeiden teknisten kompleksien ohjaamiseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseen.

Yleisimmin käytetyt digitaaliset tietokoneet, joissa on sähköinen erillinen tieto, ovat elektronisia digitaalisia tietokoneita, joita yleensä kutsutaan yksinkertaisesti elektronisiksi tietokoneiksi (tietokoneiksi), mainitsematta niiden digitaalista luonnetta.

Tietokoneiden luokittelu luomisvaiheiden mukaan. Luomisvaiheiden ja käytetyn elementtipohjan mukaan tietokoneet jaetaan perinteisesti sukupolviin:

1. sukupolvi, 50s: elektroni-tyhjiöputkiin perustuvat tietokoneet;

2. sukupolvi, 60-luku: Erillisiin puolijohdelaitteisiin (transistoreihin) perustuvat tietokoneet;

3. sukupolvi, 70-luku: Puolijohdetietokoneet integroidut piirit ah matalalla ja keskisuurella integraatioasteella (satoja, tuhansia transistoreita yhdessä paketissa);

4. sukupolvi, 80-luku: tietokoneet, jotka perustuvat suuriin ja erittäin suuriin integroituihin piireihin-mikroprosessoreihin (kymmeniä tuhansia - miljoonia transistoreita yhdessä sirussa);

5. sukupolvi, 90-luku: tietokone, jossa on useita kymmeniä rinnakkain toimivia mikroprosessoreita, joiden avulla voit rakentaa tehokkaat järjestelmät tiedon käsittely; Tietokoneet erittäin monimutkaisilla mikroprosessoreilla, joissa on rinnakkaisvektorirakenne ja jotka suorittavat samanaikaisesti kymmeniä peräkkäisiä ohjelmakomentoja;

6. ja sitä seuraavat sukupolvet: optoelektroniset tietokoneet, joissa on massiivinen rinnakkaisuus ja hermorakenne – hajautettu verkko, jossa on suuri määrä (kymmeniä tuhansia) yksinkertaisia ​​mikroprosessoreita, jotka mallintavat hermobiologisten järjestelmien arkkitehtuuria.

Jokaisella seuraavan sukupolven tietokoneilla on huomattavasti paremmat ominaisuudet kuin edellisellä. Siten tietokoneen suorituskyky ja kaikkien tallennuslaitteiden kapasiteetti kasvavat pääsääntöisesti yli suuruusluokan.

Tietokoneiden luokittelu käyttötarkoituksen mukaan. Käyttötarkoituksensa mukaan tietokoneet voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

- universaali (yleinen käyttö),

– ongelmakeskeinen

– erikoistunut.

Yleiskäyttöiset tietokoneet on suunniteltu ratkaisemaan monenlaisia teknisiä ongelmia: taloudelliset, matemaattiset, informaatio- ja muut ongelmat, joille on ominaista algoritmien monimutkaisuus ja suuri määrä käsiteltyä dataa. Niitä käytetään laajalti jaetuissa laskentakeskuksissa ja muissa tehokkaissa laskentajärjestelmissä.

Ongelmakeskeisiä tietokoneita käytetään ratkaisemaan suppeampi joukko ongelmia, jotka liittyvät yleensä teknisten objektien hallintaan; rekisteröinti, kerääminen ja käsittely koskien pieniä määriä tiedot; laskelmien suorittaminen suhteellisen yksinkertaisia ​​algoritmeja käyttäen; niillä on rajalliset laitteisto- ja ohjelmistoresurssit verrattuna keskustietokoneisiin. Ongelmakeskeisiä tietokoneita ovat erityisesti kaikenlaiset ohjaustietokonejärjestelmät.

Erikoistietokoneita käytetään ratkaisemaan kapea valikoima ongelmia tai toteuttamaan tiukasti määritelty ryhmä toimintoja. Tällainen tietokoneiden kapea suuntaus mahdollistaa niiden rakenteen selkeän erikoistumisen, vähentää merkittävästi niiden monimutkaisuutta ja kustannuksia säilyttäen samalla korkea suorituskyky ja työnsä luotettavuudesta. Erikoistietokoneisiin kuuluvat esimerkiksi ohjelmoitavat mikroprosessorit erityinen tarkoitus; toimivat sovittimet ja ohjaimet loogisia toimintoja yksittäisten yksinkertaisten teknisten laitteiden, yksiköiden ja prosessien ohjaus, tietokonejärjestelmäsolmujen toiminnan koordinointi- ja liitäntälaitteet.

Tietokoneiden luokittelu koon ja toiminnallisuuden mukaan. Koon ja toiminnallisuuden perusteella tietokoneet voidaan jakaa:

· erittäin suuret (supertietokoneet),

· suuri (Mainframe),

· erittäin pieni (mikrotietokoneet).

Henkilökohtaiset tietokoneet voidaan luokitella sen mukaan vakiokoot. Siten on olemassa pöytätietokoneita (pöytätietokone), kannettavia (kannettava tietokone), tasku (kämmentietokone) malleja. Viime aikoina on ilmestynyt laitteita, joissa yhdistyvät taskutietokoneiden ja matkaviestinlaitteiden ominaisuudet. Englanniksi niitä kutsutaan PDA, Personal Digital Assistant. Hyödyntämällä sitä, että niille ei ole vielä annettu nimeä venäjän kielellä, niitä voidaan kutsua mobiililaitteiksi (MCD).

Pöytämallit ovat yleisimpiä. Ne ovat osa työpaikkaa. Näille malleille on ominaista kokoonpanomuutosten helppous, joka johtuu ulkoisten lisälaitteiden yksinkertaisesta liittämisestä tai lisälaitteiden asentamisesta sisäiset komponentit. Pöytäkoneen kotelon riittävät mitat mahdollistavat suurimman osan tällaisista töistä ilman asiantuntijoiden osallistumista, ja tämän avulla voit määrittää tietokonejärjestelmän optimaalisesti ratkaisemaan täsmälleen ne tehtävät, joita varten se ostettiin.

Kannettavat mallit ovat käteviä kuljettamiseen. Niitä käyttävät liikemiehet, kauppiaat, yritysten ja organisaatioiden johtajat, jotka viettävät paljon aikaa työmatkoilla ja muuttaen. Voit työskennellä kannettavan tietokoneen kanssa, kun sinulla ei ole työpöytää. Kannettavien tietokoneiden erityinen vetovoima on se, että niitä voidaan käyttää viestintävälineenä. Kytkemällä tällaisen tietokoneen puhelinverkkoon voit muodostaa tiedonsiirron sen ja sen välillä keskustietokone organisaatiosi. Näin vaihdetaan viestejä, välitetään tilauksia ja ohjeita, vastaanotetaan kaupallista dataa, raportteja ja raportteja. Kannettavat tietokoneet eivät ole kovin käteviä työpaikalla käytettäväksi, mutta ne voidaan liittää pysyvästi käytössä oleviin pöytätietokoneisiin.

Taskumallit suorittavat "älykäs muistikirjat" Niiden avulla voit tallentaa toimintatietoja ja käyttää niitä nopea pääsy. Joissakin taskumalleissa on kiinteä ohjelmisto, mikä helpottaa suoraa käyttöä, mutta vähentää joustavuutta sovellusohjelmien valinnassa,

Mobiilitietokoneet yhdistävät taskutietokoneiden ja matkaviestinlaitteiden (solukkoradiopuhelimet) toiminnot. Niiden erottuva piirre on kyky liikkuvaa työtä Internetin kanssa ja lähitulevaisuudessa mahdollisuus vastaanottaa televisiolähetyksiä. Lisäksi MVU on varustettu infrapunaviestintävälineillä, joiden ansiosta nämä kämmenlaitteet voivat vaihtaa tietoja pöytätietokoneiden kanssa ja keskenään.

Monen käyttäjän mikrotietokoneet ovat tehokkaita mikrotietokoneita, joissa on useita videopäätteitä ja jotka toimivat aikajakotilassa, jolloin useat käyttäjät voivat työskennellä niillä tehokkaasti kerralla.

Henkilökohtaiset tietokoneet (PC:t) ovat yhden käyttäjän mikrotietokoneita, jotka täyttävät yleisen saavutettavuuden ja käytön yleisyyden vaatimukset.

Työasemat ovat yhden käyttäjän tehokkaita mikrotietokoneita, jotka on erikoistunut suorittamaan tiettyä tyyppiä teokset (grafiikka, suunnittelu, julkaisu jne.).

Palvelimet ovat usean käyttäjän tehokkaita mikrotietokoneita tietokoneverkoissa, jotka on tarkoitettu kaikkien verkkoasemien pyyntöjen käsittelyyn.

Tietenkin yllä oleva luokittelu on hyvin ehdollinen, koska tehokasta nykyaikaista tietokonetta, joka on varustettu ongelmakeskeisillä ohjelmistoilla ja laitteistoilla, voidaan käyttää täysimittaisena työasemana ja monen käyttäjän mikrotietokoneena ja hyvä palvelin, sen ominaisuudet ovat melkein yhtä hyvät kuin pienten tietokoneiden.

Luokittelu erikoistumistason mukaan. Erikoistumistason perusteella tietokoneet jaetaan yleisiin ja erikoistuneisiin. Universaalien tietokoneiden pohjalta on mahdollista koota minkä tahansa koostumuksen mukaisia ​​tietokonejärjestelmiä (tietokonejärjestelmän koostumusta kutsutaan kokoonpanoksi). Samaa tietokonetta voidaan käyttää esimerkiksi tekstien, musiikin, grafiikan, valokuva- ja videomateriaalien käsittelyyn.

Erikoistuneet tietokoneet suunniteltu ratkaisemaan tiettyjä ongelmia. Tällaisia ​​tietokoneita ovat esimerkiksi autojen, laivojen, lentokoneiden ja avaruusalusten ajotietokoneet. Kodinkoneisiin integroidut tietokoneet, mm. pesukoneet, Mikroaaltouunit ja videonauhurit ovat myös erikoistuneet. Ajoneuvon tietokoneet ohjaavat orientaatio- ja navigointiapulaitteita, valvovat ajoneuvojen järjestelmien tilaa, suorittavat joitain automaattisia ohjaus- ja viestintätoimintoja sekä useimpia toimintoja kohteen järjestelmien toimintaparametrien optimointiin (esim. kohteen polttoaineenkulutuksen optimointiin). riippuen erityisistä ajo-olosuhteista). Erikoistuneet minitietokoneet, jotka keskittyvät työskentelemään grafiikan kanssa, kutsutaan grafiikkaasemiksi. Niitä käytetään elokuvien ja videoiden valmistuksessa sekä mainostuotteissa. Erikoistuneita tietokoneita, jotka yhdistävät yritysten tietokoneet yhteen verkkoon, kutsutaan tiedostopalvelimet. Tietokoneita, jotka varmistavat tiedonsiirron maailmanlaajuisen tietokoneverkon eri toimijoiden välillä, kutsutaan verkkopalvelimiksi.

Monissa tapauksissa erikoistuneiden tietokonejärjestelmien tehtävät voidaan hoitaa tavallisilla. yleiskäyttöiset tietokoneet, mutta uskotaan, että erikoisjärjestelmien käyttö on edelleen tehokkaampaa. Tehokkuuden arvioinnin kriteerinä on laitteiden tuottavuuden suhde sen kustannuksiin.

Luokittelu yhteensopivuuden mukaan. Maailmassa on monia erilaisia ​​ja erilaisia ​​tietokoneita. Ne ovat eri valmistajien valmistamia, koottu eri osista, työskentelevät niiden kanssa erilaisia ​​ohjelmia. Tässä tapauksessa eri tietokoneiden yhteensopivuus keskenään tulee erittäin tärkeäksi ongelmaksi. Komponenttien ja laitteiden vaihdettavuus, jotka on tarkoitettu erilaisia ​​tietokoneita, kyky siirtää ohjelmia tietokoneelta toiselle ja erityyppisten tietokoneiden mahdollisuus toimia yhdessä samojen tietojen kanssa.

Laitteiston yhteensopivuus. Laitteiston yhteensopivuuden perusteella erotetaan ns. laitteistoalustoja. Henkilökohtaisten tietokoneiden alalla nykyään kaksi eniten käytettyä laitteistoalustaa ovat IBM PC ja Apple Macintosh. Niiden lisäksi on muita alustoja, joiden yleisyys on rajoitettu tietyille alueille tai tietyille toimialoille. Samaan laitteistoalustaan ​​kuuluvat tietokoneet lisäävät yhteensopivuutta niiden välillä ja niihin kuulumista eri alustoilla- alentaa.

Laitteiston yhteensopivuuden lisäksi on muitakin yhteensopivuustyyppejä: yhteensopivuus käyttöjärjestelmä, ohjelmistojen yhteensopivuus, tietotason yhteensopivuus.

Luokittelu käytetyn prosessorin tyypin mukaan. Prosessori on minkä tahansa tietokoneen pääkomponentti. Elektronisissa tietokoneissa tämä on erityinen yksikkö, ja henkilökohtaisissa tietokoneissa se on erityinen siru, joka suorittaa kaikki laskelmat. Vaikka tietokoneet kuuluisivat samaan laitteistoalustaan, ne voivat erota käyttämänsä prosessorin tyypistä. Käytettävän prosessorin tyyppi kuvaa suurelta osin (joskaan ei täysin) tietokoneen teknisiä ominaisuuksia.

Luokittelu tarkoituksen mukaan on yksi varhaisimmista luokittelumenetelmistä. Se liittyy siihen, miten tietokonetta käytetään. Tämän periaatteen mukaan on olemassa päätietokoneita (elektronisia tietokoneita), minitietokoneita, mikrotietokoneita ja henkilökohtaisia ​​tietokoneita, jotka puolestaan ​​​​jaetaan massa-, yritys-, kannettaviin, viihde- ja työasemiin.

Keskustietokoneet - uh Nämä ovat tehokkaimpia tietokoneita. Niitä käytetään palvelemaan hyvin suuria organisaatioita ja jopa kokonaisia ​​kansantalouden sektoreita. Ulkomailla tämän luokan tietokoneita kutsutaan mainframeiksi ( keskuskone). Venäjällä niille annettiin termi mainframe computers. Suuren tietokoneen huoltohenkilöstö koostuu jopa useista kymmenistä henkilöistä. Tällaisten supertietokoneiden pohjalta luodaan tietokonekeskuksia, joihin kuuluu useita osastoja tai ryhmiä.

Ensimmäinen keskustietokone ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) luotiin vuonna 1946 (ensimmäisen tietokoneen luomisen 50-vuotispäivää vietettiin vuonna 1996). Tämän koneen massa oli yli 50 tonnia, nopeus useita satoja operaatioita sekunnissa ja RAM-kapasiteetti 20 numeroa; miehitti valtavan salin, jonka pinta-ala oli noin 100 neliömetriä.

Suurten tietokoneiden suorituskyky osoittautui riittämättömäksi useisiin tehtäviin: sään ennustamiseen, monimutkaisten puolustusjärjestelmien hallintaan, ympäristöjärjestelmien mallintamiseen jne. Tämä oli edellytys supertietokoneiden, tehokkaimpien, tehokkaimpien laskentajärjestelmien kehittämiselle ja luomiselle. kehittyvät tällä hetkellä intensiivisesti.

Päätietokoneiden tehokkaan käytön pääalueita ovat tieteellisten ja teknisten ongelmien ratkaiseminen, työskentely tietojärjestelmissä erätietojen käsittelyllä, työskentely suuria tietokantoja data, tietokoneverkkojen ja niiden resurssien hallinta. Viimeinen suunta - keskustietokoneiden käyttö suurina tietokoneverkkopalvelimina - on usein asiantuntijoiden mielestä yksi tärkeimmistä.

Ulkonäkö 70-luvulla. Pienet tietokoneet johtuvat toisaalta elektronisten komponenttien alan edistymisestä ja toisaalta suurten tietokoneresurssien redundanssista useissa sovelluksissa. Pieniä tietokoneita käytetään useimmiten teknisten prosessien ohjaamiseen. Ne ovat kompakteja ja paljon halvempia kuin suuret tietokoneet.

Lisäedistykset elementtipohjan ja arkkitehtonisia ratkaisuja johti superminitietokoneen syntymiseen - tietokoneeseen, joka kuuluu arkkitehtuuriltaan, kooltaan ja hinnaltaan pienten tietokoneiden luokkaan, mutta joka on suorituskyvyltään verrattavissa suureen tietokoneeseen.

Mikroprosessorin (MP) keksintö vuonna 1969 johti syntymiseen 70-luvulla. Toinen tietokoneluokka on mikrotietokone.

prosessori

Riisi. Nykyaikaisen tietokonekeskuksen rakenne, joka perustuu keskustietokoneeseen

Mikrotietokoneiden luokitus:

yleinen (monen käyttäjän, yhden käyttäjän (henkilökohtainen))

· erikoistunut (monen käyttäjän (palvelimet), yhden käyttäjän (työasemat))

MP:n läsnäolo toimi alun perin mikrotietokoneen määrittävänä ominaisuutena. Nyt mikroprosessoreita käytetään poikkeuksetta kaikissa tietokoneluokissa.

Tietokoneen toiminnallisuus määrittää tärkeimmät tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet:

· suorituskyky mitattuna koneen aikayksikköä kohti suorittamien toimintojen keskimääräisellä lukumäärällä;

· bittisyvyys ja lukujen esitystavat, joilla tietokone toimii;

· kaikkien tallennuslaitteiden nimikkeistö, kapasiteetti ja suorituskyky;

· nimikkeistö ja tekniset ja taloudelliset ominaisuudet ulkoisia laitteita tietojen tallennus, vaihto ja syöttäminen/tulostus;

· viestintälaitteiden tyypit ja kapasiteetit sekä tietokonesolmujen liitännät toisiinsa (koneen sisäinen rajapinta);

· tietokoneen kyky työskennellä samanaikaisesti useiden käyttäjien kanssa ja suorittaa useita ohjelmia samanaikaisesti (moniohjelmointi);

· koneessa käytettyjen käyttöjärjestelmien tyypit ja tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet;

saatavuus ja toiminnallisuus ohjelmisto;

· kyky suorittaa muun tyyppisille tietokoneille kirjoitettuja ohjelmia (ohjelmistojen yhteensopivuus muun tyyppisten tietokoneiden kanssa);

· konekäskyjen järjestelmä ja rakenne;

· kyky muodostaa yhteys viestintäkanaviin ja tietokoneverkkoon;

· tietokoneen toimintavarmuus;

· tietokoneen hyödyllisen käytön kerroin ajan kuluessa, joka määräytyy hyödyllisen työajan ja huoltoajan suhteen

Supertietokoneisiin kuuluu tehokkaita moniprosessoritietokoneita, joiden nopeus on satoja miljoonia – kymmeniä miljardeja toimintoja sekunnissa.

Huolimatta henkilökohtaisten tietokoneiden laajasta käytöstä, keskustietokoneiden merkitys ei vähene. Niiden korkeiden ylläpitokustannusten vuoksi suuria tietokoneita käytettäessä on tapana suunnitella ja ottaa huomioon jokainen minuutti. Käyttöajan säästämiseksi suurilla tietokoneilla heikot syöttö-, tulostus- ja ensisijaisten tietojen valmistelutoiminnot suoritetaan käyttämällä henkilökohtaiset varusteet. Valmistetut tiedot siirretään keskustietokoneelle kaikkein resurssiintensiivisimpien toimintojen suorittamiseksi.

Keskusprosessori on tietokoneen pääyksikkö, jossa tietojenkäsittely ja tulosten laskeminen tapahtuu suoraan. Tyypillisesti keskusprosessori koostuu useista laitetelineistä ja sijaitsee erillisessä huoneessa, jossa täytetään kohonneet vaatimukset lämpötilalle, kosteudelle, suojaukselle sähkömagneettisilta häiriöiltä, ​​pölyltä ja savulta.

Järjestelmäohjelmointiryhmä harjoittaa itse tietokonejärjestelmän toimintaan tarvittavien ohjelmistojen kehittämistä, virheenkorjausta ja käyttöönottoa. Tämän ryhmän työntekijöitä kutsutaan järjestelmäohjelmoijat. Heillä tulee olla hyvät tiedot kaikkien tietokonekomponenttien teknisestä rakenteesta, koska heidän ohjelmansa on suunniteltu ensisijaisesti ohjaamaan fyysisiä laitteita. Järjestelmäohjelmat varmistavat korkeamman tason ohjelmien vuorovaikutuksen laitteiston kanssa, eli järjestelmäohjelmointiryhmä tarjoaa tietokonejärjestelmän laitteisto-ohjelmistorajapinnan.

Sovellusohjelmointiryhmä luo ohjelmia suorittamaan tiettyjä toimintoja datalle. Tämän ryhmän työntekijöitä kutsutaan sovellusohjelmoijaksi. Toisin kuin järjestelmäohjelmoijat, heidän ei tarvitse tietää tietokonekomponenttien teknistä rakennetta, koska heidän ohjelmansa eivät toimi laitteiden kanssa, vaan järjestelmäohjelmoijien valmistamilla ohjelmilla. Toisaalta heidän ohjelmiaan ohjaavat käyttäjät eli tietyt työn tekijät. Siksi voimme sanoa, että sovellusohjelmointiryhmä tarjoaa käyttöliittymä laskentajärjestelmä.

Tietojen valmisteluryhmä valmistelee tiedot, joita sovellusohjelmoijien luomat ohjelmat käsittelevät. Usein tämän ryhmän työntekijät syöttävät tiedot itse näppäimistöllä, mutta he voivat myös tehdä valmiiden tietojen muunnoksen tyypistä toiseen. He voivat esimerkiksi vastaanottaa taiteilijoiden piirtämiä piirroksia paperille ja muuntaa ne sähköiseen muotoon erikoislaitteet kutsutaan skannereiksi.

Tekninen tukiryhmä vastaa koko tietokonejärjestelmän ylläpidosta, laitteiden korjauksista ja asetuksista sekä muiden osastojen toimintaan tarvittavien uusien laitteiden liittämisestä.

Tietotukiryhmä tarjoaa tekninen informaatio kaikki muut tietokonekeskuksen osastot tilauksensa mukaan. Sama ryhmä luo ja tallentaa arkistoja aiemmin kehitetyistä ohjelmista ja kertyneestä tiedosta. Tällaisia ​​arkistoja kutsutaan ohjelmakirjastoiksi tai tietopankeiksi.

Tiedonjakeluosasto vastaanottaa tiedot keskusprosessorilta ja muuntaa ne asiakkaalle sopivaan muotoon. Tässä tiedot tulostetaan tulostuslaitteille (tulostimille) tai näytetään näyttöruuduilla.

Mainframe-tietokoneet ovat erilaisia hintava laitteet ja huolto, joten tällaisten supertietokoneiden toiminta on järjestetty jatkuvaan sykliin. Työvoimavaltaisimmat ja aikaa vievimmät laskelmat ajoitetaan yöaikaan, jolloin huoltohenkilöstöä on vähän. Päiväsaikaan tietokone suorittaa vähemmän työvoimavaltaisia, mutta lukuisia tehtäviä. Samaan aikaan tehokkuuden lisäämiseksi tietokone toimii samanaikaisesti useiden tehtävien kanssa ja vastaavasti useiden käyttäjien kanssa. Se vaihtaa tehtävästä toiseen ja tekee sen niin nopeasti ja usein, että jokainen käyttäjä saa vaikutelman, että tietokone työskentelee vain hänen kanssaan. Tällaista laskentajärjestelmän resurssien jakautumista kutsutaan ajan jakamisen periaatteeksi.

Minitietokoneet – tämän ryhmän tietokoneet eroavat suurista tietokoneista pienemmän koon ja vastaavasti alhaisemman suorituskyvyn ja kustannusten vuoksi. Tällaisia ​​tietokoneita käyttävät suuret yritykset, tiedelaitokset, pankit ja eräät korkeakoulut, jotka yhdistävät koulutustoiminnan tieteelliseen toimintaan.

Teollisuusyrityksissä minitietokoneet ohjaavat tuotantoprosesseja, mutta voivat yhdistää tuotannon johtamisen muihin tehtäviin. He voivat auttaa esimerkiksi taloustieteilijöitä tuotekustannusten seurannassa, standardointiasiantuntijoita teknisten toimintojen ajan optimoinnissa, suunnittelijoita työstökoneiden suunnittelun automatisoinnissa, kirjanpitoosastoja perusasiakirjojen kirjaamisessa ja säännöllisten raporttien laatimisessa veroviranomaisille. Työn järjestämiseksi minitietokoneella tarvitaan myös erityinen laskentakeskus, vaikkakaan ei niin paljon kuin suurissa tietokoneissa.

Mikrotietokone– tietokoneet tästä luokasta monien yritysten käytettävissä. Mikrotietokoneita käyttävät organisaatiot eivät yleensä luo tietokonekeskuksia. Tällaisen tietokoneen ylläpitoon tarvitaan vain pieni useista ihmisistä koostuva laskentalaboratorio. Laskentalaboratorion henkilökuntaan kuuluu välttämättä ohjelmoijia, vaikka he eivät ole suoraan mukana ohjelman kehittämisessä. Tarvittavat järjestelmäohjelmat ostetaan yleensä tietokoneen mukana ja tarvittavien sovellusohjelmien kehitys tilataan isommille tietokonekeskuksille tai erikoistuneille organisaatioille.

Tietokonelaboratorioohjelmoijat toteuttavat ostettuja tai tilattuja ohjelmistoja, hienosäätävät ja konfiguroivat niitä sekä koordinoivat sen toimintaa muiden tietokoneohjelmien ja laitteiden kanssa. Vaikka tämän kategorian ohjelmoijat eivät kehitä järjestelmä- ja sovellusohjelmia, he voivat tehdä niihin muutoksia, luoda tai muuttaa yksittäisiä fragmentteja. Tämä vaatii korkeaa pätevyyttä ja yleismaailmallista tietoa. Mikrotietokoneita huoltavat ohjelmoijat yhdistävät usein järjestelmä- ja sovellusohjelmoijan ominaisuuksia samanaikaisesti.

Huolimatta suhteellisen alhaisesta suorituskyvystä suuriin tietokoneisiin verrattuna, mikrotietokoneita käytetään myös suurissa tietokonekeskuksissa. Siellä heille uskotaan aputoimintoja, joihin ei ole mitään järkeä käyttää kalliita supertietokoneita.

Henkilökohtaiset tietokoneet (PC:t)– Tämä tietokoneluokka on kehittynyt erityisen nopeasti viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana. Nimestä käy selväksi, että tällainen tietokone on suunniteltu palvelemaan yhtä työasemaa. Yleensä yksi henkilö työskentelee henkilökohtaisen tietokoneen kanssa. Heistä huolimatta pienet koot ja suhteellisen alhaisilla kustannuksilla nykyaikaisilla henkilökohtaisilla tietokoneilla on huomattava tuottavuus. Monet modernit henkilökohtaisia ​​malleja ylivoimainen 70-luvun keskustietokoneisiin, 80-luvun minitietokoneisiin ja 90-luvun ensimmäisen puoliskon mikrotietokoneisiin. Henkilökohtainen tietokone ( Henkilökohtainen tietokone, RS) pystyy täyttämään useimmat pienyritysten ja yksityishenkilöiden tarpeet.

Täyttääkseen yleisen saavutettavuuden ja yleisyyden vaatimukset henkilökohtaisella tietokoneella on oltava seuraavat ominaisuudet:

· alhaiset kustannukset, yksittäisen ostajan ulottuvilla;

· toiminnan itsenäisyys ilman erityisvaatimukset ympäristöolosuhteisiin;

· arkkitehtuurin joustavuus, joka varmistaa sen soveltuvuuden erilaisiin sovelluksiin johtamisen, tieteen, koulutuksen ja jokapäiväisen elämän alalla;

· käyttöjärjestelmän ja muiden ohjelmistojen "ystävällisyys", jonka ansiosta käyttäjä voi työskennellä niiden kanssa ilman erityistä ammatillista koulutusta;

· korkea toimintavarmuus (yli 5000 tuntia vikojen välillä).

Ulkomailla yleisimmät tietokonemallit ovat tällä hetkellä IBM-tietokoneet, joissa on Pentium- ja Pentium Pro -mikroprosessorit.

Kotimainen teollisuus (IVY-maat) tuotti DEC-yhteensopivia (interaktiivinen laskenta DVK-1 - DVK-4 perustuu Electronics MS-1201:een, Electronics 85:een, Electronics 32:een jne.) ja IBM PC -yhteensopivia (EC1840 - EC1842, EC1845, EC1849, ES1861, Iskra1030, Iskra 4816, Neuron I9.66 jne.) tietokoneet. Nyt suurin osa kotimaisista henkilökohtaisista tietokoneista on koottu tuontikomponenteista ja ne ovat IBM PC -yhteensopivia.

Henkilökohtaiset tietokoneet voidaan luokitella useiden kriteerien mukaan.

Sukupolven mukaan henkilökohtaiset tietokoneet jaetaan seuraavasti:

· 1. sukupolven PC:t - käytä 8-bittisiä mikroprosessoreita;

· 2. sukupolven PC:t - käytä 16-bittisiä mikroprosessoreita;

· 3. sukupolven PC:t - käytä 32-bittisiä mikroprosessoreita;

· Neljännen sukupolven PC:t - käytä 64-bittisiä mikroprosessoreita.

· Viidennen sukupolven PC:t – käytä 128-bittisiä mikroprosessoreita.

Henkilökohtaisista tietokoneista tuli erityisen suosittuja vuoden 1995 jälkeen Internetin nopean kehityksen ansiosta. Henkilökohtainen tietokone riittää käyttämään World Wide Webiä tieteellisen, viite-, koulutus-, kulttuuri- ja viihdetietojen lähteenä. Henkilökohtaiset tietokoneet ovat myös kätevä tapa automatisoida koulutusprosessi millä tahansa tieteenalalla, väline etäopiskelun (kirjeenvaihto) organisointiin ja vapaa-ajan järjestämiseen. He antavat suuren panoksen tuotantoon, mutta myös sosiaalisiin suhteisiin. Niitä käytetään usein järjestämään kotityötä, mikä on erityisen tärkeää rajoitetuissa työsuhteissa.

Viime aikoihin asti henkilökohtaisia ​​tietokonemalleja pidettiin perinteisesti kahdessa kategoriassa: kotitaloustietokoneet ja ammattitietokoneet. Kuluttajamallien suorituskyky oli yleensä heikompi, mutta ne kiinnittivät erityistä huomiota värigrafiikan ja äänen käsittelyyn, jota ammattimallit eivät tarvinneet. Tietokonelaitteiden kustannusten jyrkän laskun vuoksi viime vuosina rajat ammatti- ja kotitalousmallien välillä ovat suurelta osin hämärtyneet, ja nykyään kotitalousmalleina käytetään usein korkean suorituskyvyn ammattimallisia malleja, ja ammattimalleissa puolestaan ​​on laitteet multimediatietojen toistoon, mikä oli aiemmin kodin laitteille tyypillistä. Termi multimedia tarkoittaa useiden erityyppisten tietojen yhdistelmää yhdessä asiakirjassa (teksti-, grafiikka-, musiikki- ja videodata) tai laitteiden joukkoa tämän tietokokonaisuuden toistamiseksi.

Vuodesta 1999 lähtien henkilökohtaisten tietokoneiden alalla on tullut voimaan kansainvälinen sertifiointistandardi, PC99-spesifikaatio. Se säätelee henkilökohtaisten tietokoneiden luokittelun periaatteita ja määrittelee vähimmäis- ja suositellut vaatimukset kullekin luokalle. Uusi standardi määrittää seuraavat henkilökohtaisten tietokoneiden luokat:

Kuluttaja-PC (massa-PC);

Office PC (yritystietokone);

Mobile PC (kannettava tietokone);

PC-työasema (työasema);

Entertaimt PC (viihde-PC).

PC99-spesifikaation mukaan useimmat tällä hetkellä markkinoilla olevat henkilökohtaiset tietokoneet kuuluvat valtavirran PC-luokkaan. Yritystietokoneissa grafiikan toistotyökalujen vaatimukset ovat minimoituja, eikä äänidatan käsittelyä vaadita lainkaan. Kannettavissa tietokoneissa on pakollisia työkaluja etäkäyttöyhteyksien luomiseen, eli työkaluja tietokoneviestintä. Työasemakategoriassa vaatimukset tiedon tallennuslaitteille ovat nousseet ja viihde-PC-kategoriassa grafiikan ja äänen toistotyökaluille.

Johtopäätöksenä voimme siis sanoa seuraavaa. Tällä hetkellä tietokoneiden luokittelussa on monia järjestelmiä ja menetelmiä, periaatteita ja perusteita. Tässä artikkelissa esitellään yleisimmät tietokoneiden luokitukset.

Siten tietokoneet luokitellaan käyttötarkoituksen (keskustietokoneet, minitietokoneet, mikrotietokoneet, henkilökohtaiset tietokoneet), erikoistumistason (yleinen ja erikoistunut), vakiokokojen (pöytäkone, kannettava, tasku, mobiili), yhteensopivuuden, käytetyn prosessorin tyypin mukaan. jne. Tietokoneluokkien välillä ei ole selkeitä rajoja. Rakenteiden ja tuotantotekniikoiden parantuessa uusia tietokoneluokkia ilmaantuu ja olemassa olevien luokkien rajat muuttuvat merkittävästi.

Varhaisin luokittelumenetelmä on tietokoneiden luokittelu käyttötarkoituksen mukaan.

Yleisin tietokonetyyppi on henkilökohtainen tietokone, joka on jaettu joukko-, yritys-, kannettaviin, viihde- ja työasemiin.

Tietotekniikan jako sukupolviin on hyvin ehdollinen, löyhä laskentajärjestelmien luokittelu laitteiston ja ohjelmiston kehitysasteen sekä tietokoneen kanssa kommunikointimenetelmien mukaan.

Ajatus koneiden jakamisesta sukupolviin herätti henkiin se, että tietotekniikka on lyhyen kehityshistoriansa aikana kokenut suuren evoluution sekä alkuainepohjan kannalta (lamput, transistorit, mikropiirit jne.) , ja sen rakenteen muutosten mielessä uusien kykyjen ilmaantuminen laajentaen sovellusaluetta ja käytön luonnetta.

Käyttöolosuhteiden mukaan tietokoneet jaetaan kahteen tyyppiin: toimisto (universaali); erityistä.

Toimistolaitteet on suunniteltu ratkaisemaan monenlaisia ​​ongelmia normaaleissa käyttöolosuhteissa.

Erikoistietokoneita käytetään kapeamman luokan ongelman ratkaisemiseen tai jopa yhteen tehtävään, joka vaatii useita ratkaisuja, ja ne toimivat erityisissä käyttöolosuhteissa. Koneen resurssit erityiset tietokoneet usein rajoitettu. Niiden kapea suuntautuminen mahdollistaa kuitenkin tietyn luokan tehtävien toteuttamisen tehokkaimmin.

2. Encryptor, Decryptor

Salaus, tai koodaaja kutsutaan yhdistelmälogiikkalaitteeksi lukujen muuntamiseen desimaalijärjestelmä numerointi binäärimuotoon. Enkooderin tuloille on annettu peräkkäin desimaalilukujen arvot, joten aktiivisen loogisen signaalin syöttäminen yhteen tuloista havaitaan kooderissa vastaavan desimaaliluvun sovelluksena. Tämä signaali muunnetaan kooderin lähdössä binäärikoodiksi. Sen mukaan mitä on sanottu, jos kooderi on n lähtöjä, sen tulojen lukumäärä ei saa olla suurempi kuin 2 n. Enkooderilla 2 n sisäänkäynnit ja n lähtöjä kutsutaan saattaa loppuun. Jos kooderitulojen määrä on pienempi 2 n, sitä kutsutaan epätäydellinen.

Tarkastellaanpa kooderin toimintaa esimerkkinä desimaalilukujen 0-9 muuntaja binääriseksi desimaalikoodiksi. Tätä tapausta vastaava totuustaulukko on

Tulojen lukumäärästä lähtien tästä laitteesta Vähemmän 2 n= 16, meillä on epätäydellinen kooderi. Taulukon käyttäminen K 3 , K 2 , K 1 ja K 0 , voit kirjoittaa seuraavat lausekkeet:

Tuloksena oleva FAL-järjestelmä luonnehtii kooderin toimintaa. Järjestelmää vastaavan laitteen looginen kaavio on annettu alla olevassa kuvassa.

Liittyviä tietoja.

Tietokone (englannin kielestä tietokone - laskin) on ohjelmoitava elektroninen tietokonelaite, joka on suunniteltu tietojen tallentamiseen ja siirtämiseen sekä tietojenkäsittelyyn. Toisin sanoen tietokone on ohjelmistoohjattujen elektronisten laitteiden kokonaisuus.

Termi "henkilökohtainen tietokone" on synonyymi lyhenteelle "tietokone" (elektroninen tietokone). Kun henkilökohtaiset tietokoneet ilmestyivät, termi mainframe poistui pian käytöstä, ja se korvattiin termillä "tietokone", "PC" tai "PC".

Tietokone voi käyttää laskelmia tietojen käsittelyyn tietyn algoritmin mukaisesti. Lisäksi ohjelmiston avulla tietokone voi tallentaa, vastaanottaa ja hakea tietoa sekä tulostaa niitä eri syöttölaitteisiin. Tietokoneiden nimi tulee niiden päätehtävästä - tietojenkäsittelystä, mutta nykyään tietokoneita käytetään tietojenkäsittelyn lisäksi tietojen käsittelyyn sekä peleihin.

Tietokonepiiriä ehdotti vuonna 1949 matemaatikko John von Neumann, ja siitä lähtien laitteen toimintaperiaate on pysynyt lähes muuttumattomana.

Von Neumannin periaatteiden mukaan tietokoneen tulee koostua seuraavista laitteista:

aritmeettinen logiikkalaite, joka suorittaa loogisia ja aritmeettiset operaatiot;

tallennuslaite tietojen tallentamista varten;

ohjauslaite, joka järjestää ohjelman suoritusprosessin;

tiedon syöttö-/tulostuslaitteet.

Tietokoneen muistin tulee koostua tietystä määrästä numeroituja soluja, joista jokainen sisältää ohjelmakäskyjä tai käsiteltävää dataa. Solut ovat kaikkien tietokonelaitteiden käytettävissä.

Useimmat tietokoneet on suunniteltu avoimen arkkitehtuurin periaatteella:

kuvaus tietokoneen kokoonpanosta ja toimintaperiaatteesta, jonka avulla voit koota tietokoneen yksittäisistä osista ja kokoonpanoista;

tietokoneessa on laajennuspaikat, joihin voit asettaa tietyn standardin mukaisia ​​laitteita.

Useimmissa nykypäivän tietokoneissa ongelma kuvataan ensin ymmärrettävällä tavalla antamalla tietoja binääri, ja sitten se käsitellään logiikan ja yksinkertaisen algebran avulla. Koska melkein kaikki matematiikka voidaan pelkistää tekemiseen Boolen operaatiot, niin nopean elektronisen tietokoneen avulla voit ratkaista useimmat matemaattiset ongelmat. Laskelmien tulos esitetään käyttäjälle tiedonsyöttölaitteilla - tulostimilla, lamppuilmaisimilla, näytöillä, projektoreilla.

Kuitenkin havaittiin, että tietokoneet eivät pysty ratkaisemaan matemaattisia ongelmia. Englantilainen matemaatikko Alan Turing kuvasi ensimmäiset ongelmat, joita tietokone ei pystynyt ratkaisemaan.

Tietokoneiden sovellukset

Ensimmäiset tietokoneet luotiin vain laskelmia varten (kuten nimestä voi päätellä), ja ensimmäinen korkean tason ohjelmointikieli oli Fortran, joka oli tarkoitettu vain matemaattisten laskelmien suorittamiseen.

Sitten tietokoneet löysivät toisen käyttötarkoituksen - tietokannat. Ensinnäkin pankit ja hallitukset tarvitsivat niitä. Tietokannat vaativat monimutkaisempia tietokoneita kehittyneillä tietojen tallennus- ja syöttö-tulostusjärjestelmillä. Cobol-kieli kehitettiin täyttämään nämä vaatimukset. Jonkin ajan kuluttua ilmestyi tietokannanhallintajärjestelmät (DBMS), joilla oli omat ohjelmointikielet.

Toinen tietokoneiden käyttötarkoitus on ohjata erilaisia ​​laitteita. Ala on kehittynyt vähitellen pitkälle erikoistuneista laitteista (usein analogisista) standarditietokonejärjestelmiin, jotka suorittavat ohjausohjelmia. Tämän lisäksi yhä enemmän moderni teknologia sisältää ohjaustietokoneen.

Nykyään tietokoneen kehitys on saavuttanut sen tason, että se on tärkein tietoväline sekä kotona että toimistossa. Näin ollen lähes kaikki tiedon kanssa työskentely tapahtuu tietokoneen kautta - tekstien kirjoittamisesta elokuvien katseluun. Tämä koskee myös tietojen tallentamista ja välittämistä.

Tutkijat käyttävät nykyaikaisia ​​supertietokoneita simuloidakseen monimutkaisia ​​biologisia ja fysikaalisia prosesseja, kuten ilmastonmuutosta tai ydinreaktioita. Jotkut projektit toteutetaan hajautetulla laskennalla, jossa suuri määrä ei kovin tehokkaita tietokoneita ratkaisee samanaikaisesti saman ongelman eri osia muodostaen siten yhden tehokas tietokone.

Monimutkaisin ja ei vielä kovin kehittynyt tietokoneiden käyttöalue on tekoäly - tietokoneiden käyttö ongelmien ratkaisemisessa, joilla ei ole selkeää sukua. yksinkertainen algoritmi. Esimerkkejä tällaisista tehtävistä ovat pelit, asiantuntijajärjestelmät ja tekstin konekäännös.

mydiv.net

Koetehtävä - ICT-tehtävät

Lopputyö. Abstraktin "Tietokonetekniikan kehityshistorian" valmistelu SISÄÄN tekstinkäsittelyohjelma luoda uusi asiakirja ja kopioida siihen peräkkäin tiedostojen "Introduction.rtf", "The Beginning of the Era 3BM.rtf", "First Generation 3BM.rtf", "Second Generation Computer.rtf", "Third Generation 3BM.rtf" sisältö. , "Fourth Generation 3BM. rtf", "Conclusion.rtf". Tallenna työsi tulos omaan kansioon nimellä Tiivistelmä_sukunimi.docx. Nimeä jokainen asiakirjan kuudesta osasta (osien nimet voivat olla samat kuin vastaavien tiedostojen nimet). Muotoile asiakirja esseen vaatimusten mukaisesti (7. luokan oppikirja s. 165). Lisää aiemmin laatimasi kansilehti asiakirjan alkuun. Lisää asiakirjan sivuille sivun otsikko abstraktin otsikolla. Lisää saamasi kuvat tekstiin. Lisää kohtaan "Tietokoneajan alku" sanojen "Ensimmäinen elektroninen tietokone (tietokone)" jälkeen alaviite, jossa selität, miten käsitteet "tietokone" ja "tietokone" liittyvät toisiinsa. Lisää osio abstraktiisi: Vertailevat ominaisuudet tietokoneiden sukupolvet" ja sisällytä siihen taulukko (taulukkoa ei tarvitse täyttää): Käytä tyylimuotoilua jokaiseen osion otsikkoon valitsemalla niille Otsikko 1 -tyyli Muodosta ne automaattisesti erilliselle sivulle Etusivu uusi osio "Sisällysluettelo". Tallenna tiedosto muutokset omaan kansioon, kopioi se opettajallesi ja lähetä se myös itsellesi sähköpostitse. Kotitehtävät seuraavaa oppituntia varten Etsi tietoa S. A. Lebedevistä Internetistä ja täydennä tiivistelmän tekstiä sillä. Etsi tarvittavat tiedot Internetistä ja kirjoita ne taulukon asianmukaisiin soluihin. Selvitä, milloin ja kuka on kehittänyt ensimmäisen massatuotannon henkilökohtaisen tietokoneen, ja lisää nämä tiedot esseen asianmukaiseen osaan. Etsi Internetistä kuvia eri sukupolvien tietokoneista. Lisää yksi mielenkiintoisimmista kuvista asianmukaisiin osiin. Lisää osio "Luettelo lähteistä ja Internet-resursseista" ja sisällytä siihen luettelo tietolähteistä, joita käytit tiivistelmääsi laatiessasi. Päivitä sisällysluettelo.

sites.google.com

Lopputyö: Abstraktin "Tietokonetekniikan kehityshistorian" valmistelu

1. Luo tekstinkäsittelyohjelmassa uusi dokumentti ja kopioi tiedostojen sisältö peräkkäin siihen Introduction.rtf, Aikakauden alku EBM.rtf, Ensimmäisen sukupolven EBM.rtf, Toisen sukupolven EBM.rtf, Kolmannen sukupolven EBM. rtf, neljännen sukupolven EBM.rtf, johtopäätös .rtf.

2. Tallenna työsi tulos omaan kansioon nimellä Abstract.rtf.

3. Valitse asiakirjan kaikki kuusi osaa (osien nimet voivat olla samat kuin vastaavien tiedostojen nimet).

4. Muotoile asiakirja abstraktille asetettujen vaatimusten mukaisesti.

5. Lisää aiemmin valmistelemasi otsikkosivu (Title.rtf) asiakirjan alkuun.

6. Lisää asiakirjan sivuille otsikko abstraktin otsikolla.

7. Lisää kohtaan "Tietokoneaikakauden alku" sanojen "Ensimmäinen elektroninen tietokone (tietokone)" jälkeen alaviite, jossa selität käsitteiden "tietokone" ja "tietokone" liittyvät toisiinsa.

8. Etsi Internetistä tietoa S. A. Lebedevistä ja täydennä tiivistelmän tekstiä sillä.

9. Selvitä, milloin ja kuka on kehittänyt ensimmäisen massatuotannon henkilökohtaisen tietokoneen, ja lisää nämä tiedot esseen asianmukaiseen osaan.

10. Etsi Internetistä kuvia eri sukupolvien tietokoneista. Lisää yksi mielenkiintoisimmista kuvista asianmukaisiin osiin.

11. Lisää abstraktiin kohta ”Tietokonesukupolvien vertailutiedot” ja liitä siihen taulukko:

12. Etsi tarvittavat tiedot Internetistä ja kirjoita ne taulukon asianmukaisiin soluihin.

13. Lisää osio “Luettelo lähteistä ja Internet-resursseista” ja sisällytä siihen luettelo tietolähteistä, joita käytit tiivistelmääsi laatiessasi.

14. Käytä tyylimuotoilua jokaiseen osion otsikkoon valitsemalla niille otsikko 1 -tyyli. Luo automaattisesti uusi Sisällysluettelo-osio.

15. Tallenna tiedosto muutokset omaan kansioon, tulosta se ja lähetä se opettajallesi tarkistettavaksi.

Työkuvan kohtien 1–5 suorittaminen vastaa arvosanaa ”tyydyttävä” kohdat 1-14 – ”erinomainen”;

urok28-7klass.blogspot.ru

Tietokonelukutaito edellyttää viiden sukupolven tietokoneiden ymmärtämistä, jonka saat tämän artikkelin lukemisen jälkeen.

Kun he puhuvat sukupolvista, he puhuvat ennen kaikkea elektronisten tietokoneiden (tietokoneiden) historiallisesta muotokuvasta.

Valokuva-albumissa tietyn ajan kuluttua kuvat osoittavat, kuinka sama henkilö on muuttunut ajan myötä. Samalla tavalla tietokonesukupolvet edustavat sarjaa tietotekniikan muotokuvia sen eri kehitysvaiheissa.

Elektronisen laskentatekniikan koko kehityshistoria on yleensä jaettu sukupolviin. Sukupolvenvaihdokset liittyivät useimmiten tietokoneiden alkuainepohjan muutoksiin ja elektroniikkatekniikan kehitykseen. Tämä on aina lisännyt suorituskykyä ja lisännyt muistikapasiteettia. Lisäksi tietokoneen arkkitehtuurissa tapahtui pääsääntöisesti muutoksia, tietokoneella ratkaistavien tehtävien kirjo laajeni ja käyttäjän ja tietokoneen välinen vuorovaikutustapa muuttui.

Ensimmäisen sukupolven tietokone

Ne olivat putkikoneita 50-luvulta. Niiden alkuainepohja oli sähköiset tyhjiöputket. Nämä tietokoneet olivat erittäin tilaa vieviä rakenteita, jotka sisälsivät tuhansia lamppuja, jotka veivät toisinaan satoja neliömetriä aluetta ja kuluttivat satoja kilowatteja sähköä.

Esimerkiksi yksi ensimmäisistä tietokoneista oli valtava yksikkö, yli 30 metriä pitkä, sisälsi 18 tuhatta tyhjiöputkea ja kulutti noin 150 kilowattia sähköä.

Ohjelmien ja tietojen syöttämiseen käytettiin rei'itettyjä nauhoja ja reikäkortteja. Ei ollut näyttöä, näppäimistöä tai hiirtä. Näitä koneita käytettiin pääasiassa teknisiin ja tieteellisiin laskelmiin, jotka eivät liittyneet suurten tietomäärien käsittelyyn. Vuonna 1949 ensimmäinen puolijohdelaite, vaihtamalla tyhjiöputken. Se sai nimen transistori.

Toisen sukupolven tietokone

Transistorit

60-luvulla transistoreista tuli toisen sukupolven tietokoneiden perusta. Koneista on tullut kompakteja, luotettavampia ja vähemmän energiaa kuluttavia. Lisääntynyt suorituskyky ja äänenvoimakkuus sisäinen muisti. Ulkoiset (magneettiset) muistilaitteet ovat saaneet suurta kehitystä: magneettirummut, tallennuslaitteet magneettinauhat.

Tänä aikana korkean tason ohjelmointikielet alkoivat kehittyä: FORTRAN, ALGOL, COBOL. Ohjelman luominen ei enää riipu tietystä automallista, vaan siitä on tullut yksinkertaisempi, selkeämpi ja helppokäyttöisempi.

Vuonna 1959 keksittiin menetelmä, joka mahdollisti transistorien luomisen yhdelle levylle ja kaikki tarvittavat liitännät heidän välillään. Tällä tavalla saadut piirit tunnettiin integroituina piireinä tai siruina. Integroitujen piirien keksintö toimi pohjana tietokoneiden miniatyrisoinnille edelleen.

Myöhemmin integroidun piirin pinta-alayksikköä kohti sijoitettavien transistorien määrä noin kaksinkertaistui joka vuosi.

Kolmannen sukupolven tietokone

Tämä tietokoneiden sukupolvi luotiin uudelle elementtipohjalle - integroidut piirit (IC).

Mikropiirit

Kolmannen sukupolven tietokoneita alettiin valmistaa 60-luvun jälkipuoliskolla, kun amerikkalainen yritys IBM aloitti IBM-360-konejärjestelmän valmistuksen. Hieman myöhemmin IBM-370-sarjan koneet ilmestyivät.

Neuvostoliitossa 1970-luvulla aloitettiin ES (Unified Computer System) -sarjan koneiden valmistus IBM 360/370 -mallin mukaan. Toimintanopeus on suurin tehokkaita malleja Tietokone on jo saavuttanut useita miljoonia operaatioita sekunnissa. Kolmannen sukupolven koneissa ilmestyi uudenlainen ulkoinen tallennuslaite - magneettilevyt.

Elektroniikan kehityksen edistyminen johti luomiseen suuret integroidut piirit (LSI), jossa useita kymmeniä tuhansia sähköelementtejä sijoitettiin yhteen kristalliin.

Mikroprosessori

Vuonna 1971 amerikkalainen Intel yhtiö ilmoitti mikroprosessorin luomisesta. Tämä tapahtuma oli vallankumouksellinen elektroniikassa.

Mikroprosessori on pienoisaivot, jotka toimivat muistiin upotetun ohjelman mukaan.

Yhdistämällä mikroprosessorin syöttö-lähtölaitteisiin ja ulkoiseen muistiin saimme uudentyyppisen tietokoneen: mikrotietokoneen.

Neljännen sukupolven tietokone

Mikrotietokoneet ovat neljännen sukupolven koneita. Henkilökohtaiset tietokoneet (PC:t) ovat yleisimpiä. Heidän ulkonäkönsä liittyy kahden amerikkalaisen asiantuntijan ja Steve Wozniakin nimiin. Vuonna 1976 syntyi heidän ensimmäinen tuotanto-PC, Apple-1, ja vuonna 1977 Apple-2.

Vuodesta 1980 lähtien amerikkalaisesta IBM:stä on kuitenkin tullut PC-markkinoiden suunnannäyttäjä. Sen arkkitehtuurista on tullut de facto kansainvälinen standardi ammattitietokoneille. Tämän sarjan koneita kutsuttiin IBM PC:ksi (Personal Computer). Henkilökohtaisen tietokoneen syntyminen ja leviäminen sosiaalisen kehityksen kannalta on verrattavissa kirjapainon tuloon.

Tämän tyyppisen koneen kehittämisen myötä konsepti " tietotekniikka", jota ilman on mahdotonta tehdä useimmilla ihmisen toiminnan aloilla. Uusi tieteenala on syntynyt - tietojenkäsittelytiede.

Viidennen sukupolven tietokone

Ne perustuvat täysin uuteen elementtipohjaan. Niiden päälaadun tulee olla korkea älyllinen taso, erityisesti puheen ja kuvantunnistuksen. Tämä edellyttää siirtymistä perinteisistä von Neumann -arkkitehtuureista arkkitehtuureihin, jotka huomioivat tekoälyn luomistehtävien vaatimukset.

Tietokonelukutaidon kannalta on siis välttämätöntä ymmärtää se tällä hetkellä tietokoneita on luotu neljä sukupolvea:

• 1. sukupolvi: 1946 ENIAC-koneen luominen tyhjiöputkilla.
• 2. sukupolvi: 60s. Tietokoneet on rakennettu transistoreille.
• 3. sukupolvi: 70-luku. Tietokoneet on rakennettu integroiduille piireille (ICs).
• 4. sukupolvi: Alkoi luoda vuonna 1971 mikroprosessorin (MP) keksimisen myötä. Rakennettu laajamittaisten integroitujen piirien (LSI) ja super-LSI:n (VLSI) pohjalta.

Viides sukupolvi tietokoneita on rakennettu ihmisaivojen periaatteelle ja sitä ohjataan äänellä. Näin ollen on odotettavissa täysin uusien teknologioiden käyttöä. Japani on tehnyt valtavia ponnisteluja kehittääkseen viidennen sukupolven tietokoneita tekoälyllä, mutta menestystä ei ole vielä saavutettu.

Mikä on tietokone?

Tietokone (Englanti tietokone - tietokone) - ohjelmoitava elektroninen laskentalaite tietojen käsittelyyn, siirtoon ja tallentamiseen. Toisin sanoen tietokone on ohjelmistoohjattujen elektronisten laitteiden kokonaisuus.

Termi " tietokone" (tai " Henkilökohtainen tietokone") on synonyymi lyhenteelle" tietokone"(elektroninen tietokone) tai "PC" ( henkilökohtainen tietokone). Henkilökohtaisten tietokoneiden ilmaantumisen jälkeen (englanninkielisestä personal computer, PC) termi tietokone poistettiin myöhemmin käytännössä käytöstä ja korvattiin lainatulla termillä "tietokone", "PC" tai "PC". Tosiasia on, että jos nimitykset "PC" ja "PC" kuvaavat tietokonetta "yhden käyttäjän yleiskäyttöiseksi tietokoneeksi", termi "PC" tarkoittaa juuri IBM PC -yhteensopivaa tietokonetta.

Laskelmien avulla tietokone pystyy käsittelemään tietoa ennalta määrätyn algoritmin mukaan. Lisäksi tietokone pystyy ohjelmiston avulla vastaanottamaan, tallentamaan ja etsimään tietoa, näyttämään tietoja erilaisia ulostulolaitteet. Tietokoneet ovat saaneet nimensä päätehtävästään - laskelmien suorittamisesta. Tällä hetkellä tietokoneita käytetään suorien laskentatoimintojen lisäksi tiedon ja pelien käsittelyyn ja hallintaan.

Tietokonesuunnittelusuunnitelman ehdotti kuuluisa matemaatikko John von Neumann vuonna 1946, ja sen toimintaperiaatteet ovat suurelta osin säilyneet nykyaikaisissa tietokoneissa.

Ensinnäkin tietokoneessa, von Neumannin periaatteiden mukaan, tulee olla seuraavat laitteet:

* Arithmetic Logic Unit (ALU), joka suorittaa aritmeettisia ja loogisia toimintoja;
* ohjauslaite (CU), joka järjestää ohjelman suoritusprosessin;
* tallennuslaite (muisti) tai muisti ohjelmien ja tietojen tallentamiseen;
* ulkoiset laitteet tietojen syöttämiseen/tulostukseen.

Tietokoneen muistissa on oltava tietty määrä numeroituja soluja, joista jokainen voi sisältää joko käsiteltyä dataa tai ohjelmakäskyjä. Kaikkien muistisolujen on oltava yhtä helposti muiden tietokonelaitteiden ulottuvilla.

Tietokonearkkitehtuurin lisäksi Neumann ehdotti perusperiaatteita looginen laite TIETOKONE.

John von Neumannin periaatteet:

1. Ohjelman ohjauksen periaate (ohjelma koostuu joukosta komentoja, jotka prosessori suorittaa peräkkäin tietyssä järjestyksessä);

2. Muistin homogeenisuuden periaate (ohjelmat ja tiedot tallennetaan samaan muistiin);

3. Osoitteen periaate (päämuisti koostuu numeroiduista soluista ja mikä tahansa solu on prosessorin käytettävissä milloin tahansa).

Näille periaatteille rakennettuja tietokoneita kutsutaan "von Neumann"-tietokoneiksi. Nykyään nämä ovat suurin osa tietokoneista, mukaan lukien IBM PC -yhteensopivat. Mutta on myös tietokonejärjestelmiä, joilla on erilainen arkkitehtuuri - esimerkiksi rinnakkaislaskennan järjestelmiä.

Tyypillisesti tietokone on suunniteltu avoimen arkkitehtuurin periaatteella:
* Kuvaus tietokoneen toimintaperiaatteesta ja sen kokoonpanosta, jonka avulla voit koota PC:n yksittäisiä solmuja ja yksityiskohdat;
* PC:ssä on sisäisiä laajennuspaikkoja, joihin käyttäjä voi lisätä erilaisia ​​tietyn standardin mukaisia ​​laitteita.

Useimmissa nykyaikaisissa tietokoneissa ongelma kuvataan ensin heidän ymmärtämässään muodossa ja kaikki tarvittavat tiedot esitetään binäärimuodossa (ykkösten ja nollien muodossa), minkä jälkeen sen käsittelyvaiheet rajoittuvat yksinkertaisen logiikan algebra. Koska lähes kaikki matematiikka voidaan pelkistää Boolen operaatioiden suorittamiseen, se on melko nopea elektroninen tietokone voidaan soveltaa useimpiin matemaattisiin ongelmiin (ja myös useimpiin tietojenkäsittelyongelmiin, jotka voidaan helposti pelkistää matemaattisiksi).

Suoritetun tehtävän tulos voidaan esittää käyttäjälle erilaisilla tiedonantolaitteilla, kuten lamppuilmaisimilla, näytöillä, tulostimilla, projektoreilla jne.

Havaittiin, että tietokoneet eivät edelleenkään pysty ratkaisemaan matemaattisia ongelmia. Englantilainen matemaatikko Alan Turing kuvasi ensin ongelmat, joita ei voida ratkaista tietokoneilla.

Tietokoneiden sovellukset

Ensimmäiset tietokoneet luotiin suoraan tietojenkäsittelyä varten (kuten nimet "tietokone" ja "tietokone" näkyvät). Ei ole sattumaa, että ensimmäinen korkean tason ohjelmointikieli oli Fortran, joka oli tarkoitettu yksinomaan matemaattisten laskelmien suorittamiseen.

Toinen tärkeä sovellus oli tietokannat. Ensinnäkin hallitukset ja pankit tarvitsivat niitä. Tietokannat vaativat monimutkaisempia tietokoneita, joissa on kehitetty syöttö-tulostus ja tiedon tallennusjärjestelmä. Näitä tarkoituksia varten kehitettiin Cobol-kieli. Myöhemmin DBMS (tietokannanhallintajärjestelmät) ilmestyi omilla ohjelmointikielillään.

Kolmas sovellus oli ohjata kaikenlaisia ​​laitteita. Täällä kehitys eteni pitkälle erikoistuneista laitteista (usein analogisista) standarditietokonejärjestelmien asteittaiseen käyttöönottoon, joissa ohjausohjelmia ajettiin. Lisäksi yhä useammat laitteet alkavat sisältää ohjaustietokoneen.

Lopuksi tietokoneet ovat kehittyneet niin paljon, että tietokoneesta on tullut tärkein tietoväline sekä toimistossa että kotona. Eli nykyään melkein kaikki tiedon kanssa työskentely tapahtuu tietokoneen kautta - olipa se sitten kirjoittamista tai elokuvien katselua. Tämä koskee sekä tiedon tallentamista että sen lähettämistä viestintäkanavien kautta.

Nykyaikaisilla supertietokoneilla simuloidaan monimutkaisia ​​fysikaalisia ja biologisia prosesseja - esimerkiksi ydinreaktioita tai ilmastonmuutosta. Jotkut projektit toteutetaan hajautetun laskennan avulla, kun iso luku suhteellisesti heikkoja tietokoneita toimii pienillä osilla samanaikaisesti yhteinen tehtävä muodostaen näin erittäin tehokkaan tietokoneen.

Tietokoneiden monimutkaisin ja alikehittynein sovellus on tekoäly - tietokoneiden käyttö sellaisten ongelmien ratkaisemiseen, joissa ei ole selkeästi määriteltyä, enemmän tai vähemmän yksinkertaista algoritmia. Esimerkkejä tällaisista tehtävistä ovat pelit, tekstin konekäännös, asiantuntijajärjestelmät.

Kunnan budjetti- ja oppilaitos

"Yliopisto nro 30"

Esitetty:

8 luokan oppilas

Dmitrieva Daria

Opettaja:

Demchenko E.E.

Kursk, 2014

"Tietokonetekniikan kehityksen historia"

Essee

Johdanto

Kun ihmisyhteiskunta kehittyi, se hallitsi aineen ja energian lisäksi myös tietoa. Tietokoneiden tulon ja yleistymisen myötä ihmiset saivat tehokkaan työkalun tietoresurssien tehokkaaseen käyttöön ja henkisen toiminnan tehostamiseen. Tästä lähtien (keskXXvuosisadalla) alkoi siirtyminen teollisesta yhteiskunnasta tietoyhteiskuntaan, jossa tiedosta tulee pääresurssi.

Yhteiskunnan jäsenten kyky käyttää täydellistä, oikea-aikaista ja luotettavaa tietoa riippuu pitkälti uusien tietoteknologioiden, joiden perustana ovat tietokoneet, kehitysaste ja hallinta. Tarkastellaanpa tärkeimpiä virstanpylväitä niiden kehityksen historiassa.

Tietokonetekniikka on olennainen osa laskenta- ja tietojenkäsittelyprosessia. Ensimmäiset tietojenkäsittelylaitteet olivat luultavasti hyvin tunnettujalaskentatikkuja, joita käytetään edelleen monien koulujen ala-asteilla laskennan opetuksessa. Näiden laitteiden kehittyessä niistä tuli monimutkaisempia, kutenfoinikialainensavihahmot, joiden tarkoituksena on myös visuaalisesti edustaa laskettavien esineiden määrää. Tällaisia ​​laitteita näyttävät käyttäneen aikansa kauppiaat ja kirjanpitäjät.

Vähitellen yksinkertaisimmista laskentalaitteista syntyi yhä monimutkaisempia laitteita: ( ), , , . Varhaisten laskentalaitteiden yksinkertaisuudesta huolimatta kokenut kirjanpitäjä saa tuloksia yksinkertaisella helmitaululla jopa nopeammin kuin nykyaikaisen laskimen hidas omistaja. Luonnollisesti nykyaikaisten tietokonelaitteiden suorituskyky ja laskentanopeus ovat jo pitkään ylittäneet merkittävimmän ihmislaskimen ominaisuudet.

Ihmiskunta oppi käyttämään yksinkertaisimpia laskentalaitteita tuhansia vuosia sitten. Suosituin oli tarve määrittää vaihtokaupassa käytettävien tavaroiden määrä. Yksi yksinkertaisimmista ratkaisuista oli käyttää vaihdettavan tavaran painoekvivalenttia, mikä ei vaatinut sen komponenttien lukumäärän tarkkaa uudelleenlaskentaa. Näihin tarkoituksiin käytettiin yksinkertaisimpia tasapainotuslaitteitavaa'at, joista tuli yksi ensimmäisistä kvantitatiivisen määrityksen laitteistamassat. Ekvivalenssiperiaatetta käytettiin laajalti toisessa yksinkertaisessa laskentalaitteessa - abacusissa tai abacusissa. Laskettujen esineiden määrä vastasi tämän instrumentin siirrettyjen dominojen määrää. Suhteellisen monimutkainen laskentalaite voisi olla rukous, jota käytetään monien uskontojen harjoittamisessa. Uskova, ikään kuin abakuksella, laski rukouksen jyvillä sanottujen rukousten määrän ja kulkiessaan täyden rukousympyrän, hän siirsi erityisiä vastajyviä erilliseen pyrstään, mikä osoitti laskettujen ympyröiden lukumäärän.Hammaspyörien keksimisen myötä ilmestyi paljon monimutkaisempia laitteita laskelmien suorittamiseen.

Tietoa kaikista tietokoneiden sukupolvista,Haluan puhua esseessäni tietotekniikan kehityksen historiasta.

Tietokoneajan alku

Ensimmäinen tietokoneENIACperustettiin vuoden 1945 lopussa Yhdysvalloissa.

Amerikkalainen matemaatikko John von Neumann muotoili vuonna 1946 perusideat, joihin tietotekniikka kehittyi vuosien ajan. Niitä kutsuttiin von Neumann-arkkitehtuuriksi.

Vuonna 1949 rakennettiin ensimmäinen von Neumann -arkkitehtuurilla varustettu tietokone - englantilainen koneEDSAC. Vuotta myöhemmin amerikkalainen tietokone ilmestyiEDVAC.

Maassamme ensimmäinen tietokone luotiin vuonna 1951. Sen nimi oli MESM - pieni elektroninen laskukone. MESM:n suunnittelija oli Sergei Alekseevich Lebedev.

Tietokoneiden sarjatuotanto aloitettiin 50-luvullaXXvuosisadalla.

Elektroninen tietotekniikka jaetaan yleensä elementtipohjan muutokseen liittyviin sukupolviin. Sitä paitsi,eri sukupolvien autot ovat erilaisialooginen arkkitehtuuri ja ohjelmistotarjous, nopeastitoiminta, RAM, syöttötapa ja sinävesitiedot jne.

Ensimmäinen tietokone - tyhjiöputkia käyttävä yleiskone - rakennettiin Yhdysvalloissa vuonna 1945.

Tämän koneen nimi oli ENIAC (lyhenne sanoista: electronic digital integrator and computer). ENIACin suunnittelijat olivat J. Mauchly ja J. Eckert. Tämän koneen laskentanopeus ylitti tuhatkertaisesti silloisten välityskoneiden nopeuden.

Ensimmäinen elektroninentietokone ENIAC ohjelmoitiin pistokekytkentämenetelmällä, eli ohjelma rakennettiin yhdistämällä koneen yksittäiset lohkot johtimilla välilevylle. Tämä monimutkainen ja työläs menettely koneen valmistelemiseksi työhön teki siitä hankalan käyttää.

Perusideat, joihin tietotekniikka kehittyi vuosia, kehitti suurin amerikkalainen matemaatikko John von Neumann.

Vuonna 1946 Nature-lehti julkaisi J. von Neumannin, G. Goldsteinin ja A. Burksin artikkelin "Alustava tarkastelu looginen rakenne elektroninen laskentalaite". Tässä artikkelissa esiteltiin tietokoneen suunnittelun ja toiminnan periaatteet. Tärkein niistä on muistiin tallennuksen periaateohjelmia , jonka mukaan tiedot ja ohjelma sijoitetaan koneen yleismuistiin.

Peruskuvausta tietokoneen rakenteesta ja toiminnasta kutsutaan yleensä tietokonearkkitehtuuriksi. Edellä mainitussa artikkelissa esitettyjä ideoita kutsuttiin "J. von Neumannin tietokonearkkitehtuuriksi".

Vuonna 1949 rakennettiin ensimmäinen Neumann-arkkitehtuurilla varustettu tietokone - englantilainen EDSAC-kone. Vuotta myöhemmin amerikkalainen tietokone EDVAC ilmestyi. Nimetyt koneet olivat olemassa yksittäisinä kappaleina. Tietokoneiden sarjatuotanto aloitettiin kehittyneissä maissa 1950-luvun 50-luvulla.

Maassamme ensimmäinen tietokone luotiin vuonna 1951. Sen nimi oli MESM - pieni elektroninen laskukone. MESM:n suunnittelija oli Sergei Alekseevich Lebedev

Akateemikko S. A. Lebedevin suuri rooli kotimaisten tietokoneiden luomisessa. Hänen johdollaan rakennettiin 50-luvulla sarjaputkitietokoneita BESM-1 (nopea elektroninen laskukone), BESM-2, M-20. Tuolloin nämä autot olivat maailman parhaita.

1900-luvun 60-luvulla S. A. Lebedev johti puolijohdetietokoneiden BESM-ZM, BESM-4, M-220, M-222 kehittämistä. BESM-6 kone oli tuon ajanjakson erinomainen saavutus. Tämä on ensimmäinen kotimainen ja yksi ensimmäisistä tietokoneista maailmassa, jonka nopeus on miljoona toimintoa sekunnissa.

S. A. Lebedevin myöhemmät ideat ja kehitystyöt auttoivat seuraavien sukupolvien kehittyneempien koneiden luomiseen.

Ensimmäinen sukupolvi tietokoneita

Ensimmäinen sukupolvi tietokoneita - putkikoneita 50-luvulta.Ensimmäisen sukupolven nopeimpien koneiden laskentanopeus saavutti 20 tuhatta operaatiota sekunnissa. Ohjelmien ja tietojen syöttämiseen käytettiin rei'itettyjä nauhoja ja reikäkortteja. Koska näiden koneiden sisäinen muisti oli pieni (sisältää useita tuhansia numeroita ja ohjelmakomentoja), niitä käytettiin pääasiassa teknisiin ja tieteellisiin laskelmiin, jotka eivät liittyneet suurten tietomäärien käsittelyyn. Nämä olivat melko isoja rakenteita, jotka sisälsivät tuhansia lamppuja, joskus satojen neliömetrien kokoisia ja kuluttivat satoja kilowatteja sähköä. Tällaisten koneiden ohjelmat käännettiin koneen komentokielillä, joten ohjelmointi oli tuolloin harvojen saatavilla. On yleisesti hyväksyttyä, että ensimmäinen tietokoneiden sukupolvi ilmestyi toisen maailmansodan jälkeen1943 Conrad Zuse, näytetään ystäville ja sukulaisille1938 rele) on kone, joka on oikukas käsittelyssä ja epäluotettava laskelmissa. Toukokuussa1941 vuonna sisäänBerliini

On yleisesti hyväksyttyä, että ensimmäinen tietokoneiden sukupolvi ilmestyi toisen maailmansodan jälkeen1943 vuosi, vaikka ensimmäisenä toimivana edustajana tulisi pitää V-1 (Z1)Konrad Zuseesiteltiin ystäville ja sukulaisille1938 vuosi. Se oli ensimmäinen elektroninen (rakennettu kotitekoisille analogeillerele) kone, joka on omituinen käyttää ja epäluotettava laskelmissa. Toukokuussa1941 vuonna sisäänBerliini, Zuse esitteli Z3-auton, joka herätti iloa asiantuntijoiden keskuudessa. Useista puutteista huolimatta se oli ensimmäinen tietokone, joka eri olosuhteissa olisi voinut olla kaupallinen menestys.

Ensimmäisiä tietokoneita pidetään kuitenkin englanninkielisinäKolossi(1943) ja amerikkalainenENIAC(1945). ENIAC oli ensimmäinen tyhjiöputkitietokone.

Ensimmäisen sukupolven tietokoneet käyttivät tyhjiöputkia ja releitä alkuainepohjanaan; RAM suoritettiin flip-flopeilla, myöhemmin ferriittiytimillä.Elementin pohja Ensimmäisten tietokoneiden - tyhjiöputkien - kehityksen määrittivät niiden suuret mitat, merkittävä energiankulutus, alhainen luotettavuus ja sen seurauksena pienet tuotantomäärät ja kapea käyttäjäpiiri, pääasiassa tieteen maailmasta. Tällaisissa koneissa ei käytännössä ollut mahdollisuutta yhdistää suoritettavan ohjelman toimintoja ja rinnastaa eri laitteiden toimintaa; komennot suoritettiin peräkkäin, ALU oli käyttämättömänä vaihtaessaan tietoja ulkoisten laitteiden kanssa, joiden joukko oli hyvin rajallinen. BESM-2:n RAM-kapasiteetti oli esimerkiksi 2048 39-bittistä sanaa. Ulkoisena muistina käytettiin magneettirumpuja ja magneettinauha-asemia. Ihmisen ja ensimmäisen sukupolven koneen välinen viestintäprosessi oli erittäin työläs ja tehoton. Pääsääntöisesti kehittäjä itse, joka kirjoitti ohjelman konekoodilla, syötti sen tietokoneen muistiin reikäkorteilla ja ohjasi sitten manuaalisesti sen suorittamista. Elektroninen hirviö päällä tietty aika annettiin ohjelmoijan jakamattomaan käyttöön, ja laskentaongelman ratkaisun tehokkuus riippui suurelta osin hänen taitotasonsa, kyvystä löytää ja korjata virheet nopeasti sekä kyvystä navigoida tietokonekonsolissa. Keskittyminen manuaaliseen ohjaukseen määritti ohjelman puskurointimahdollisuuden puuttumisen.

Ensimmäisen sukupolven tietokoneille oli ominaista alhainen luotettavuus, ne vaativat jäähdytysjärjestelmän ja niillä oli merkittävät mitat. Ohjelmointiprosessi vaati huomattavaa taitoa, hyvää tietoa tietokonearkkitehtuurista ja sen ohjelmistoominaisuuksista. Aluksi ohjelmointia käytettiin tietokonekoodeissa ( konekoodi), sitten ilmestyi autokoodeja ja kokoajia, jotka jossain määrin automatisoivat ohjelmointitehtävien prosessia. Ensimmäisen sukupolven tietokoneita käytettiin tieteellisiin ja teknisiin laskelmiin. Ohjelmointiprosessi oli enemmän kuin taidetta, jota harjoitti hyvin kapea matemaatikoiden, elektroniikkojen ja fyysikkojen ryhmä.

Kaikki ensimmäisen sukupolven tietokoneettoiminutperustuu tyhjiöputkiin, mikä teki niistä epäluotettavia - putket piti vaihtaa usein. Nämä tietokoneet olivat valtavia, kömpelöitä ja liian kalliita koneita, joita vain suuret yritykset ja hallitukset saattoivat ostaa. Lamput kuluttivat valtavia määriä sähköä ja tuottivat paljon lämpöä.

Lisäksi jokainen kone käytti omaa ohjelmointikieltä. Ohjesarja oli pieni, aritmeettis-loogisen laitteen ja ohjauslaitteen piiri oli melko yksinkertainen, eikä ohjelmistoja ollut käytännössä lainkaan. RAM-kapasiteetin ja suorituskyvyn indikaattorit olivat alhaiset. Syötössä ja tulostuksessa käytettiin rei'itysnauhoja, reikäkortteja, magneettinauhoja ja tulostuslaitteita, jotka perustuivat katodisädeputkien elohopeaviivelinjoihin.

Näitä haittoja alettiin voittaa kehittämällä intensiivisesti automaation ohjelmointityökaluja, luomalla huolto-ohjelmajärjestelmiä, jotka yksinkertaistavat koneen työskentelyä ja lisäävät sen käytön tehokkuutta. Tämä puolestaan ​​vaati merkittäviä muutoksia tietokoneiden rakenteeseen, jonka tavoitteena oli lähentää sitä vaatimuksia, jotka nousivat tietokoneiden käyttökokemuksesta.

Toisen sukupolven tietokoneita

Vuonna 1949 Yhdysvalloissa luotiin ensimmäinen puolijohdelaite, joka korvasi tyhjiöputken. Sitä kutsuttiin transistoriksi.60-luvulla transistoreista on tullut alkuainepohja Toisen sukupolven tietokone. Mene puolijohdeelementtejä paransivat tietokoneiden laatua kaikilta osin: niistä tuli kompakteja, luotettavampia ja vähemmän energiaa kuluttavia. Useimpien koneiden nopeus on saavuttanut kymmeniä ja satoja tuhansia operaatioita sekunnissa. Sisäisen muistin määrä on kasvanut satoja kertoja verrattuna ensimmäisen sukupolven tietokoneeseen. Ulkoiset (magneettiset) muistilaitteet ovat saaneet suurta kehitystä: magneettirummut, magneettinauha-asemat. Tämän ansiosta tuli mahdolliseksi luoda tieto-, viite- ja hakujärjestelmiä tietokoneelle (tämä johtuu tarpeesta tallentaa suuria määriä tietoa magneettisille tietovälineille pitkään).Toisen sukupolven aikana korkean tason ohjelmointikielet alkoivat kehittyä aktiivisesti. Ensimmäiset niistä olivat FORTRAN, ALGOL, COBOL. Ohjelmointi lukutaidon osana on yleistynyt pääasiassa korkeasti koulutettujen keskuudessa.

Toinen tietokoneiden sukupolvi on siirtyminen transistorielementtipohjaan, ensimmäisten minitietokoneiden syntyminen.

Toisen sukupolven tietokoneet koostuivat tyypillisesti Suuri määrä painetut piirilevyt, joista jokainen sisälsi yhdestä neljäänlogiikka portittailiipaisimet. Erityisesti,IBM:n vakiomoduulijärjestelmämääritti standardin tällaisille korteille ja niiden liitäntäliittimille. SISÄÄN1959transistoreihin perustuva IBM julkaisi keskustietokoneenIBM 7090ja keskiluokan autoIBM 1401. Viimeksi käytettyreikäkorttipanosta ja tuli eniten suosittu tietokone tuolloin yleinen käyttötarkoitus: kaudella 1960-1964. Tätä autoa valmistettiin yli 100 tuhatta kappaletta. Se käytti 4 000 merkin muistia (myöhemmin lisätty 16 000 merkkiin). Monet tämän hankkeen näkökohdat perustuivat haluun korvata reikäkorttikoneet, joita on käytetty siitä lähtien laajasti1920-lukuaina 1970-luvun alkuun asti. SISÄÄN1960IBM julkaisi transistorinIBM 1620, alun perin vain rei'itysteippi, mutta päivitettiin pian rei'ityskorteiksi. Mallista tuli suosittu tieteellisenä tietokoneena, ja sitä valmistettiin noin 2 000 kopiota. Kone käytti magneettista ydinmuistia, jonka kapasiteetti oli jopa 60 000 desimaalin numeroa.

Myös vuonna 1960DECjulkaisi ensimmäisen mallinsa -PDP-1, tarkoitettu teknisen henkilöstön käyttöön laboratorioissa ja tutkimuksessa.

SISÄÄN1961Burroughs CorporationvapautettuB5000, ensimmäinen kaksiprosessorinen tietokonevirtuaalinen muisti. Muita ainutlaatuisia ominaisuuksia olivatpinoarkkitehtuuri,Kuvaajapohjainen osoitus, ei ohjelmointia suoraankokoonpanokieli.

Toisen sukupolven tietokone1960-luvun alussa valmistettu IBM 1401 valloitti noin kolmanneksen maailman tietokonemarkkinoista yli 10 000 myydyllä koneella.

Puolijohteiden käyttö ei ole vain parantunutkeskusprosessori, mutta myös oheislaitteet. Toisen sukupolven tiedontallennuslaitteet mahdollistivat kymmenien miljoonien merkkien ja numeroiden tallentamisen. Siellä oli jako tiukasti kiinnitettyihin (korjattu ) tallennuslaitteet, jotka on liitetty prosessoriin nopealla datayhteydellä, ja irrotettavat (irrotettava ) laitteet. Levykasetin vaihtaminen irrotettavassa laitteessa kesti vain muutaman sekunnin. Vaikka irrotettavien tietovälineiden kapasiteetti oli yleensä pienempi, niiden vaihdettavuus mahdollisti lähes rajattoman määrän datan säästämisen.Magneettinen teippikäytetään tyypillisesti tietojen arkistointiin, koska se tarjoaa enemmän kapasiteettia pienemmillä kustannuksilla.

Monissa toisen sukupolven koneissa oheislaitteiden kanssa viestimisen toiminnot delegoitiin erikoistuneillerinnakkaisprosessorit. Esimerkiksi kunoheisprosessorisuorittaa rei'itettyjen korttien lukemisen tai lävistyksen, pääprosessori suorittaa laskelmia tai haaroittelua ohjelmalle. Yksi tietoväylä kuljettaa dataa muistin ja prosessorin välillä käskynhaku- ja suoritusjakson aikana, ja tyypillisesti muut tietoväylät palvelevat oheislaitteita. PäälläPDP-1Muistin käyttöjakso kesti 5 mikrosekuntia; Useimmat ohjeet vaativat 10 mikrosekuntia: 5 käskyn hakemiseen ja toinen 5 operandin hakemiseen.

"Setun"oli ensimmäinen tietokonepohjainenKolmiosainen logiikka, kehitetty vuonna1958VNeuvostoliitto. Ensimmäiset Neuvostoliiton sarjapuolijohdetietokoneet olivat"Spring" ja "Snow", julkaistu kanssa1964 Tekijä:1972 Snow-tietokoneen huipputeho oli 300 000 operaatiota sekunnissa. Koneet valmistettiin transistoreiden pohjalta kellotaajuus 5 MHz. Tietokoneita valmistettiin yhteensä 39 kappaletta.

Parhaaksi kotimaiseksi tietokoneeksi katsotaan toisen sukupolvenBESM-6, luotu vuonna1966

Autonomian periaatetta kehitetään edelleen - se on jo toteutettu yksittäisten laitteiden tasolla, mikä ilmenee niiden modulaarisessa rakenteessa. I/O-laitteet on varustettu omilla ohjausyksiköillään (eli ohjaimilla), jotka mahdollistivat keskusohjausyksikön vapauttamisen I/O-toimintojen hallinnasta.

Tietokoneiden kustannusten parantaminen ja aleneminen johti tietokoneajan ja laskentaresurssien ominaiskustannusten alenemiseen tietojenkäsittelyongelman automatisoidun ratkaisun kokonaiskustannuksissa, samalla kun ohjelmakehityksen (eli ohjelmoinnin) kustannukset pienenivät. ei läheskään vähentynyt, ja joissain tapauksissa oli taipumus kasvaa . Näin ollen oli taipumusta tehokas ohjelmointi, jota alettiin ottaa käyttöön toisen sukupolven tietokoneissa ja jota kehitetään nykypäivään.

Kehitys alkaa integroitujen järjestelmien standardiohjelmien kirjastojen pohjalta, joilla on siirrettävyysominaisuus, ts. toimii eri merkkisillä tietokoneilla. Useimmin käytetyt ohjelmistotyökalut on varattu ohjelmistossa tietyn luokan ongelmien ratkaisemiseen.

Ohjelmien suorittamisen tekniikkaa tietokoneella parannetaan: luodaan erityisiä ohjelmistotyökaluja - järjestelmäohjelmistoja.

Järjestelmäohjelmiston luomisen tarkoituksena on nopeuttaa ja yksinkertaistaa prosessorin siirtymistä tehtävästä toiseen. Ensimmäiset järjestelmät ilmestyivät eräkäsittely, joka yksinkertaisesti automatisoi ohjelmien käynnistämisen toisensa jälkeen ja lisäsi siten prosessorin kuormituskerrointa. Eräkäsittelyjärjestelmät olivat nykyaikaisten käyttöjärjestelmien prototyyppi järjestelmäohjelmat, suunniteltu ohjaamaan laskentaprosessia. Eräkäsittelyjärjestelmien käyttöönoton yhteydessä kehitettiin formalisoitu työnohjauskieli, jonka avulla ohjelmoija ilmoitti järjestelmälle ja käyttäjälle, mitä töitä hän halusi tehdä. tietokone. Useiden tehtävien kokoelmaa, joka on yleensä reikäkorttipakan muodossa, kutsutaan tehtäväpaketiksi. Tämä elementti on edelleen elossa: ns. MS DOS:n erätiedostot (tai komentotiedostot) eivät ole muuta kuin tehtäväpaketteja (niissä oleva pääte batch on lyhenne englannin sanasta batch, joka tarkoittaa pakettia).

Toisen sukupolven kotimaisia ​​tietokoneita ovat Promin, Minsk, Hrazdan ja Mir.

Kolmannen sukupolven tietokoneet

Kolmannen sukupolven tietokoneetluotu uudelle elementtipohjalle- integroidut piirit: pienellä puolijohdelevyllä, jonka pinta-ala on alle 1 cm 2 monimutkaisia ​​elektronisia piirejä asennettiin. Niitä kutsuttiin integroiduiksi piireiksi (ICs). Ensimmäiset IC:t sisälsivät kymmeniä, sitten satoja elementtejä (transistoreja, resistanssia jne.). Kun integrointiaste (elementtien lukumäärä) lähestyi tuhatta, niitä alettiin kutsua suuriksi integroiduiksi piireiksi - LSI; sitten ilmestyi ultra-large-scale integroidut piirit (VLSI). Kolmannen sukupolven tietokoneita alettiin valmistaa 60-luvun jälkipuoliskolla, jolloin amerikkalainen yritysIBMaloitti konejärjestelmien tuotannonIBM-360. Neuvostoliitossa 70-luvulla aloitettiin ES EVM -sarjan (Unified Computer System) koneiden valmistus. Siirtyminen kolmanteen sukupolveen liittyy merkittäviin muutoksiin tietokonearkkitehtuurissa. Yhdellä koneella oli mahdollista ajaa useita ohjelmia samanaikaisesti. Tätä toimintatapaa kutsutaan moniohjelmatilaksi (moniohjelmatilaksi). Tehokkaimpien tietokonemallien toimintanopeus on saavuttanut useita miljoonia operaatioita sekunnissa. Kolmannen sukupolven koneissa ilmestyi uudenlainen ulkoinen tallennuslaite - magneettilevyt. Uuden tyyppisiä syöttö-/tulostuslaitteita käytetään laajasti: näytöt, piirturit. Tänä aikana tietokoneiden käyttöalueet laajenivat merkittävästi. Tietokantoja, ensimmäisiä tekoälyjärjestelmiä, tietokoneavusteista suunnittelua (CAD) ja ohjausjärjestelmiä (ACS) alettiin luoda. 70-luvulla pienten (mini)tietokoneiden sarja kehittyi voimakkaasti.

Tietokoneen alkuainepohja on pienet integroidut piirit (MIC), jotka sisältävät satoja tai tuhansia transistoreita yhdellä levyllä. Näiden koneiden toimintaa ohjattiin aakkosnumeerisista päätteistä. Ohjaukseen käytettiin korkean tason kieliä ja Assemblya. Tietoa ja ohjelmia syötettiin sekä päätteestä että rei'itettyjen korttien ja rei'itysnauhojen kautta. Koneet oli tarkoitettu yleiseen käyttöön tieteen ja tekniikan eri aloilla (laskelmat, tuotannonhallinta, liikkuvat esineet jne.). Integroitujen piirien ansiosta oli mahdollista parantaa merkittävästi tietokoneiden teknisiä ja toiminnallisia ominaisuuksia ja alentaa jyrkästi laitteistohintoja. Esimerkiksi kolmannen sukupolven koneissa on toisen sukupolven koneisiin verrattuna suurempi määrä RAM-muistia, parempi suorituskyky, parempi luotettavuus ja pienempi virrankulutus, jalanjälki ja paino.

Integroitu piiri, siru - "mikroelektroniikkatuote, jolla on korkea sähköisesti kytkettyjen elementtien pakkaustiheys ja jota pidetään yhtenä rakenteellisena kokonaisuutena." (Gorokhov P.K. Radioelektroniikan selittävä sanakirja. Perustermit. M.: Venäjän kieli, 1993). Ennen integroidun piirin keksintöä (vuonna 1958) elektroniikkapiirin jokainen komponentti valmistettiin erikseen ja sitten komponentit liitettiin yhteen juottamalla. Integroitujen piirien tulo muutti koko teknologian. Samaan aikaan elektroniset laitteet ovat halventuneet. Mikropiiri on monikerroksinen satojen piirien monimutkaisuus, niin pieni, että niitä ei voi nähdä paljaalla silmällä. Nämä piirit sisältävät myös passiivisia komponentteja - vastukset, jotka luovat vastuksen sähkövirralle, ja kondensaattoreita, jotka voivat varastoida varauksen. Kuitenkin eniten tärkeitä komponentteja integroidut piirit ovat transistoreita - laitteita, jotka voivat sekä vahvistaa jännitettä että kytkeä sen päälle ja pois "puhumalla" binäärikielellä. Kolmas sukupolvi liittyy integroituihin piireihin (IC) perustuvien tietokoneiden tuloon. Tammikuussa 1959 D. ​​Kilby loi ensimmäisen integroidun piirin, joka oli ohut 1 cm pitkä germaniumlevy. Osoittaakseen integroidun teknologian ominaisuuksia Texas Instruments loi Yhdysvaltain ilmavoimille lentokoneen, joka sisältää 587 integroitua piiriä ja 150 kertaa pienempi tilavuus kuin vastaava vanhanaikainen tietokone. Mutta Kilbyn integroidussa piirissä oli useita merkittäviä puutteita, jotka poistettiin R. Noycen ottamalla käyttöön tasomaiset integroidut piirit samana vuonna. Siitä hetkestä lähtien IP-teknologia aloitti voittomarssinsa ja otti yhä enemmän uusia osia moderni elektroniikka ja ennen kaikkea tietotekniikka.
Ensimmäiset erityiset IP-teknologiaa käyttävät tietokoneet suunnitellaan ja rakennetaan Yhdysvaltain sotilasosaston tilausten mukaan. Uusi teknologia varmisti tietotekniikan paremman luotettavuuden, valmistettavuuden ja nopeuden samalla, kun se pienensi merkittävästi sen mittoja. Integroidun piirin yhdelle neliömillimetrille osoittautui mahdolliseksi sijoittaa tuhansia loogisia elementtejä. IP-teknologia ei kuitenkaan määrittänyt uuden sukupolven tietokoneiden syntymistä - kolmannen sukupolven tietokoneet muodostavat yleensä sarjan malleja, jotka ovat ohjelmistoyhteensopivia alhaalta ylöspäin ja joiden ominaisuudet lisääntyvät mallista toiseen. Samaan aikaan, tätä tekniikkaa mahdollisti paljon monimutkaisempien tietokoneiden ja niiden oheislaitteiden loogisten arkkitehtuurien toteuttamisen, mikä laajensi merkittävästi tietokoneen toiminnallisia ja laskentaominaisuuksia.

Toisen ja kolmannen sukupolven tietokoneiden välisen eron tärkein kriteeri on tietokonearkkitehtuurin merkittävä kehitys, joka täyttää sekä ratkaistavien ongelmien että niitä käsittelevien ohjelmoijien vaatimukset. IBM:n Stretchin ja Manchesterin yliopiston Atlasin kokeellisten tietokoneiden kehittämisen myötä samanlainen tietokonearkkitehtuurin käsite tuli todellisuutta; IBM toteutti sen kaupallisin perustein luomalla tunnetun IBM/360-sarjan. Käyttöjärjestelmistä on tulossa osa tietokoneita, moniohjelmointiominaisuudet ovat ilmaantuneet; monet muistin, syöttö-/tulostuslaitteiden ja muiden resurssien hallintatehtävät siirtyivät käyttöjärjestelmien tai suoraan tietokonelaitteiston haltuun.

Ensimmäinen tällainen sarja, johon yleensä lasketaan kolmas sukupolvi, on tunnettu mallisarja IBM Series/360 (tai lyhennettynä IBM/360), jonka sarjatuotanto alkoi Yhdysvalloissa vuonna 1964; ja vuoteen 1970 mennessä sarjaan kuului 11 mallia. Tällä sarjalla oli suuri vaikutus yleiskäyttöisten tietokoneiden jatkokehitykseen kaikissa maissa viitteenä ja standardina monille tietokonetekniikan suunnitteluratkaisuille. Muiden kolmannen sukupolven tietokoneiden joukossa voimme mainita sellaisia ​​​​malleja kuin PDP-8, PDP-11, B3500 ja monet muut. Neuvostoliitossa ja muissa CMEA-maissa aloitettiin vuodesta 1972 lähtien Unified Series of Computers (ES COMPUTER) tuotanto, joka kopioi (teknologisesti mahdollista) IBM/360-sarjaa. ES-sarjan tietokoneiden ohella CMEA-maissa ja Neuvostoliitossa aloitettiin vuonna 1970 pienten tietokoneiden (SM-tietokoneiden) tuotanto, joka on yhteensopiva tunnetun PDP-sarjan kanssa.

Jos IBM/360-sarjan mallit eivät täysin käyttäneet IC-tekniikkaa (käytettiin myös erillisten transistorielementtien miniatyrisointimenetelmiä), niin Uusi jakso IBM/370 toteutettiin jo 100 % IP-teknologialla, jatkuvuus säilyi 360-sarjan kanssa, mutta sen malleissa oli huomattavasti parempia tekniset tiedot, kehittyneempi komentojärjestelmä ja useita tärkeitä arkkitehtonisia innovaatioita.

Ohjelmisto, joka varmistaa tietokoneen toiminnan erilaisia ​​tiloja operaatio. Kehitetyt tietokannan hallintajärjestelmät (DBMS) ja automaatiojärjestelmät ilmestyvät suunnittelutyöt(CAD) eri tarkoituksiin, automatisoituja ohjausjärjestelmiä, prosessinohjausjärjestelmiä jne. kehitetään paljon sovelluspakettien (APP) luomiseen eri tarkoituksiin. Uusia syntyy ja kehittyy edelleen. olemassa olevilla kielillä ja ohjelmointijärjestelmät, joiden määrä on jo noin 3000. Suurin ja erittäin suuri tietojärjestelmien tekniseksi perustaksi on löydetty laajimmalle levinnyt kolmannen sukupolven tietokoneiden käyttö. Tärkeä rooli tämän ongelman ratkaisemisessa oli ohjelmistojen (DBMS) luomisella, joka varmistaa tietokantojen ja tietopankkien luomisen ja ylläpidon eri tarkoituksiin. Erilaiset laskenta- ja ohjelmistotyökalut sekä oheislaitteet ovat nostaneet asialistalle kysymykset ohjelmistojen ja laskentatyökalujen tehokkaasta valinnasta tiettyihin sovelluksiin.

Erityisesti on syytä mainita kolmannen sukupolven VT:n kehittäminen Neuvostoliitossa. Yhtenäisen teknisen politiikan kehittämiseksi tietotekniikan alalla perustettiin vuonna 1969 unionin aloitteesta hallitustenvälinen komissio, johon kuului koordinointikeskus ja sitten pääsuunnittelijoiden neuvosto. CMEA-maiden tietotekniikan perustaksi päätettiin luoda IBM/360-sarjan analogi. Tätä tarkoitusta varten suurten tutkimus- ja suunnitteluryhmien ponnistelut keskitettiin, yli 20 tuhatta tiedemiestä ja korkeasti koulutettua asiantuntijaa houkutteltiin, perustettiin suuri tietokonetekniikan tutkimuskeskus (NICEVT), joka mahdollisti massatuotannon perustamisen. ensimmäiset mallit 70-luvun alussa ES COMPUTER. On heti huomattava, että ES-tietokonemallit (etenkin ensimmäiset) olivat kaukana parhaista kopioista vastaavista IBM/360-sarjan alkuperäisistä.

Neuvostoliiton 60-luvun lopulle oli ominaista laaja valikoima yhteensopimattomia tietokonetekniikoita, jotka olivat perusindikaattoreiltaan huomattavasti huonompia kuin parhaat ulkomaiset mallit, mikä vaati järkevämmän teknisen politiikan kehittämistä tässä strategisesti tärkeässä asiassa. Ottaen huomioon erittäin vakavan viiveen tässä asiassa tietokonekehitetyistä maista (ja ennen kaikkea ikuisesta kilpailijasta - Yhdysvalloista), tehtiin yllä oleva päätös, joka vaikutti erittäin houkuttelevalta - käyttää kehitettyä ja testattua 5 vuotta ja jo hyvin todistettu IBM-sarja, jonka tavoitteena on tuoda se nopeasti ja edullisesti kansantalouteen ja avata laaja pääsy siihen aikaan ulkomailla luotuihin erittäin runsaisiin ohjelmistoihin. Mutta kaikki tämä oli vain taktista voittoa, ja kotimaisen tietotekniikan kehittämisstrategialle annettiin voimakas tyrmäysisku.

Neljäs sukupolvi tietokoneita

Toinen vallankumouksellinen tapahtuma elektroniikassa tapahtui vuonna 1971, kun amerikkalainen yritysIntelilmoitti mikroprosessorin luomisesta.Mikroprosessorion erittäin suuri integroitu piiri, joka pystyy suorittamaan tietokoneen pääyksikön - prosessorin - toimintoja. Aluksi mikroprosessoreita alettiin rakentaa erilaisiin teknisiin laitteisiin: työstökoneisiin, autoihin, lentokoneisiin. Yhdistämällä mikroprosessorin syöttö-lähtölaitteisiin ja ulkoiseen muistiin saimme uudentyyppisen tietokoneen: mikrotietokoneen. Mikrotietokoneet luokitellaan koneiksineljäs sukupolvi. Merkittävä ero mikrotietokoneiden ja niiden edeltäjien välillä on niiden pieni koko (kotitaloustelevision koko) ja suhteellisen alhainen hinta. Tämä on ensimmäinen tietokonetyyppi, joka ilmestyi vähittäismyyntiin. Nykyään suosituin tietokonetyyppi onhenkilökohtaiset tietokoneet (PC:t).Ensimmäinen PC syntyi vuonna 1976 Yhdysvalloissa. Vuodesta 1980 lähtien yhdysvaltalaisesta yrityksestä on tullut PC-markkinoiden suunnannäyttäjä.IBM. Sen suunnittelijat onnistuivat luomaan arkkitehtuurin, josta on itse asiassa tullut ammattitietokoneiden kansainvälinen standardi. Tämän sarjan autoja kutsuttiinIBMPC ( HenkilökohtainenTietokone). Henkilökohtaisen tietokoneen syntyminen ja leviäminen sosiaalisen kehityksen kannalta on verrattavissa kirjapainon tuloon. Se oli PC, joka tehtiin tietokonelukutaito massailmiö. Tämän tyyppisten koneiden kehityksen myötä ilmestyi "tietotekniikan" käsite, jota ilman on tullut mahdottomaksi tehdä useimmilla ihmisen toiminnan alueilla.Toinen linja neljännen sukupolven tietokoneiden kehityksessä on -supertietokone. Tämän luokan koneiden nopeudet ovat satoja miljoonia ja miljardeja toimintoja sekunnissa. Supertietokone on moniprosessorinen laskentakompleksi.

Tietokoneen perusperustana ovat suuret integroidut piirit (LSI). Neljännen sukupolven tietokoneiden merkittävimmät edustajat ovat henkilökohtaiset tietokoneet (PC:t). Viestintä käyttäjän kanssa tapahtui värin avulla graafinen näyttö korkean tason kielillä.

Neljäs sukupolvi on nykyinen tietokonelaitteiden sukupolvi, joka on kehitetty vuoden 1970 jälkeen.

Ensimmäistä kertaa käytettiin suuren mittakaavan integroituja piirejä (LSI), jotka vastasivat teholtaan karkeasti 1000 IC:tä. Tämä on johtanut tietokoneiden tuotantokustannusten alenemiseen.

SISÄÄNVuonna 1980 pienen tietokoneen keskusprosessori oli mahdollista sijoittaa sirulle, jonka pinta-ala oli 1/4 tuumaa (0,635 cm). 2 .). LSI:itä käytettiin jo tietokoneissa, kuten Illiak, Elbrus ja Macintosh. Tällaisten koneiden nopeus on tuhansia miljoonia operaatioita sekunnissa. RAM-muistin kapasiteetti on kasvanut 500 miljoonaan bittiin. Tällaisissa koneissa useita käskyjä suoritetaan samanaikaisesti useille operandijoukoille.

Rakenteellisesti tämän sukupolven koneet ovat moniprosessori- ja monikonekomplekseja, jotka toimivat yhteisellä muistilla ja yhteisellä ulkoisten laitteiden alueella. RAM-muistin kapasiteetti on noin 1 - 64 MB.

Henkilökohtaisten tietokoneiden yleistyminen 70-luvun lopulla johti suurten tietokoneiden ja minitietokoneiden kysynnän lievään laskuun. Tästä tuli vakava huolenaihe IBM:lle (International Business Machines Corporation), joka on johtava suurten tietokoneiden tuotantoyhtiö.1979 IBM päätti kokeilla käsiään henkilökohtaisten tietokoneiden markkinoilla ja loi ensimmäiset henkilökohtaiset tietokoneet -IBMPC.

Koneiden oli tarkoitus lisätä merkittävästi työn tuottavuutta tieteessä, tuotannossa, johtamisessa, terveydenhuollossa, palveluissa ja jokapäiväisessä elämässä. Korkea integraatioaste lisäsi elektroniikkalaitteiden asettelutiheyttä ja lisäsi niiden luotettavuutta, mikä johti tietokoneen nopeuden kasvuun ja sen kustannusten laskuun. Kaikki tämä vaikuttaa merkittävästi tietokoneen ja sen ohjelmiston loogiseen rakenteeseen (arkkitehtuuriin). Yhteys koneen rakenteen ja sen ohjelmiston välillä tiivistyy, erityisesti käyttöjärjestelmä (tai näyttö) - sarja ohjelmia, jotka järjestävät koneen jatkuvan toiminnan ilman ihmisen väliintuloa.

Tietokonesukupolvien vertailuominaisuudet

Ominaisuudet

Tietokonesukupolvet

III

Käyttövuosia

1948-1958

1959-1967

1968-1973

1974 - nykyhetki aika.

Elementin pohja

Elektroniset putket – diodit ja triodit.

Puolijohdelaitteet.

Pienet integroidut piirit (MIC), jotka sisältävät satoja tai tuhansia transistoreita yhdellä kiekolla.

Suuren mittakaavan integroidut piirit (LSI).

Mitat

Tietokoneet sijoitettiin useisiin suuriin metallikaappeihin, jotka veivät kokonaisia ​​huoneita.

Tietokone on valmistettu identtisten telineiden muodossa. Lisäksi tietokoneita oli useissa suurissa metallikaapeissa, mutta neIIsukupolvi, niiden koko ja paino ovat pienentyneet.

Tietokone on valmistettu identtisten telineiden muodossa.

Korkea integraatioaste lisäsi elektroniikkalaitteiden asettelutiheyttä ja lisäsi niiden luotettavuutta, mikä johti tietokoneen nopeuden kasvuun ja sen kustannusten laskuun. Pienet tietokoneet -henkilökohtaiset tietokoneet.

Tietokoneiden määrä maailmassa

Kymmeniä.

Tuhansia.

Kymmeniä tuhansia.

Miljoonat.

Esitys

10-20 tuhatta operaatiota sekunnissa.

100 - 1000 tuhatta operaatiota sekunnissa.

1-10 miljoonaa toimintoa sekunnissa.

10-100 miljoonaa toimintoa sekunnissa.

RAM-muistin kapasiteetti

1:2 kilotavua.

2-32 kilotavua.

64 kilotavua.

2-5 Mt.

Tyypillisiä malleja

MESM, BESM-2.

BESM-6, Minsk-2.

IBM-360, IBM-370, ES-TIETOKONE, SM-TIETOKONE.

IBM-PC, Apple.

Tallennusväline

Rei'itetty kortti, rei'iteippi.

Magneettinen teippi.

Levy.

Joustavat ja laserlevyt.

Johtopäätös

Tietotekniikan kehitys jatkuu. Viidennen sukupolven tietokone Nämä ovat lähitulevaisuuden autoja. Niiden päälaadun tulee olla korkea älyllinen taso. Ne mahdollistavat äänisyötön, puheviestinnän, konenäön ja koneen kosketuksen.

Viidennen sukupolven koneet ovat tekoälyä.

SISÄÄNYleisesti hyväksytyn tietotekniikan kehityksen arviointimenetelmän mukaisesti tarkasteltiin ensimmäistä sukupolvea , ja neljäs - käyttämällä . SiinäVaikka aiempia sukupolvia parannettiin lisäämällä elementtien määrää pinta-alayksikköä kohti (pienentäminen), viidennen sukupolven tietokoneiden piti olla seuraava askel ja huippusuorituskyvyn saavuttamiseksi vuorovaikutuksessa rajoittamattoman määrän mikroprosessoreita kanssa.

PC on pöytätietokone tai kannettava tietokone, joka käyttää mikroprosessoria ainoana keskusyksikkönä, joka suorittaa kaikki loogiset ja aritmeettiset toiminnot. Nämä tietokoneet luokitellaan tietokoneita neljäs ja viides sukupolvi. Kannettavia mikrotietokoneita ovat kannettavien tietokoneiden lisäksi myös kämmentietokoneet - kämmentietokoneet. PC:n tärkeimmät ominaisuudet ovat järjestelmän väyläorganisaatio, laitteiston ja ohjelmiston korkea standardointi sekä keskittyminen monenlaisiin kuluttajiin.

Puolijohdetekniikan kehittyessä henkilökohtainen tietokone, joka on saanut kompakteja elektronisia komponentteja, lisäsi kykyään laskea ja muistaa. Ja ohjelmistojen parantaminen on helpottanut tietokoneiden kanssa työskentelyä henkilöille, joilla on erittäin heikko tietotekniikka. Pääkomponentit: muistikortti ja lisämuisti (RAM); pääpaneeli mikroprosessorilla ( keskusprosessori) ja paikka RAM-muistille; käyttöliittymä painettu piirilevy; aseman liitäntä; levyasemalaite (johdolla), jonka avulla voit lukea ja kirjoittaa tietoja magneettilevyille; irrotettavat magneetti- tai levykkeet tietojen tallentamiseen tietokoneen ulkopuolelle; paneeli tekstin ja tietojen syöttämiseen.

V-sukupolven tietokoneiden intensiivinen kehitystyö on parhaillaan käynnissä. Seuraavien tietokonesukupolvien kehitys perustuu suuriin integroituihin piireihin, joiden integrointiaste on lisääntynyt, ja optoelektronisten periaatteiden (laserit, holografia) käyttöön. Tehtävät ovat täysin erilaisia ​​kuin kaikkien aikaisempien tietokoneiden kehitysvaiheessa. Jos 1.–4. sukupolven tietokoneiden kehittäjät kohtasivat sellaisia ​​tehtäviä kuin tuottavuuden lisääminen numeeristen laskelmien alalla, suuren muistikapasiteetin saavuttaminen, niin viidennen sukupolven tietokoneiden kehittäjien päätehtävä on tekoälyn luominen. kone (kyky tehdä loogisia johtopäätöksiä esitetyistä tosiseikoista), tietokoneiden "intellektualisoinnin" kehittäminen - ihmisen ja tietokoneen välisen esteen poistaminen. Tietokoneet pystyvät havaitsemaan tietoa käsin kirjoitetusta tai painetusta tekstistä, lomakkeista, ihmisäänestä, tunnistamaan käyttäjän äänellä ja kääntämään kielestä toiseen. Tämä antaa kaikille käyttäjille mahdollisuuden kommunikoida tietokoneen kanssa, jopa niille, joilla ei ole erityistä tietoa tällä alalla. Tietokone on ihmisen apulainen kaikilla alueilla. .