Elektroničko računalo je skup hardvera i softvera dizajniran za automatizaciju pripreme i rješavanja korisničkih problema. Pod korisnikom se podrazumijeva osoba u čijem se interesu podaci obrađuju na računalu.

Struktura je skup elemenata i njihovih veza. Postoje strukture tehničkih, programskih i hardversko-softverskih alata.

Arhitektura računala- ovo je višerazinska hijerarhija hardvera i softvera od kojih je izgrađeno računalo. Svaka razina omogućuje višestruku konstrukciju i primjenu. Specifična implementacija razina određuje značajke konstrukcijskog dizajna računala.

Različite kategorije stručnjaka uključene su u izradu detalja o arhitektonskoj i strukturnoj konstrukciji računala. računalna tehnologija. Inženjeri strujnih krugova samostalno dizajniraju tehnički uređaji i razviti metode za njihovo međusobno povezivanje. Programeri sustava izrađuju programe za upravljanje tehničkim sredstvima, interakciju informacija između razina i organizaciju računalnog procesa. Aplikacijski programeri razvijaju programske pakete više razine koji korisniku omogućuju interakciju s računalima i potrebne usluge pri rješavanju njihovih problema.

Struktura računala određena je sljedećom skupinom karakteristika:

· tehničke i operativne karakteristike računala (brzina i performanse, pokazatelji pouzdanosti, pouzdanosti, točnosti, kapaciteta RAM-a i vanjske memorije, dimenzije, trošak hardvera i softvera, značajke rada itd.);

· karakteristike i sastav funkcionalnih modula osnovne konfiguracije računala; mogućnost proširenja sastava hardvera i softvera; mogućnost promjene strukture;

· sastav računalnog softvera i usluga (operacijski sustav ili okruženje, aplikacijski programski paketi, alati za automatizaciju programiranja).

Glavne karakteristike računala uključuju:

Izvođenje Ovo je broj naredbi koje računalo izvrši u jednoj sekundi.

Usporedba performansi različitih tipova računala ne daje pouzdane procjene. Vrlo često se umjesto karakteristike učinka koristi pridružena karakteristika učinka.

Izvođenje Ovo je količina rada koje računalo izvrši u jedinici vremena.

Također se primjenjuju relativne karakteristike učinka. Za procjenu procesora, Intel je predložio test nazvan iCOMP indeks (Intel Comparative Microprocessor Performance). Prilikom određivanja uzimaju se u obzir četiri glavna aspekta performansi: rad s cijelim brojevima, pokretni zarez, grafika i video. Podaci imaju 16- i 32-bitni prikaz. Svaki od osam parametara sudjeluje u izračunu sa svojim težinskim koeficijentom, određenim prosječnim omjerom između ovih operacija u stvarnim problemima. Prema iCOMP PM indeksu Pentium 100 ima vrijednost 810, a Pentium 133-1000.

Kapacitet pohrane. Kapacitet pamćenja mjeri se brojem strukturnih jedinica informacija koje se mogu istovremeno nalaziti u pamćenju. Ovaj indikator vam omogućuje da odredite koji se skup programa i podataka može istovremeno smjestiti u memoriju.

Najmanja strukturna jedinica informacije je malo- jedna binarna znamenka. Kapacitet memorije u pravilu se mjeri u većim mjernim jedinicama – bajtovima (bajt je jednak osam bitova). Sljedeće mjerne jedinice su 1 KB = 210 = 1024 bajtova, 1 MB = 210 KB = 220 bajtova, 1 GB = 210 MB = 220 KB = 230 bajtova.

Kapacitet memorije s izravnim pristupom (RAM) i kapacitet vanjske memorije (VRAM) karakterizirani su zasebno. Ovaj je pokazatelj vrlo važan za određivanje koje programski paketi a njihove se aplikacije mogu istovremeno obrađivati ​​u stroju.

Pouzdanost To je sposobnost računala da pod određenim uvjetima obavlja tražene funkcije u određenom vremenskom razdoblju ( ISO standard(Međunarodna organizacija za standardizaciju) 2382/14-78).

Visoka pouzdanost računala ugrađena je u proces njegove proizvodnje. Korištenje integriranih sklopova vrlo velikih razmjera (VLSI) dramatično smanjuje broj korištenih integriranih sklopova, a time i broj njihovih međusobnih veza. Princip modularnog dizajna olakšava provjeru i praćenje rada svih uređaja, dijagnostiku i otklanjanje problema.

Točnost ovo je sposobnost razlikovanja između gotovo jednakih vrijednosti (ISO standard - 2382/2-76).

Točnost dobivanja rezultata obrade uglavnom je određena bitnim kapacitetom računala, kao i strukturnim jedinicama koje se koriste za predstavljanje informacija (bajt, riječ, dvostruka riječ).

Vjerodostojnost ovo je svojstvo informacije da bude ispravno percipirana.

Pouzdanost karakterizira vjerojatnost dobivanja rezultata bez grešaka. Navedenu razinu pouzdanosti osiguravaju hardverski i softverski upravljački alati samog računala. Metode za praćenje pouzdanosti moguće su rješavanjem referentnih problema i ponavljanjem izračuna. U posebno kritičnim slučajevima, kontrolne odluke se provode na drugim računalima i rezultati se uspoređuju.

Moguća je sljedeća klasifikacija računala:

– računalo prema principu rada;

– Računala po fazama nastanka;

– računalo za njegovu namjenu;

– Računalo po veličini i funkcionalnosti.

Podjela računala prema principu rada. Elektroničko računalo, računalo, skup je tehničkih sredstava namijenjenih automatskoj obradi informacija u procesu rješavanja računskih i informacijskih problema.

Na temelju principa rada računala se dijele u tri velike klase:

analogni (AVM),

digitalni (DVM)

hibrid (HVM).

Kriterij za podjelu računala na ove tri klase je oblik prikaza informacija s kojima rade.

Digitalna računala (DCM) su diskretna računala koja rade s informacijama prikazanim u diskretnom, odnosno digitalnom obliku.

Analogna računala (AVM) su kontinuirana računala koja rade s informacijama prikazanim u kontinuiranom (analognom) obliku, tj. u obliku kontinuiranog niza vrijednosti bilo koje fizičke veličine (najčešće električni napon). AVM strojevi su vrlo jednostavni i lagani za korištenje; programiranje problema za njihovo rješavanje u pravilu nije radno intenzivno; brzina rješavanja problema mijenja se na zahtjev operatera i može se povećati koliko god želite (više nego kod digitalnog računala), ali je točnost rješavanja problema vrlo niska (relativna pogreška 2–5%). digitalno računalo najučinkovitije je rješavati matematičke probleme koji sadrže diferencijalne jednadžbe, koji ne zahtijevaju složenu logiku.

Hibridna računala (HCM) su računala kombiniranog djelovanja koja rade s informacijama prikazanim u digitalnom i analognom obliku; oni kombiniraju prednosti AVM i TsVM. Preporučljivo je koristiti GVM za rješavanje problema upravljanja složenim tehničkim kompleksima velike brzine.

Najraširenija digitalna računala s električnim prikazom diskretnih informacija su elektronička digitalna računala, koja se obično nazivaju jednostavno elektronička računala (računala), bez spominjanja njihove digitalne prirode.

Podjela računala prema fazama nastanka. Prema fazama stvaranja i korištenoj bazi elemenata, računala se konvencionalno dijele na generacije:

1. generacija, 50-e: Računala temeljena na elektronskim vakuumskim cijevima;

2. generacija, 60-e: Računala temeljena na diskretnim poluvodičkim elementima (tranzistorima);

3. generacija, 70-e: Poluvodička računala integrirani krugovi ah s niskim i srednjim stupnjem integracije (stotine, tisuće tranzistora u jednom paketu);

4. generacija, 80-te: Računala temeljena na velikim i ultra velikim integriranim krugovima-mikroprocesorima (desetke tisuća - milijuni tranzistora u jednom čipu);

5. generacija, 90-e: računalo s mnogo desetaka paralelno radećih mikroprocesora koji vam omogućuju da učinkoviti sustavi obrada znanja; Računala na ultrasloženim mikroprocesorima s paralelno-vektorskom strukturom, koja istovremeno izvršavaju desetke sekvencijalnih programskih naredbi;

6. i sljedeće generacije: optoelektronička računala s masivnim paralelizmom i neuronskom strukturom - s distribuiranom mrežom velikog broja (desetke tisuća) jednostavnih mikroprocesora koji modeliraju arhitekturu neuronskih bioloških sustava.

Svaka sljedeća generacija računala ima značajno bolje karakteristike u odnosu na prethodnu. Stoga se performanse računala i kapacitet svih uređaja za pohranu u pravilu povećavaju za više od reda veličine.

Podjela računala prema namjeni. Prema namjeni računala se mogu podijeliti u tri skupine:

– univerzalni (opće namjene),

– usmjeren na problem

– specijalizirani.

Univerzalna računala dizajnirana su za rješavanje najrazličitijih problema tehnički problemi: ekonomski, matematički, informacijski i drugi problemi koje karakterizira složenost algoritama i velika količina obrađenih podataka. Naširoko se koriste u zajedničkim računalnim centrima i drugim moćnim računalnim sustavima.

Problemski orijentirana računala koriste se za rješavanje užeg spektra problema povezanih, u pravilu, s upravljanjem tehnološkim objektima; registracija, akumulacija i obrada u vezi male količine podaci; izvođenje izračuna korištenjem relativno jednostavnih algoritama; imaju ograničene hardverske i softverske resurse u usporedbi s glavnim računalima. Problemski orijentirana računala uključuju, posebice, sve vrste upravljačkih računalnih sustava.

Specijalizirana računala koriste se za rješavanje uskog spektra problema ili implementaciju strogo definirane skupine funkcija. Takva uska orijentacija računala omogućuje jasnu specijalizaciju njihove strukture, značajno smanjenje njihove složenosti i troškova uz održavanje visoke performanse i pouzdanost njihovog rada. Specijalizirana računala uključuju, na primjer, programabilne mikroprocesore posebne namjene; adapteri i kontroleri koji izvode logičke funkcije upravljanje pojedinim jednostavnim tehničkim uređajima, jedinicama i procesima, uređaji za koordinaciju i povezivanje rada čvorova računalnog sustava.

Podjela računala prema veličini i funkcionalnosti. Računala se prema veličini i funkcionalnosti dijele na:

· ekstra veliki (superračunala),

· veliki (Mainframe),

· ultra-mala (mikroračunala).

Osobna računala mogu se klasificirati prema standardne veličine. Tako postoje stolni (stolni), prijenosni (notebook), džepni (palmtop) modeli. Nedavno su se pojavili uređaji koji kombiniraju mogućnosti džepnih osobnih računala i mobilnih komunikacijskih uređaja. Na engleskom se zovu PDA, Personal Digital Assistant. Iskoristivši činjenicu da im još nije dodijeljen naziv na ruskom jeziku, mogu se nazvati mobilnim računalnim uređajima (MCD).

Stolni modeli su najrašireniji. Oni su dio radnog mjesta. Ove modele karakterizira jednostavnost promjene konfiguracije zbog jednostavnog spajanja dodatnih vanjskih uređaja ili ugradnje dodatnih unutarnje komponente. Dovoljne dimenzije kućišta stolnog računala omogućuju obavljanje većine takvih radova bez uključivanja stručnjaka, a to vam omogućuje da optimalno konfigurirate računalni sustav za točno rješavanje zadataka za koje je kupljen.

Prijenosni modeli prikladni su za transport. Koriste ih poslovni ljudi, trgovci, voditelji poduzeća i organizacija koji provode puno vremena na poslovnim putovanjima i selidbama. Možete raditi s prijenosnim računalom kada nemate radni stol. Posebna privlačnost prijenosnih računala je u tome što se mogu koristiti kao sredstvo komunikacije. Spajanjem takvog računala na telefonsku mrežu možete uspostaviti razmjenu podataka između njega i centralno računalo vaša organizacija. Tako se razmjenjuju poruke, prenose zapovijedi i upute, primaju komercijalni podaci, izvješća i izvješća. Prijenosna računala nisu baš zgodna za korištenje na radnom mjestu, ali se mogu spojiti na stolna računala koja se koriste trajno.

Džepni modeli obavljaju funkcije „pametnog bilježnice" Omogućuju vam pohranjivanje operativnih podataka i pristup njima brz pristup. Neki džepni modeli imaju ožičeni softver, što olakšava izravan rad, ali smanjuje fleksibilnost u odabiru aplikacijskih programa,

Mobilni računalni uređaji kombiniraju funkcije džepnih računala i mobilnih komunikacijskih uređaja (stanični radiotelefoni). Njihova posebnost je sposobnost mobilni rad s internetom, au bliskoj budućnosti i mogućnost primanja televizijskih emisija. Dodatno, MVU je opremljen infracrvenim komunikacijskim sredstvima, zahvaljujući kojima ovi ručni uređaji mogu razmjenjivati ​​podatke sa stolnim računalima i međusobno.

Višekorisnička mikroračunala snažna su mikroračunala opremljena s nekoliko video terminala i rade u načinu dijeljenja vremena, što omogućuje da nekoliko korisnika učinkovito radi na njima odjednom.

Osobna računala (PC) su jednokorisnička mikroračunala koja zadovoljavaju zahtjeve opće dostupnosti i univerzalnosti uporabe.

Radne stanice su snažna mikroračunala za jednog korisnika specijalizirana za izvođenje određena vrsta djela (grafička, inženjerska, izdavačka itd.).

Poslužitelji su višekorisnička snažna mikroračunala u računalnim mrežama namijenjena obradi zahtjeva svih mrežnih stanica.

Naravno, gornja klasifikacija je vrlo uvjetna, jer se moćno moderno računalo, opremljeno softverom i hardverom usmjerenim na rješavanje problema, može koristiti i kao punopravna radna stanica, i kao višekorisničko mikroračunalo, i kao dobar server, njegove su karakteristike gotovo jednako dobre kao mala računala.

Podjela po stupnju specijalizacije. Prema stupnju specijalizacije računala se dijele na univerzalna i specijalizirana. Na temelju univerzalnih računala moguće je sastaviti računalne sustave bilo kojeg sastava (sastav računalnog sustava naziva se konfiguracija). Na primjer, isto osobno računalo može se koristiti za rad s tekstovima, glazbom, grafikom, foto i video materijalima.

Specijalizirana računala dizajniran za rješavanje određenog niza problema. Takva računala uključuju, na primjer, on-board računala automobila, brodova, zrakoplova i svemirskih letjelica. Računala integrirana u kućanske aparate, npr. perilice rublja, Mikrovalne pećnice i videorekorderi također su specijalizirani. Računala na vozilu upravljaju orijentacijskim i navigacijskim pomagalima, nadziru status sustava na vozilu, obavljaju neke funkcije automatske kontrole i komunikacije, kao i većinu funkcija za optimizaciju radnih parametara sustava objekta (na primjer, optimizacija potrošnje goriva objekta ovisno o specifičnim uvjetima vožnje). Specijalizirana miniračunala usmjerena na rad s grafikom nazivaju se grafičke stanice. Koriste se u pripremi filmova i videa, kao i reklamnih proizvoda. Nazivaju se specijalizirana računala koja povezuju računala poduzeća u jednu mrežu poslužitelji datoteka. Računala koja osiguravaju prijenos informacija između različitih sudionika svjetske računalne mreže nazivaju se mrežni poslužitelji.

U mnogim slučajevima zadaće specijaliziranih računalnih sustava mogu obavljati obični. računala opće namjene, ali se vjeruje da je korištenje specijaliziranih sustava ipak učinkovitije. Kriterij za ocjenu učinkovitosti je omjer produktivnosti opreme i njezine cijene.

Klasifikacija prema kompatibilnosti. U svijetu postoji mnogo različitih tipova i tipova računala. Proizvode ih različiti proizvođači, sastavljaju se iz različitih dijelova, rade s njima različite programe. U ovom slučaju, kompatibilnost različitih računala jedno s drugim postaje vrlo važno pitanje. Zamjenjivost komponenti i uređaja namijenjenih različita računala, mogućnost prijenosa programa s jednog računala na drugo i mogućnost da različite vrste računala rade zajedno s istim podacima.

Hardverska kompatibilnost. Na temelju hardverske kompatibilnosti razlikuju se tzv. hardverske platforme. U području osobnih računala danas su dvije najčešće korištene hardverske platforme IBM PC i Apple Macintosh. Osim njih, postoje i druge platforme čija je prevalencija ograničena na određene regije ili određene industrije. Računala koja pripadaju istoj hardverskoj platformi povećavaju kompatibilnost među njima i njihovu pripadnost različite platforme- spušta.

Osim hardverske kompatibilnosti, postoje i druge vrste kompatibilnosti: kompatibilnost na operacijski sustav, kompatibilnost softvera, kompatibilnost na razini podataka.

Klasifikacija prema vrsti korištenog procesora. Procesor je glavna komponenta svakog računala. Kod elektroničkih računala to je posebna jedinica, a kod osobnih računala to je poseban čip koji obavlja sve proračune. Čak i ako računala pripadaju istoj hardverskoj platformi, mogu se razlikovati po vrsti procesora koji koriste. Tip korištenog procesora uvelike (iako ne u potpunosti) karakterizira tehnička svojstva računala.

Klasifikacija prema namjeni jedna je od najranijih metoda klasifikacije. To ima veze s načinom na koji se računalo koristi. Prema tom principu razlikuju se glavna računala (elektronička računala), mini-računala, mikro-računala i osobna računala, koja se pak dijele na masovna, poslovna, prijenosna, zabavna i radne stanice.

Glavna računala - uh Ovo su najjača računala. Koriste se za servisiranje vrlo velikih organizacija, pa čak i cijelih sektora nacionalnog gospodarstva. U inozemstvu se računala ove klase nazivaju glavnim računalima ( glavno računalo). U Rusiji im je dodijeljen termin mainframe računala. Osoblje za održavanje velikog računala broji nekoliko desetaka ljudi. Na temelju takvih superračunala stvaraju se računalni centri koji uključuju nekoliko odjela ili grupa.

Prvo glavno računalo ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) nastalo je 1946. (1996. obilježena je 50. obljetnica nastanka prvog računala). Ovaj je stroj imao masu veću od 50 tona, brzinu od nekoliko stotina operacija u sekundi, RAM s kapacitetom od 20 brojeva; zauzimao ogromnu halu površine oko 100 m2.

Performanse velikih računala pokazale su se nedostatnim za niz zadataka: vremensku prognozu, upravljanje složenim obrambenim sustavima, modeliranje sustava okoliša itd. To je bio preduvjet za razvoj i stvaranje superračunala, najmoćnijih računalnih sustava koji trenutno se intenzivno razvijaju.

Glavna područja učinkovite uporabe velikih računala su rješavanje znanstvenih i tehničkih problema, rad u računalnim sustavima s paketnom obradom informacija, rad s velike baze podataka podataka, upravljanje računalnim mrežama i njihovim resursima. Posljednji smjer - korištenje velikih računala kao poslužitelja velike računalne mreže - stručnjaci često ističu kao jedan od najrelevantnijih.

Pojava u 70-ima. mala računala posljedica je, s jedne strane, napretka u području elektroničkih komponenti, as druge strane redundancije velikih računalnih resursa za niz aplikacija. Za upravljanje tehnološkim procesima najčešće se koriste mala računala. Kompaktniji su i puno jeftiniji od velikih računala.

Daljnji napredak u području baze elemenata i arhitektonska rješenja dovela je do pojave supermini računala - računala koje pripada klasi malih računala po arhitekturi, veličini i cijeni, ali je po performansama usporedivo s velikim računalom.

Izum mikroprocesora (MP) 1969. doveo je do pojave 70-ih godina. Druga klasa računala je mikroračunalo.

CPU

Riža. Struktura suvremenog računalnog centra temeljenog na glavnom računalu

Klasifikacija mikroračunala:

univerzalni (višekorisnički, jednokorisnički (osobni))

· specijalizirani (višekorisnički (poslužitelji), jednokorisnički (radne stanice))

Upravo je prisutnost MP-a isprva služila kao značajka koja je definirala mikroračunalo. Sada se mikroprocesori koriste u svim klasama računala bez iznimke.

Funkcionalnost računala određuje najvažnije tehničke i operativne karakteristike:

· učinak, mjeren prosječnim brojem operacija koje stroj izvrši po jedinici vremena;

· bitnost i oblici prikaza brojeva s kojima računalo operira;

· nomenklatura, kapacitet i brzina svih uređaja za pohranu podataka;

· nomenklatura i tehničko-ekonomska svojstva vanjski uređaji pohranjivanje, razmjena i unos/izlaz informacija;

· vrste i kapacitet komunikacijskih uređaja i međusobno sučelje računalnih čvorova (intra-strojno sučelje);

· sposobnost računala da istovremeno radi s više korisnika i izvršava više programa istovremeno (multiprogramiranje);

· vrste i tehničke i operativne karakteristike operativnih sustava koji se koriste u stroju;

dostupnost i funkcionalnost softver;

· sposobnost izvršavanja programa napisanih za druge vrste računala (kompatibilnost softvera s drugim vrstama računala);

· sustav i struktura strojnih naredbi;

· sposobnost povezivanja na komunikacijske kanale i računalnu mrežu;

· pouzdanost rada računala;

· koeficijent korisnog korištenja računala tijekom vremena, određen omjerom korisnog radnog vremena i vremena održavanja

Superračunala uključuju snažna višeprocesorska računala s brzinama od stotina milijuna - desetaka milijardi operacija u sekundi.

Unatoč širokoj upotrebi osobnih računala, važnost mainframe računala ne opada. Zbog visokih troškova njihova održavanja, pri radu s velikim računalima uobičajeno je planirati i voditi računa o svakoj minuti. Kako bi se uštedjelo radno vrijeme na velikim računalima, operacije unosa, izlaza i primarne pripreme podataka niske performanse izvode se pomoću osobna oprema. Pripremljeni podaci prenose se u glavno računalo za izvođenje operacija koje zahtijevaju najviše resursa.

Središnji procesor je glavna jedinica računala u kojoj se neposredno odvija obrada podataka i izračun rezultata. Obično se središnji procesor sastoji od nekoliko regala za opremu i nalazi se u zasebnoj prostoriji, gdje su ispunjeni povećani zahtjevi za temperaturu, vlažnost, zaštitu od elektromagnetskih smetnji, prašine i dima.

Grupa za programiranje sustava bavi se razvojem, otklanjanjem pogrešaka i implementacijom softvera potrebnog za funkcioniranje samog računalnog sustava. Radnici u ovoj skupini nazivaju se sistemski programeri. Moraju dobro poznavati tehničku strukturu svih komponenata računala, budući da su njihovi programi namijenjeni prvenstveno kontroli fizičke uređaje. Sustavski programi osiguravaju interakciju programa više razine s hardverom, odnosno sistemska programska skupina osigurava hardversko-softversko sučelje računalnog sustava.

Grupa za programiranje aplikacija stvara programe za izvođenje specifičnih operacija na podacima. Radnici u ovoj skupini nazivaju se aplikacijski programeri. Za razliku od sistemskih programera, oni ne moraju poznavati tehničku strukturu komponenata računala, budući da njihovi programi ne rade s uređajima, već s programima koje pripremaju sistemski programeri. S druge strane, korisnici, odnosno konkretni izvršitelji posla, rade sa svojim programima. Stoga možemo reći da skupina za programiranje aplikacija pruža korisničko sučelje računalni sustav.

Grupa za pripremu podataka priprema podatke koje će obraditi programi koje kreiraju aplikativni programeri. U mnogim slučajevima zaposlenici u ovoj skupini sami unose podatke pomoću tipkovnice, ali također mogu izvršiti konverziju gotovih podataka iz jedne vrste u drugu. Na primjer, mogu primiti ilustracije koje su crtali umjetnici na papiru i pretvoriti ih u elektronički oblik pomoću specijalni uređaji zvani skeneri.

Grupa za tehničku podršku zadužena je za održavanje cjelokupnog računalnog sustava, popravak i podešavanje uređaja, kao i povezivanje novih uređaja potrebnih za rad ostalih odjela.

Grupa za informacijsku podršku pruža tehničke informacije svi ostali odjeli računskog centra prema svom nalogu. Ista grupa stvara i pohranjuje arhive prethodno razvijenih programa i prikupljenih podataka. Takve se arhive nazivaju programske knjižnice ili banke podataka.

Odjel za dostavu podataka prima podatke iz središnjeg procesora i pretvara ih u oblik prikladan za kupca. Ovdje se informacije ispisuju na uređajima za ispis (pisačima) ili prikazuju na zaslonima.

Glavna računala su različita visoka cijena opreme i održavanja, pa je rad takvih superračunala organiziran u kontinuiranom ciklusu. Najzahtjevniji i najdugotrajniji proračuni zakazani su za noćne sate, kada je broj osoblja za održavanje minimalan. Tijekom dana računalo obavlja manje radno intenzivne, ali brojnije poslove. Istodobno, radi povećanja učinkovitosti, računalo radi istovremeno s nekoliko zadataka i, sukladno tome, s nekoliko korisnika. Prebacuje se s jednog zadatka na drugi i to tako brzo i često da svaki korisnik ima dojam da računalo radi samo s njim. Ovakva raspodjela resursa računalnog sustava naziva se načelo dijeljenja vremena.

Miniračunala – računala u ovoj skupini razlikuju se od velikih računala smanjenom veličinom i, sukladno tome, nižim performansama i cijenom. Takva računala koriste velika poduzeća, znanstvene ustanove, banke i neke visokoškolske ustanove koje kombiniraju obrazovne aktivnosti sa znanstvenim.

U industrijskim poduzećima miniračunala kontroliraju proizvodne procese, ali mogu kombinirati upravljanje proizvodnjom s drugim zadacima. Na primjer, mogu pomoći ekonomistima u praćenju troškova proizvoda, stručnjacima za standardizaciju u optimizaciji vremena tehnoloških operacija, dizajnerima u automatizaciji projektiranja alatnih strojeva, računovodstvima u evidentiranju primarnih dokumenata i pripremi redovitih izvješća za porezne vlasti. Za organizaciju rada s mini-računalom također je potreban poseban računski centar, iako ne tako brojan kao kod velikih računala.

Mikroračunalo– računala ove klase dostupni mnogim poduzećima. Organizacije koje koriste mikroračunala obično ne stvaraju računalne centre. Za održavanje takvog računala potreban im je samo mali računalni laboratorij koji se sastoji od nekoliko ljudi. Osoblje računalnog laboratorija nužno uključuje programere, iako oni nisu izravno uključeni u razvoj programa. Potrebni sistemski programi najčešće se kupuju uz računalo, a izrada potrebnih aplikativnih programa naručuje se većim računalnim centrima ili specijaliziranim organizacijama.

Programeri računalnog laboratorija implementiraju kupljeni ili naručeni softver, fino ga podešavaju i konfiguriraju te usklađuju njegov rad s drugim računalnim programima i uređajima. Iako programeri u ovoj kategoriji ne razvijaju sistemske i aplikacijske programe, mogu ih mijenjati, stvarati ili mijenjati pojedinačne fragmente. Za to su potrebne visoke kvalifikacije i univerzalno znanje. Programeri koji servisiraju mikroračunala često kombiniraju kvalitete sistemskih i aplikativnih programera u isto vrijeme.

Unatoč relativno niskim performansama u usporedbi s velikim računalima, mikroračunala se također koriste u velikim računalnim centrima. Tamo im se povjeravaju pomoćni poslovi za koje nema smisla koristiti skupa superračunala.

Osobna računala (PC)– ova kategorija računala doživjela je posebno brz razvoj u proteklih dvadesetak godina. Iz naziva je jasno da je takvo računalo dizajnirano za opsluživanje jedne radne stanice. S osobnim računalom u pravilu radi jedna osoba. Unatoč njihovom male veličine i relativno niske cijene, moderna osobna računala imaju značajnu produktivnost. Mnogi moderni osobni modeli superiorniji od mainframe računala 70-ih, miniračunala 80-ih i mikroračunala prve polovice 90-ih. Osobno računalo ( Osobno računalo, RS) sasvim je sposoban zadovoljiti većinu potreba malih poduzeća i pojedinaca.

Da bi zadovoljilo zahtjeve opće dostupnosti i univerzalnosti, osobno računalo mora imati sljedeće karakteristike:

· niske cijene, na dohvat ruke pojedinačnom kupcu;

· autonomija rada bez posebni zahtjevi na uvjete okoline;

· fleksibilnost arhitekture, koja osigurava njezinu prilagodljivost različitim primjenama u području upravljanja, znanosti, obrazovanja iu svakodnevnom životu;

· „prijateljstvo“ operacijskog sustava i drugog softvera, što korisniku omogućuje rad s njim bez posebne stručne obuke;

· visoka radna pouzdanost (više od 5000 sati između kvarova).

U inozemstvu su trenutno najčešći modeli računala IBM PC s mikroprocesorima Pentium i Pentium Pro.

Domaća industrija (zemlje ZND-a) proizvela je DEC-kompatibilne (interaktivno računalstvo DVK-1 - DVK-4 temeljeno na Electronics MS-1201, Electronics 85, Electronics 32, itd.) i IBM PC-kompatibilne (EC1840 - EC1842, EC1845, EC1849, ES1861, Iskra1030, Iskra 4816, Neuron I9.66 itd.) računala. Sada je velika većina domaćih osobnih računala sastavljena od uvezenih komponenti i kompatibilna su s IBM PC-om.

Osobna računala mogu se klasificirati prema nizu kriterija.

Po generaciji, osobna računala se dijele na sljedeći način:

· 1. generacija osobnih računala - koriste 8-bitne mikroprocesore;

· 2. generacija osobnih računala - koriste 16-bitne mikroprocesore;

· 3. generacija osobnih računala - koriste 32-bitne mikroprocesore;

· Računala 4. generacije - koriste 64-bitne mikroprocesore.

· Računala 5. generacije – koriste 128-bitne mikroprocesore.

Osobna računala postala su posebno popularna nakon 1995. godine zbog brzog razvoja Interneta. Osobno računalo sasvim je dovoljno za korištenje World Wide Weba kao izvora znanstvenih, referentnih, obrazovnih, kulturnih i zabavnih informacija. Osobna računala također su pogodno sredstvo za automatizaciju obrazovnog procesa u bilo kojoj disciplini, sredstvo za organiziranje učenja na daljinu (dopisno) i sredstvo za organiziranje slobodnog vremena. Oni daju veliki doprinos ne samo proizvodnji, već i društvenim odnosima. Često se koriste za organiziranje rada kod kuće, što je posebno važno u uvjetima ograničene zaposlenosti.

Donedavno su se modeli osobnih računala konvencionalno smatrali u dvije kategorije: kućna računala i profesionalna računala. Potrošački modeli općenito su imali slabije performanse, ali su posebno pazili na obradu grafike u boji i zvuka koji profesionalni modeli nisu trebali. Zbog naglog smanjenja troškova računalne opreme posljednjih godina, granice između profesionalnih i kućanskih modela uvelike su se zamaglile, a danas se profesionalni modeli visokih performansi često koriste kao modeli za kućanstvo, a profesionalni modeli opremljeni su uređaji za reprodukciju multimedijskih informacija, što je prije bilo tipično za kućanske uređaje. Pojam multimedija označava kombinaciju više vrsta podataka u jednom dokumentu (tekstualni, grafički, glazbeni i video podaci) ili skup uređaja za reprodukciju tog kompleksa podataka.

Od 1999. godine, međunarodni certifikacijski standard, PC99 specifikacija, stupio je na snagu u području osobnih računala. Uređuje načela razvrstavanja osobnih računala i propisuje minimalne i preporučene zahtjeve za svaku kategoriju. Nova norma utvrđuje sljedeće kategorije osobnih računala:

Potrošačko računalo (masovno računalo);

Uredsko računalo (poslovno računalo);

Mobilno računalo (prijenosno računalo);

Workstation PC (radna stanica);

Entertaimemt PC (računalo za zabavu).

Prema specifikaciji PC99, većina osobnih računala trenutno na tržištu spada u kategoriju mainstream računala. Za poslovna računala zahtjevi za alatima za reprodukciju grafike su minimizirani, a za rad sa audio podacima uopće nema zahtjeva. Za prijenosna računala obavezno je posjedovanje alata za kreiranje daljinskih pristupnih veza, odnosno alata računalne komunikacije. U kategoriji radnih stanica povećani su zahtjevi za uređaje za pohranu podataka, au kategoriji računala za zabavu za alate za grafiku i reprodukciju zvuka.

Dakle, zaključno možemo reći sljedeće. U ovom trenutku postoji mnogo sustava i metoda, principa i osnova za klasifikaciju računala. U ovom radu prikazane su najčešće klasifikacije računala.

Tako se računala razvrstavaju prema namjeni (mainframe računala, miniračunala, mikroračunala, osobna računala), prema razini specijalizacije (univerzalna i specijalizirana), prema standardnim veličinama (stolna, prijenosna, džepna, mobilna), prema kompatibilnosti, prema vrsti korištenog procesora. , itd. Ne postoje jasne granice između klasa računala. Kako se strukture i proizvodne tehnologije poboljšavaju, pojavljuju se nove klase računala, a granice postojećih klasa značajno se mijenjaju.

Najranija metoda klasifikacije je klasifikacija računala prema namjeni.

Najčešća vrsta računala su osobna računala, podijeljena na masovna, poslovna, prijenosna, zabavna i radne stanice.

Podjela računalne tehnologije na generacije vrlo je uvjetna, labava klasifikacija računalnih sustava prema stupnju razvoja hardvera i softvera, kao i metodama komuniciranja s računalom.

Ideja o podjeli strojeva na generacije oživljena je činjenicom da je tijekom kratke povijesti svog razvoja računalna tehnologija prošla veliku evoluciju kako u smislu elementarne baze (lampe, tranzistori, mikro krugovi, itd.) , au smislu promjena u njegovoj strukturi, pojave novih mogućnosti, proširenja opsega primjene i prirode korištenja.

Prema uvjetima rada računala se dijele na dvije vrste: uredska (univerzalna); poseban.

Uredski su dizajnirani za rješavanje široke klase problema u normalnim radnim uvjetima.

Posebna računala služe za rješavanje uže klase problema ili čak jednog zadatka koji zahtijeva više rješenja, a rade u posebnim uvjetima rada. Strojni resursi posebna računalačesto ograničena. Međutim, njihova uska orijentacija omogućuje najučinkovitiju implementaciju određene klase zadataka.

2. Enkriptor, Dekriptor

Enkriptor, ili koder naziva kombinacijski logički uređaj za pretvaranje brojeva iz decimalni sustav numeriranje u binarno. Ulazima enkodera sekvencijalno se dodjeljuju vrijednosti decimalnih brojeva, tako da primjenu aktivnog logičkog signala na jedan od ulaza enkoder percipira kao primjenu odgovarajućeg decimalnog broja. Taj se signal na izlazu kodera pretvara u binarni kod. Prema rečenom, ako enkoder ima n izlaza, broj njegovih ulaza ne smije biti veći od 2 n. Koder koji ima 2 n ulazi i n izlazi se poziva potpuna. Ako je broj ulaza enkodera manji 2 n, to se zove nepotpun.

Razmotrimo rad enkodera na primjeru pretvarača decimalnih brojeva od 0 do 9 u binarni decimalni kod. Tablica istinitosti koja odgovara ovom slučaju ima oblik

Budući da je broj ulaza ovog uređaja manje 2 n= 16, imamo nepotpun enkoder. Korištenje tablice za Q 3 , Q 2 , Q 1 i Q 0, možete napisati sljedeće izraze:

Rezultirajući FAL sustav karakterizira rad enkodera. Dana je logička shema uređaja koji odgovara sustavu na slici ispod.

Povezane informacije.

Računalo (od engleskog računala - kalkulator) je programabilni elektronički računalni uređaj namijenjen za pohranu i prijenos informacija, kao i obradu podataka. Odnosno, računalo je kompleks softverski upravljanih elektroničkih uređaja.

Pojam “osobno računalo” sinonim je za kraticu “računalo” (elektroničko računalo). Kada su se pojavila osobna računala, termin mainframe ubrzo je izašao iz upotrebe, a zamijenio ga je termin "računalo", "PC" ili "PC".

Računalo može koristiti izračune za obradu informacija prema određenom algoritmu. Uz to, softver omogućuje računalu pohranjivanje, primanje i dohvaćanje informacija, kao i njihovo slanje na različite ulazne uređaje. Naziv računala dolazi od njihove glavne funkcije - računalstva, no danas se računala osim za računalstvo koriste i za obradu informacija, kao i za igre.

Računalni sklop je 1949. predložio matematičar John von Neumann, a od tada je princip uređaja ostao gotovo nepromijenjen.

Prema von Neumannovim načelima, računalo bi se trebalo sastojati od sljedećih uređaja:

aritmetičko logički uređaj koji izvodi logičke i aritmetičke operacije;

uređaj za pohranjivanje podataka;

upravljački uređaj koji organizira proces izvršavanja programa;

uređaji za ulaz/izlaz informacija.

Memorija računala mora se sastojati od određenog broja numeriranih ćelija od kojih svaka sadrži programske upute ili podatke koje treba obraditi. Ćelije su dostupne svim računalnim uređajima.

Većina računala dizajnirana je prema principu otvorene arhitekture:

opis konfiguracije i principa rada osobnog računala, koji vam omogućuje sastavljanje računala iz pojedinačnih dijelova i sklopova;

prisutnost utora za proširenje u računalu u koje možete umetnuti uređaje koji su u skladu s određenim standardom.

Na većini današnjih računala problem se najprije opisuje na razumljiv način, pružajući informacije binarni, a zatim se obrađuje pomoću logike i jednostavne algebre. Budući da se gotovo sva matematika može svesti na činjenje Booleove operacije, onda uz pomoć brzog elektroničkog računala možete riješiti većinu matematičkih problema. Rezultat izračuna korisniku predstavljaju uređaji za unos informacija - pisači, indikatori lampi, monitori, projektori.

Međutim, pokazalo se da računala ne mogu riješiti nijedan matematički problem. Engleski matematičar Alan Turing opisao je prve probleme koje nije moglo riješiti računalo.

Primjene računala

Prva računala stvorena su samo za izračune (kao što ime govori), a prvi programski jezik visoke razine bio je Fortran koji je bio namijenjen samo za izvođenje matematičkih izračuna.

Zatim su računala našla drugu namjenu - baze podataka. Prije svega, trebale su ih banke i vlade. Baze podataka zahtijevale su složenija računala s naprednim sustavima za pohranu informacija i ulazno-izlaznim sustavima. Jezik Cobol je razvijen kako bi ispunio ove zahtjeve. Nakon nekog vremena pojavili su se sustavi za upravljanje bazama podataka (DBMS) koji su imali svoje programske jezike.

Još jedna upotreba računala je upravljanje raznim uređajima. Područje se postupno razvijalo, od visoko specijaliziranih uređaja (često analognih) do standardnih računalnih sustava koji pokreću upravljačke programe. Osim toga, sve više i više Moderna tehnologija uključuje upravljačko računalo.

Danas je razvoj računala dosegao toliku razinu da je ono glavni informacijski alat kako kod kuće tako i u uredu. Tako se gotovo sav rad s informacijama odvija putem računala - od tipkanja tekstova do gledanja filmova. Ovo se također odnosi na pohranjivanje i prosljeđivanje informacija.

Znanstvenici koriste moderna superračunala za simulaciju složenih bioloških i fizičkih procesa kao što su klimatske promjene ili nuklearne reakcije. Neki projekti se izvode korištenjem distribuiranog računalstva, u kojem veliki broj ne baš snažnih računala istovremeno rješava različite dijelove istog problema, tvoreći tako jedno moćno računalo.

Najkompleksnije i još nedovoljno razvijeno područje korištenja računala je umjetna inteligencija - korištenje računala u rješavanju problema koji nemaju jasan odnos jednostavan algoritam. Primjeri takvih zadataka su igre, ekspertni sustavi i strojno prevođenje teksta.

mydiv.net

Testna zadaća - IKT zadaće

Završni rad. Izrada sažetka “Povijest razvoja računalne tehnologije” U program za obradu teksta stvoriti novi dokument i u nju uzastopno kopirajte sadržaje datoteka “Introduction.rtf”, “The Beginning of the Era 3BM.rtf”, “First Generation 3BM.rtf”, “Second Generation Computer.rtf”, “Third Generation 3BM.rtf” , “Četvrta generacija 3BM. rtf”, “Zaključak.rtf”. Rezultat rada spremite u osobnu mapu pod nazivom Sažetak_prezime.docx. Naslovite svaki od šest odjeljaka dokumenta (nazivi odjeljaka mogu biti isti kao i nazivi odgovarajućih datoteka). Oblikujte dokument prema zahtjevima za esej (udžbenik za 7. razred str. 165). Dodajte naslovnu stranicu koju ste prethodno pripremili na početak dokumenta. Dodajte na stranice dokumenta zaglavlje stranice s naslovom sažetka. Ilustracije koje ste dobili umetnite u tekst. Nakon riječi “Prvo elektroničko računalo (računalo)” u dijelu “Početak računalne ere” dodajte bilješku u kojoj objašnjavate u kakvoj su vezi pojmovi “računalo” i “računalo”. Dodajte odjeljak svom sažetku: Usporedne karakteristike generacije računala" i u nju uključiti tablicu (tablicu nije potrebno popunjavati): Primijenite stilsko oblikovanje na svaki od naslova odjeljaka tako da za njih odaberete stil Naslov 1. Automatski ih oblikujte na zasebnoj stranici nakon Naslovnica novi odjeljak "Sadržaj". Datoteku s promjenama spremite u svoju osobnu mapu, kopirajte je svom učitelju i također pošaljite sebi e-poštom. Domaća zadaća za sljedeću lekciju Pronađite podatke o S. A. Lebedevu na Internetu i dopunite njime tekst sažetka. Pronađite potrebne podatke na internetu i unesite ih u odgovarajuće ćelije tablice. Saznajte kada je i tko razvio prvo masovno proizvedeno osobno računalo i dodajte te podatke u odgovarajući dio eseja. Pronađite slike računala različitih generacija na internetu. Umetnite jednu od najzanimljivijih slika u odgovarajuće odjeljke. Dodajte odjeljak “Popis literature i internetskih izvora” i u njega uključite popis izvora informacija koje ste koristili prilikom izrade sažetka. Ažurirajte sadržaj.

sites.google.com

Završni rad: izrada sažetka “Povijest razvoja računalne tehnologije”

1. U programu za obradu teksta izradite novi dokument i u njega sekvencijalno kopirajte sadržaje datoteka Uvod.rtf, Početak ere EBM.rtf, Prva generacija EBM.rtf, Druga generacija EBM.rtf, Treća generacija EBM. rtf, Četvrta generacija EBM.rtf, Zaključak .rtf.

2. Rezultat rada spremite u osobnu mapu pod nazivom Sažetak.rtf.

3. Zaglavite svaki od šest odjeljaka dokumenta (nazivi odjeljaka mogu biti isti kao i nazivi odgovarajućih datoteka).

4. Formatirajte dokument prema zahtjevima za sažetak.

5. Dodajte naslovnu stranicu koju ste prethodno pripremili (Naslov.rtf) na početak dokumenta.

6. Dodajte zaglavlje stranicama dokumenta s naslovom sažetka.

7. Iza riječi „Prvo elektroničko računalo (računalo)” u dijelu „Početak računalne ere” dodajte bilješku u kojoj objašnjavate u kakvoj su vezi pojmovi „računalo” i „računalo”.

8. Pronađite podatke o S. A. Lebedevu na internetu i dopunite njima tekst sažetka.

9. Saznajte kada je i tko razvio prvo masovno proizvedeno osobno računalo i dodajte te podatke u odgovarajući dio eseja.

10. Pronađi na internetu slike računala različitih generacija. Umetnite jednu od najzanimljivijih slika u odgovarajuće odjeljke.

11. Sažetku dodajte odjeljak “Usporedne karakteristike generacija računala” i u njega dodajte tablicu:

12. Pronađite potrebne podatke na internetu i unesite ih u odgovarajuće ćelije tablice.

13. Dodajte odjeljak “Popis literature i internetskih izvora” iu njega uključite popis izvora informacija koje ste koristili pri izradi sažetka.

14. Primijenite oblikovanje stila na svaki naslov odjeljka odabirom stila "Naslov 1" za njih. Automatski generirajte novi odjeljak "Sadržaj".

15. Datoteku s promjenama spremite u svoju osobnu mapu, ispišite i pošaljite učitelju na pregled.

Ispunjavanje točaka 1–5 opisa radnog mjesta odgovara ocjeni „zadovoljava”, točke 1–10 – „dobar”, točke 1–14 – „izvrsno”.

urok28-7klass.blogspot.ru

Računalna pismenost pretpostavlja razumijevanje pet generacija računala, koje ćete dobiti nakon čitanja ovog članka.

Kada se govori o generacijama, prije svega se govori o povijesnom portretu elektroničkih računala (računala).

Fotografije u foto albumu nakon određenog vremena pokazuju kako se ista osoba mijenjala kroz vrijeme. Na isti način, generacije računala predstavljaju niz portreta računalne tehnologije na različitim stupnjevima njezina razvoja.

Cjelokupna povijest razvoja elektroničke računalne tehnologije obično se dijeli na generacije. Smjene generacija najčešće su bile povezane s promjenama u elementarnoj bazi računala i napretkom elektroničke tehnologije. To je uvijek dovodilo do povećanja performansi i povećanja kapaciteta memorije. Osim toga, u pravilu je došlo do promjena u arhitekturi računala, proširio se raspon zadataka koji se rješavaju na računalu, a promijenio se i način interakcije između korisnika i računala.

Računalo prve generacije

Bili su to cijevni strojevi iz 50-ih. Njihova elementarna baza bile su električne vakuumske cijevi. Ta su računala bila vrlo glomazna struktura, sadržavala je tisuće lampi, ponekad zauzimala stotine četvornih metara teritorija, trošeći stotine kilovata električne energije.

Primjerice, jedno od prvih računala bilo je golema jedinica, duga više od 30 metara, sadržavala je 18 tisuća vakuumskih cijevi i trošila oko 150 kilovata električne energije.

Za unos programa i podataka korištene su bušene trake i bušene kartice. Nije bilo monitora, tipkovnice ni miša. Ovi su se strojevi uglavnom koristili za inženjerske i znanstvene izračune koji nisu bili povezani s obradom velikih količina podataka. Godine 1949. prvi poluvodički uređaj, zamjena za vakuumsku cijev. Dobio je ime tranzistor.

Računalo druge generacije

Tranzistori

U 60-ima su tranzistori postali elementarna baza za drugu generaciju računala. Strojevi su postali kompaktniji, pouzdaniji i manje energetski intenzivni. Povećana izvedba i volumen Unutarnja memorija. Vanjski (magnetski) uređaji za pamćenje dobili su veliki razvoj: magnetski bubnjevi, uređaji za pohranu magnetske trake.

U tom razdoblju počeli su se razvijati programski jezici visoke razine: FORTRAN, ALGOL, COBOL. Sastavljanje programa više ne ovisi o konkretnom modelu automobila, postalo je jednostavnije, preglednije i pristupačnije.

Godine 1959. izumljena je metoda koja je omogućila stvaranje tranzistora na jednoj ploči, a svi potrebne veze između njih. Tako dobiveni sklopovi postali su poznati kao integrirani krugovi ili čipovi. Izum integriranih sklopova poslužio je kao osnova za daljnju minijaturizaciju računala.

Nakon toga, broj tranzistora koji se može postaviti po jedinici površine integriranog kruga približno se udvostručio svake godine.

Računalo treće generacije

Ova generacija računala stvorena je na novoj bazi elemenata - integrirani krugovi (IC).

Mikrosklopovi

Računala treće generacije počela su se proizvoditi u drugoj polovici 60-ih godina prošlog stoljeća, kada je američka tvrtka IBM počela proizvoditi strojni sustav IBM-360. Malo kasnije pojavili su se strojevi serije IBM-370.

U Sovjetskom Savezu 70-ih godina započela je proizvodnja strojeva serije ES (Unified Computer System) po uzoru na IBM 360/370. Radna brzina je najviše moćni modeli Računalo je već doseglo nekoliko milijuna operacija u sekundi. Na strojevima treće generacije pojavila se nova vrsta vanjskog uređaja za pohranu - magnetski diskovi.

Napredak u razvoju elektronike doveo je do stvaranja veliki integrirani krugovi (LSI), gdje je nekoliko desetaka tisuća električnih elemenata bilo smješteno u jedan kristal.

Mikroprocesor

Godine 1971. Amerikanac tvrtka Intel najavio stvaranje mikroprocesora. Ovaj događaj bio je revolucionaran u elektronici.

Mikroprocesor je minijaturni mozak koji radi prema programu ugrađenom u njegovu memoriju.

Povezivanjem mikroprocesora s ulazno-izlaznim uređajima i vanjskom memorijom dobili smo novu vrstu računala: mikroračunalo.

Računalo četvrte generacije

Mikroračunala su strojevi četvrte generacije. Najrasprostranjenija su osobna računala (PC). Njihova pojava povezana je s imenima dvojice američkih stručnjaka: i Stevea Wozniaka. Godine 1976. rođen je njihov prvi proizvodni PC, Apple-1, a 1977., Apple-2.

Međutim, od 1980. godine američka tvrtka IBM postala je trendseter na tržištu osobnih računala. Njegova arhitektura postala je de facto međunarodni standard za profesionalna računala. Strojevi u ovoj seriji nazvani su IBM PC (Personal Computer). Pojava i širenje osobnog računala po svom značaju za društveni razvoj usporediva je s pojavom tiskanja knjiga.

S razvojem ove vrste strojeva, koncept “ informacijska tehnologija“, bez koje je nemoguće u većini područja ljudske djelatnosti. Pojavila se nova disciplina - informatika.

Računalo pete generacije

Oni će se temeljiti na potpuno novoj bazi elemenata. Njihova glavna kvaliteta trebala bi biti visoka intelektualna razina, posebice prepoznavanje govora i slike. To zahtijeva prijelaz s tradicionalnih von Neumannovih arhitektura na arhitekture koje uzimaju u obzir zahtjeve zadataka stvaranja umjetne inteligencije.

Dakle, za informatičku pismenost potrebno je to razumjeti u ovom trenutku stvorene su četiri generacije računala:

• 1. generacija: 1946. stvaranje stroja ENIAC pomoću vakuumskih cijevi.
• 2. generacija: 60-te. Računala su izgrađena na tranzistorima.
• 3. generacija: 70-e. Računala su izgrađena na integriranim krugovima (IC).
• 4. generacija: Počela se stvarati 1971. godine izumom mikroprocesora (MP). Izgrađen na temelju velikih integriranih krugova (LSI) i super LSI (VLSI).

Peta generacija računala izgrađena je na principu ljudskog mozga i njima se upravlja glasom. Sukladno tome, očekuje se korištenje temeljno novih tehnologija. Japan je uložio velike napore u razvoj računala 5. generacije s umjetnom inteligencijom, ali još uvijek nisu postigli uspjeh.

Što je računalo?

Računalo (Engleski računalo – računalo) - programabilni elektronički računalni uređaj za obradu podataka, prijenos i pohranu informacija. Odnosno, računalo je kompleks softverski upravljanih elektroničkih uređaja.

Uvjet " Računalo" (ili " Osobno računalo") je sinonim za kraticu " Računalo"(elektroničko računalo) ili "PC" ( osobno računalo). Nakon pojave osobnih računala (od engleskog personal computer, PC), pojam računalo je kasnije praktički izbačen iz upotrebe i zamijenjen posuđenim pojmom “računalo”, “PC” ili “PC”. Činjenica je da ako oznake “PC” i “PC” karakteriziraju računalo kao “jednokorisničko računalo opće namjene”, onda pojam “PC” označava upravo IBM PC-kompatibilno računalo.

Uz pomoć izračuna, računalo može obraditi informacije prema unaprijed zadanom algoritmu. Osim toga, računalo pomoću softvera može primati, pohranjivati ​​i pretraživati ​​informacije, prikazivati ​​informacije na različite vrste izlazni uređaji. Računala su dobila ime po svojoj glavnoj funkciji – izvođenju izračuna. Trenutno se, uz izravne računalne funkcije, računala koriste za obradu i upravljanje informacijama, kao i za igre.

Shemu dizajna računala predložio je poznati matematičar John von Neumann 1946. godine; njeni principi rada uglavnom su sačuvani u modernim računalima.

Prije svega, računalo, prema von Neumannovim načelima, mora imati sljedeće uređaje:

* Aritmetičko-logička jedinica (ALU) koja izvodi aritmetičke i logičke operacije;
* upravljački uređaj (CU), koji organizira proces izvršavanja programa;
* uređaj za pohranjivanje (memorija), odnosno memorija za pohranjivanje programa i podataka;
* vanjski uređaji za unos/izlaz informacija.

Memorija računala mora se sastojati od određenog broja numeriranih ćelija, od kojih svaka može sadržavati ili obrađene podatke ili programske upute. Sve memorijske ćelije moraju biti jednako lako dostupne drugim računalnim uređajima.

Uz arhitekturu računala, Neumann je predložio temeljna načela logički uređaj RAČUNALO.

Načela Johna von Neumanna:

1. Načelo programskog upravljanja (program se sastoji od skupa naredbi koje procesor izvršava jednu za drugom u određenom nizu);

2. Načelo homogenosti memorije (programi i podaci pohranjuju se u istu memoriju);

3. Načelo adresiranja (glavna memorija se sastoji od numeriranih ćelija, a bilo koja ćelija je u svakom trenutku dostupna procesoru).

Računala izgrađena na ovim principima nazivaju se "von Neumann" računalima. Danas je to velika većina računala, uključujući IBM PC-kompatibilna. Ali postoje i računalni sustavi drugačije arhitekture – primjerice, sustavi za paralelno računanje.

Tipično, računalo je dizajnirano na temelju načela otvorene arhitekture:
* Opis principa rada osobnog računala i njegove konfiguracije koja vam omogućuje sastavljanje osobnog računala pojedinačni čvorovi i detalji;
* Prisutnost unutarnjih utora za proširenje u računalu u koje korisnik može umetnuti razne uređaje koji zadovoljavaju zadani standard.

U većini suvremenih računala problem se najprije opisuje u njima razumljivom obliku, sa svim potrebnim informacijama predstavljenim u binarnom obliku (u obliku jedinica i nula), nakon čega se koraci za njegovu obradu svode na primjenu jednostavnih algebra logike. Budući da se gotovo sva matematika može svesti na izvođenje Booleovih operacija, prilično je brza elektroničko računalo može se primijeniti na većinu matematičkih problema (i također na većinu problema obrade informacija koji se lako mogu svesti na matematičke).

Rezultat obavljenog zadatka može se prezentirati korisniku pomoću različitih uređaja za izlaz informacija, kao što su indikatori lampi, monitori, printeri, projektori itd.

Otkriveno je da računala još uvijek ne mogu riješiti nijedan matematički problem. Probleme koje ne mogu riješiti računala prvi je opisao engleski matematičar Alan Turing.

Primjene računala

Prva računala stvorena su izravno za računalstvo (što se odražava u nazivima "računalo" i "računalo"). Nije slučajno da je prvi programski jezik visoke razine bio Fortran, namijenjen isključivo izvođenju matematičkih izračuna.

Druga velika primjena bile su baze podataka. Prije svega, trebale su ih vlade i banke. Baze podataka zahtijevaju složenija računala s razvijenim ulazno-izlaznim sustavima i sustavima za pohranu informacija. U te svrhe razvijen je jezik Cobol. Kasnije su se pojavili DBMS (sustavi za upravljanje bazama podataka) sa svojim programskim jezicima.

Treća primjena bila je kontrola svih vrsta uređaja. Ovdje je razvoj tekao od visokospecijaliziranih uređaja (često analognih) do postupnog uvođenja standardnih računalnih sustava na kojima su se izvodili upravljački programi. Osim toga, sve više i više opreme počinje uključivati ​​upravljačko računalo.

Napokon, računala su se toliko razvila da je postalo glavni informacijski alat kako u uredu tako i kod kuće. Odnosno, sada se gotovo svaki rad s informacijama provodi putem računala - bilo da se radi o tipkanju ili gledanju filmova. To se odnosi i na pohranjivanje informacija i njihovo slanje komunikacijskim kanalima.

Suvremena superračunala koriste se za simulaciju složenih fizičkih i bioloških procesa – primjerice, nuklearnih reakcija ili klimatskih promjena. Neki se projekti provode korištenjem distribuiranog računalstva, kada veliki broj relativno slaba računala radi na malim dijelovima u isto vrijeme zajednički zadatak, tvoreći tako vrlo moćno računalo.

Najkompleksnija i najnerazvijenija primjena računala je umjetna inteligencija – korištenje računala za rješavanje problema gdje ne postoji jasno definiran, koliko-toliko jednostavan algoritam. Primjeri takvih zadataka su igre, strojno prevođenje teksta, ekspertni sustavi.

Općinska proračunska i obrazovna ustanova

"Srednja škola br. 30"

Izvedena:

Učenik 8. razreda

Dmitrijeva Darija

Učitelj, nastavnik, profesor:

Demchenko E.E.

Kursk, 2014

“Povijest razvoja računalne tehnologije”

Esej

Uvod

Kako se ljudsko društvo razvijalo, ono je ovladavalo ne samo materijom i energijom, već i informacijama. Pojavom i širokom distribucijom računala, ljudi su dobili moćan alat za učinkovito korištenje informacijskih resursa i poboljšanje svoje intelektualne aktivnosti. Od sada (sredXXstoljeća) započeo je prijelaz iz industrijskog društva u informacijsko društvo u kojem informacija postaje glavni resurs.

Sposobnost članova društva da koriste cjelovite, pravovremene i pouzdane informacije uvelike ovisi o stupnju razvijenosti i ovladanosti novim informacijskim tehnologijama čija su osnova računala. Razmotrimo glavne prekretnice u povijesti njihovog razvoja.

Računalno inženjerstvo je bitna komponenta procesa računanja i obrade podataka. Prvi uređaji za računalstvo vjerojatno su bili dobro poznatištapići za brojanje, koji se i danas koriste u osnovnim razredima mnogih škola za podučavanje brojanja. Kako su se ti uređaji razvijali, postajali su sve složeniji, kao na prfeničanskiglinene figurice, također namijenjene vizualnom predstavljanju broja predmeta koji se broje. Čini se da su takve uređaje koristili trgovci i računovođe tog vremena.

Postupno su se iz najjednostavnijih uređaja za brojanje rađali sve složeniji uređaji: ( ), , , . Unatoč jednostavnosti ranih računalnih uređaja, iskusni računovođa može dobiti rezultate jednostavnim abakusom čak i brže od tromog vlasnika modernog kalkulatora. Naravno, performanse i brzina izračuna suvremenih računalnih uređaja odavno su nadmašile mogućnosti najistaknutijeg ljudskog kalkulatora.

Čovječanstvo je prije više tisuća godina naučilo koristiti najjednostavnije uređaje za brojanje. Najpopularnija je bila potreba za određivanjem broja artikala koji se koriste u barter trgovini. Jedno od najjednostavnijih rješenja bilo je korištenje ekvivalenta težine artikla koji se mijenja, što nije zahtijevalo točan preračun broja njegovih komponenti. U te svrhe korišteni su najjednostavniji uređaji za balansiranjevaga, koja je postala jedan od prvih uređaja za kvantitativno određivanjemase. Načelo ekvivalencije naširoko je korišteno u još jednom jednostavnom uređaju za računanje - abakusu ili abakusu. Broj prebrojanih predmeta odgovarao je broju pomaknutih domina ovog instrumenta. Relativno složen uređaj za brojanje mogla bi biti krunica, koja se koristi u praksi mnogih religija. Vjernik je, kao na abakusu, brojao izmoljene molitve na zrncima krunice, a kada bi prošao cijeli krug krunice, pomicao je posebna brojačka zrna na posebnom repu, označavajući broj izbrojanih krugova.Izumom zupčanika pojavili su se mnogo složeniji uređaji za izvođenje proračuna.

O svim generacijama računala,U svom eseju želim govoriti o povijesti razvoja računalne tehnologije.

Početak računalne ere

Prvo računaloENIACnastala je krajem 1945. u SAD-u.

Osnovne ideje na kojima se godinama razvijala računalna tehnologija formulirao je 1946. američki matematičar John von Neumann. Nazvani su von Neumannova arhitektura.

Godine 1949. napravljeno je prvo računalo s von Neumannovom arhitekturom - engleski strojEDSAC. Godinu dana kasnije pojavilo se američko računaloEDVAC.

U našoj zemlji prvo računalo nastalo je 1951. godine. Zvao se MESM - mali elektronički računski stroj. Projektant MESM-a bio je Sergej Aleksejevič Lebedev.

Serijska proizvodnja računala započela je 50-ih godina prošlog stoljećaXXstoljeća.

Elektronička računalna tehnologija obično se dijeli na generacije povezane s promjenom elementne baze. Osim,automobili različitih generacija razlikuju selogička arhitektura i softverodredbe, brzoakcija, RAM, način unosa i viinformacije o vodi itd.

Prvo računalo - univerzalni stroj s vakuumskim cijevima - izgrađeno je u SAD-u 1945. godine.

Taj je stroj nazvan ENIAC (skraćenica za elektronički digitalni integrator i računalo). Projektanti ENIAC-a bili su J. Mauchly i J. Eckert. Brzina brojanja ovog stroja premašila je brzinu tadašnjih relejnih strojeva za tisuću puta.

Prva elektroničkaRačunalo ENIAC je programiran metodom plug-switchinga, tj. program je izgrađen spajanjem pojedinih blokova stroja s vodičima na patch ploči. Ova složena i zamorna procedura pripreme stroja za rad učinila ga je nezgodnim za korištenje.

Osnovne ideje na kojima se dugi niz godina razvijala računalna tehnologija razvio je najveći američki matematičar John von Neumann.

Godine 1946. časopis Nature objavio je članak J. von Neumanna, G. Goldsteina i A. Burksa, “Preliminarno razmatranje logična konstrukcija elektronički računalni uređaj". Ovaj članak opisuje načela dizajna i rada računala. Glavni je princip pohranjenog u memorijiprograma , prema kojem se podaci i program smještaju u opću memoriju stroja.

Temeljni opis strukture i rada računala obično se naziva arhitektura računala. Ideje predstavljene u gore spomenutom članku nazvane su "J. von Neumannova računalna arhitektura."

Godine 1949. izgrađeno je prvo računalo s Neumann arhitekturom - engleski EDSAC stroj. Godinu dana kasnije pojavilo se američko računalo EDVAC. Navedeni strojevi postojali su u pojedinačnim primjercima. Serijska proizvodnja računala započela je u razvijenim zemljama 50-ih godina 20. stoljeća.

U našoj zemlji prvo računalo nastalo je 1951. godine. Zvao se MESM - mali elektronički računski stroj. Projektant MESM-a bio je Sergej Aleksejevič Lebedev

Velika uloga akademika S. A. Lebedeva u stvaranju domaćih računala. Pod njegovim vodstvom 50-ih godina izgrađena su serijska cijevna računala BESM-1 (elektronički računski stroj velike brzine), BESM-2, M-20. U to su vrijeme ovi automobili bili među najboljima na svijetu.

Šezdesetih godina 20. stoljeća S. A. Lebedev vodio je razvoj poluvodičkih računala BESM-ZM, BESM-4, M-220, M-222. Stroj BESM-6 bio je izvanredno dostignuće tog razdoblja. Ovo je prvo domaće i jedno od prvih računala u svijetu s brzinom od milijun operacija u sekundi.

Naknadne ideje i razvoj S. A. Lebedeva pridonijeli su stvaranju naprednijih strojeva sljedećih generacija.

Prva generacija računala

Prva generacija računala - cijevni strojevi iz 50-ih.Brzina brojanja najbržih strojeva prve generacije dosegla je 20 tisuća operacija u sekundi. Za unos programa i podataka korištene su bušene trake i bušene kartice. Budući da je interna memorija ovih strojeva bila mala (mogla je sadržavati nekoliko tisuća brojeva i programskih naredbi), uglavnom su korišteni za inženjerske i znanstvene izračune koji nisu bili povezani s obradom velikih količina podataka. Bile su to prilično glomazne građevine, sadržavale su tisuće lampi, ponekad zauzimale stotine četvornih metara, trošeći stotine kilovata električne energije. Programi za takve strojeve bili su kompajlirani u strojnim naredbenim jezicima, tako da je programiranje u to vrijeme bilo dostupno samo nekolicini. Opće je prihvaćeno da se prva generacija računala pojavila nakon Drugog svjetskog rata1943 Conrad Zuse, pokazan prijateljima i rodbini u1938 relej) je stroj koji je hirovit u rukovanju i nepouzdan u proračunima. U svibnju1941 godine uBerlin

Opće je prihvaćeno da se prva generacija računala pojavila nakon Drugog svjetskog rata1943 godine, iako prvim radnim predstavnikom treba smatrati V-1 (Z1)Konrad Zusepokazao prijateljima i rodbini u1938 godina. Bio je to prvi elektronički (izgrađen na domaćim analozimarelej) stroj koji je hirovit za korištenje i nepouzdan u proračunima. U svibnju1941 godine uBerlin, Zuse je predstavio automobil Z3 koji je oduševio stručnjake. Unatoč nizu nedostataka, bilo je to prvo računalo koje je pod drugačijim okolnostima moglo postići komercijalni uspjeh.

Ipak, prvim računalima smatraju se engleskiKolos(1943) i amerENIAC(1945). ENIAC je bio prvo računalo s vakuumskom cijevi.

Prva generacija računala koristila je vakuumske cijevi i releje kao svoju elementarnu bazu; RAM je izveden na flip-flopovima, kasnije na feritnim jezgrama.Baza elemenata Razvoj prvih računala - vakuumskih cijevi - bio je određen njihovim velikim dimenzijama, značajnom potrošnjom energije, niskom pouzdanošću i, kao posljedica toga, malim obimom proizvodnje i uskim krugom korisnika, uglavnom iz svijeta znanosti. U takvim strojevima praktički nije bilo sredstava za kombiniranje operacija programa koji se izvršava i paraleliziranje rada različitih uređaja; naredbe su se izvršavale jedna za drugom, ALU je mirovala dok je razmjenjivala podatke s vanjskim uređajima, čiji je skup bio vrlo ograničen. Kapacitet RAM-a BESM-2, na primjer, bio je 2048 39-bitnih riječi; kao vanjska memorija korišteni su magnetski bubnjevi i pogoni magnetske trake. Proces komunikacije između osobe i stroja prve generacije bio je vrlo naporan i neučinkovit. U pravilu, sam programer, koji je program napisao u strojnom kodu, unio ga je u memoriju računala pomoću bušenih kartica i zatim ručno kontrolirao njegovo izvršenje. Elektronsko čudovište uključeno Određeno vrijeme dana je na nepodijeljenu uporabu programeru, a učinkovitost rješavanja računalnog problema uvelike je ovisila o razini njegove vještine, sposobnosti brzog pronalaženja i ispravljanja pogrešaka i sposobnosti navigacije konzolom računala. Fokus na ručno upravljanje odredio je nepostojanje bilo kakve mogućnosti programskog međuspremnika.

Računala prve generacije karakterizirala je niska pouzdanost, zahtijevala su sustav hlađenja i bila su značajnih dimenzija. Proces programiranja zahtijevao je značajnu vještinu, dobro poznavanje arhitekture računala i njegovih softverskih mogućnosti. U početku se programiranje koristilo u računalnim kodovima ( strojni kod), tada su se pojavili autokodovi i asembleri koji u određenoj mjeri automatiziraju proces programskih zadataka. Računala prve generacije korištena su za znanstvene i tehničke proračune. Proces programiranja više je nalikovao umjetnosti, kojom se bavio vrlo uzak krug matematičara, elektroničara i fizičara.

Sva računala 1. generacijefunkcioniraobazirane na vakuumskim cijevima, što ih je činilo nepouzdanima - cijevi su se morale često mijenjati. Ta su računala bila golemi, nezgrapni i preskupi strojevi koje su mogle kupiti samo velike korporacije i vlade. Lampe su trošile ogromne količine električne energije i stvarale mnogo topline.

Štoviše, svaki je stroj koristio vlastiti programski jezik. Skup instrukcija bio je malen, sklop aritmetičko-logičkog uređaja i upravljačkog uređaja prilično jednostavan, a softvera praktički nije bilo. Pokazatelji kapaciteta RAM-a i performansi bili su niski. Za ulaz i izlaz korištene su bušene vrpce, bušene kartice, magnetske vrpce i uređaji za ispis, implementirani su uređaji za memoriju s izravnim pristupom na temelju živinih linija kašnjenja katodnih cijevi.

Te su se nepogodnosti počele prevladavati intenzivnim razvojem alata za programiranje automatizacije, stvaranjem servisnih programskih sustava koji pojednostavljuju rad na stroju i povećavaju učinkovitost njegova korištenja. To je pak zahtijevalo značajne promjene u strukturi računala, s ciljem njenog približavanja zahtjevima proizašlim iz iskustva u radu s računalima.

Druga generacija računala

Godine 1949. u SAD-u je stvoren prvi poluvodički uređaj koji je zamijenio vakuumsku cijev. Zvao se tranzistor.U 60-ima tranzistori su postali elementarna baza za Računalo druge generacije. Ići poluvodički elementi poboljšao kvalitetu računala u svim pogledima: postala su kompaktnija, pouzdanija i manje energetski intenzivna. Brzina većine strojeva dosegla je desetke i stotine tisuća operacija u sekundi. Volumen interne memorije povećao se stotinama puta u usporedbi s prvom generacijom računala. Vanjski (magnetski) memorijski uređaji dobili su veliki razvoj: magnetski bubnjevi, pogoni magnetske trake. Zahvaljujući tome, postalo je moguće stvoriti informacijske, referentne i sustave pretraživanja na računalu (to je zbog potrebe za pohranjivanjem velikih količina informacija na magnetske medije dugo vremena).Tijekom druge generacije počeli su se aktivno razvijati programski jezici visoke razine. Prvi od njih bili su FORTRAN, ALGOL, COBOL. Programiranje kao element opismenjavanja postalo je široko rasprostranjeno, uglavnom među ljudima s visokim obrazovanjem.

Druga generacija računala je prijelaz na tranzistorsku elementnu bazu, pojava prvih mini-računala.

Računala druge generacije obično su se sastojala od velika količina tiskane ploče, od kojih je svaka sadržavala od jedne do četirilogička vratailiokidači. Posebno,IBM standardni modularni sustavodredio standard za takve ploče i konektore za njih. U1959. godinetemeljen na tranzistorima, IBM je izdao glavno računaloIBM 7090i auto srednje klaseIBM 1401. Zadnji korištenbušena karticaunos i postao najviše popularno računalo opće namjene tog vremena: u razdoblju 1960.-1964. Proizvedeno je više od 100 tisuća primjeraka ovog automobila. Koristio je memoriju od 4 000 znakova (kasnije povećana na 16 000 znakova). Mnogi aspekti ovog projekta temeljili su se na želji da se zamijene strojevi s bušenim karticama, koji su od tada bili u širokoj uporabi1920-ih godinado samog početka 1970-ih. U1960. godineIBM je izdao tranzistorIBM 1620, izvorno samo bušena traka, ali je ubrzo nadograđen na bušene kartice. Model je postao popularan kao znanstveno računalo, s oko 2000 proizvedenih primjeraka. Stroj je koristio memoriju s magnetskom jezgrom kapaciteta do 60 000 decimalnih znamenki.

Također 1960PROSizdao svoj prvi model -PDP-1, namijenjen za korištenje od strane tehničkog osoblja u laboratorijima i za istraživanja.

U1961Burroughs Corporationpušten na sloboduB5000, prvo dvoprocesorsko računalo savirtualna memorija. Druge jedinstvene značajke bile suarhitektura hrpa,Adresiranje na temelju deskriptora, bez izravnog programiranjaasemblerski jezik.

Računalo druge generacijeIBM 1401, proizveden ranih 1960-ih, zauzeo je oko trećinu globalnog tržišta računala, s više od 10.000 prodanih strojeva.

Upotreba poluvodiča poboljšana je ne samosredišnjeg procesora, ali i perifernih uređaja. Druga generacija uređaja za pohranu podataka omogućila je spremanje desetaka milijuna znakova i brojeva. Pojavila se podjela na kruto fiksne (fiksni ) uređaji za pohranu spojeni na procesor podatkovnom vezom velike brzine i uklonjivi (uklonjivi ) uređaji. Zamjena kasete s diskom u prijenosnom uređaju trajala je samo nekoliko sekundi. Iako je kapacitet prijenosnih medija obično manji, njihova zamjenjivost omogućila je spremanje gotovo neograničene količine podataka.Magnetska trakaobično se koristi za arhiviranje podataka jer pruža više kapaciteta po nižoj cijeni.

U mnogim strojevima druge generacije funkcije komunikacije s perifernim uređajima delegirane su specijaliziranimkoprocesori. Na primjer, dokperiferni procesorobavlja čitanje ili bušenje bušenih kartica, glavni procesor vrši izračune ili grananje prema programu. Jedna podatkovna sabirnica prenosi podatke između memorije i procesora tijekom dohvaćanja instrukcija i ciklusa izvršavanja, a druge podatkovne sabirnice obično služe perifernim uređajima. NaPDP-1Ciklus pristupa memoriji trajao je 5 mikrosekundi; Većina instrukcija zahtijeva 10 mikrosekundi: 5 za dohvaćanje instrukcije i još 5 za dohvaćanje operanda.

"Setun"bilo je prvo računalo temeljenoternarna logika, razvijena u1958. godineVSovjetski Savez. Prva sovjetska serijska poluvodička računala bila su"Proljeće" i "Snijeg", objavljeni s1964 Po1972. godine Vrhunska izvedba računala Snow bila je 300 000 operacija u sekundi. Strojevi su napravljeni na bazi tranzistora sa taktna frekvencija 5 MHz. Proizvedeno je ukupno 39 računala.

Smatra se najboljim domaćim računalom 2. generacijeBESM-6, stvoren god1966

Načelo autonomije je dalje razvijeno – implementirano je već na razini pojedinačnih uređaja, što dolazi do izražaja u njihovoj modularnoj strukturi. I/O uređaji opremljeni su vlastitim kontrolnim jedinicama (koje se nazivaju kontroleri), što je omogućilo oslobađanje središnje upravljačke jedinice od upravljanja I/O operacijama.

Poboljšanje i smanjenje cijene računala dovelo je do smanjenja specifičnog troška računalnog vremena i računalnih resursa u ukupnom trošku automatiziranog rješenja problema obrade podataka, dok su istovremeno troškovi razvoja programa (tj. programiranja) gotovo se nije smanjio, au nekim je slučajevima imao tendenciju povećanja. Dakle, postojala je tendencija prema učinkovito programiranje, koji se počeo implementirati u drugu generaciju računala i razvija se do danas.

Razvoj počinje na temelju biblioteka standardnih programa za integrirane sustave koji imaju svojstvo prenosivosti, tj. funkcioniranje na računalima različitih marki. Programski alati koji se najčešće koriste raspoređeni su u softveru za rješavanje problema određene klase.

Poboljšava se tehnologija za izvršavanje programa na računalu: stvaraju se posebni softverski alati - sistemski softver.

Svrha izrade sistemskog softvera je ubrzati i pojednostaviti prijelaz procesora s jednog zadatka na drugi. Pojavili su se prvi sustavi skupna obrada, koji je jednostavno automatizirao pokretanje jednog programa za drugim i time povećao faktor opterećenja procesora. Sustavi skupne obrade bili su prototip modernih operativnih sustava; postali su prvi sistemski programi, dizajniran za kontrolu računalnog procesa. Tijekom implementacije sustava skupne obrade razvijen je formalizirani jezik za upravljanje poslovima, uz pomoć kojeg je programer obavještavao sustav i operatera koji posao želi obaviti na stroju. Računalo. Zbirka nekoliko zadataka, obično u obliku špila bušenih karata, naziva se paket zadataka. Taj je element još uvijek živ: takozvane MS DOS batch (ili naredbene) datoteke nisu ništa više od paketa zadataka (nastavak u njihovom nazivu bat je skraćenica za englesku riječ batch, što znači paket).

Domaća računala druge generacije uključuju Promin, Minsk, Hrazdan i Mir.

Treća generacija računala

Treća generacija računalastvoren na novoj bazi elemenata- integrirani krugovi: na maloj pločici od poluvodičkog materijala, površine manje od 1 cm 2 ugrađeni su složeni elektronički sklopovi. Nazvani su integrirani krugovi (IC). Prvi IC-ovi sadržavali su desetke, zatim stotine elemenata (tranzistori, otpornici itd.). Kada se stupanj integracije (broj elemenata) približio tisući, počeli su se nazivati ​​veliki integrirani sklopovi - LSI; tada su se pojavili ultraveliki integrirani sklopovi (VLSI). Računala treće generacije počela su se proizvoditi u drugoj polovici 60-ih godina, kada je američka tvrtkaIBMzapočela je proizvodnja strojnih sustavaIBM-360. U Sovjetskom Savezu 70-ih godina započela je proizvodnja strojeva serije ES EVM (Unified Computer System). Prijelaz na treću generaciju povezan je sa značajnim promjenama u arhitekturi računala. Postalo je moguće pokrenuti nekoliko programa istovremeno na jednom stroju. Ovaj način rada naziva se višeprogramski (višeprogramski) način rada. Brzina rada najjačih modela računala dosegla je nekoliko milijuna operacija u sekundi. Na strojevima treće generacije pojavila se nova vrsta vanjskog uređaja za pohranu - magnetski diskovi. Široko se koriste nove vrste ulazno/izlaznih uređaja: zasloni, crtači. U tom su se razdoblju znatno proširila područja primjene računala. Počele su se stvarati baze podataka, prvi sustavi umjetne inteligencije, računalno potpomognuto projektiranje (CAD) i sustavi upravljanja (ACS). U 70-ima je linija malih (mini) računala dobila snažan razvoj.

Elementarna baza računala su mali integrirani krugovi (MIC), koji sadrže stotine ili tisuće tranzistora na jednoj ploči. Radom ovih strojeva upravljalo se s alfanumeričkih terminala. Za kontrolu su korišteni jezici visoke razine i Assembly. Podaci i programi unosili su se kako s terminala tako i s bušenih kartica i bušenih traka. Strojevi su bili namijenjeni široku upotrebu u raznim područjima znanosti i tehnologije (proračuni, upravljanje proizvodnjom, pokretni objekti itd.). Zahvaljujući integriranim krugovima bilo je moguće značajno poboljšati tehničke i operativne karakteristike računala i oštro smanjiti cijene hardvera. Na primjer, strojevi treće generacije, u usporedbi sa strojevima druge generacije, imaju veću količinu RAM-a, povećane performanse, povećanu pouzdanost i smanjenu potrošnju energije, otisak i težinu.

Integrirani krug, čip - “mikroelektronički proizvod koji ima visoku gustoću pakiranja električnih spojenih elemenata i smatra se jedinstvenom strukturnom cjelinom.” (Gorokhov P.K. Objašnjavajući rječnik radioelektronike. Osnovni pojmovi. M.: Ruski jezik, 1993.). Prije izuma integriranog sklopa (1958.) svaka se komponenta elektroničkog sklopa proizvodila zasebno, a zatim su komponente spajane lemljenjem. Pojava integriranih sklopova promijenila je cjelokupnu tehnologiju. Istodobno je pojeftinila elektronička oprema. Mikrokrug je višeslojna zamršenost stotina sklopova, toliko sićušnih da se ne mogu vidjeti golim okom. Ti krugovi također sadrže pasivne komponente - otpornike koji stvaraju otpor električnoj struji i kondenzatore koji mogu pohraniti naboj. Međutim, najviše važne komponente integrirani krugovi su tranzistori - uređaji koji mogu i pojačati napon i uključiti ga i isključiti, "govoreći" binarnim jezikom. Treća generacija povezana je s pojavom računala s elementarnom bazom na integriranim krugovima (IC). U siječnju 1959. D. Kilby stvorio je prvi integrirani krug, koji je bio tanka germanijska ploča duga 1 cm.Da bi demonstrirao mogućnosti integrirane tehnologije, Texas Instruments je napravio putno računalo za američko ratno zrakoplovstvo koje je sadržavalo 587 integriranih krugova i volumen 150 puta manji od sličnog starog računala. Ali Kilbyjev integrirani sklop imao je brojne značajne nedostatke, koji su otklonjeni pojavom planarnih integriranih sklopova R. Noycea iste godine. Od tog trenutka, IP tehnologija je započela svoj trijumfalni marš, osvajajući sve više i više novih dijelova moderna elektronika a prije svega računalne tehnologije.
Prva posebna on-board računala koja koriste IP tehnologiju dizajnirana su i izgrađena prema narudžbama američkog vojnog odjela. Nova tehnologija osigurao veću pouzdanost, proizvodnost i brzinu računalne tehnologije uz znatno smanjenje njezinih dimenzija. Na jedan kvadratni milimetar integriranog kruga pokazalo se da ih je moguće smjestiti tisuće logički elementi. No, nije samo IP tehnologija odredila pojavu nove generacije računala – računala treće generacije u pravilu čine niz modela koji su softverski kompatibilni odozdo prema vrhu i imaju mogućnosti koje se povećavaju od modela do modela. U isto vrijeme, ovu tehnologiju omogućio je implementaciju mnogo složenijih logičkih arhitektura računala i njihove periferne opreme, čime su značajno proširene funkcionalne i računalne mogućnosti računala.

Najvažniji kriterij za razliku između računala druge i treće generacije je značajan razvoj arhitekture računala koja zadovoljava zahtjeve kako problema koji se rješavaju tako i programera koji na njima rade. Razvojem eksperimentalnih računala Stretch iz IBM-a i Atlas sa Sveučilišta u Manchesteru, sličan koncept računalne arhitekture postao je stvarnost; IBM ga je implementirao na komercijalnoj osnovi stvaranjem dobro poznate IBM/360 serije. Operacijski sustavi postaju dio računala, pojavile su se mogućnosti multiprogramiranja; mnoge zadatke upravljanja memorijom, ulazno/izlaznim uređajima i drugim resursima počeli su preuzimati operativni sustavi ili izravno računalni hardver.

Prva takva serija, s kojom se obično računa treća generacija, je poznata serija modela IBM Series/360 (ili skraćeno IBM/360), čija je serijska proizvodnja započela u SAD-u 1964. godine; a do 1970. serija je uključivala 11 modela. Ova serija je imala veliki utjecaj na daljnji razvoj računala opće namjene u svim zemljama kao referenca i standard za mnoga dizajnerska rješenja u području računalne tehnologije. Među ostalim računalima treće generacije mogu se primijetiti modeli kao što su PDP-8, PDP-11, B3500 i niz drugih. U SSSR-u i drugim zemljama CMEA, od 1972. godine, započela je proizvodnja Unificirane serije računala (ES COMPUTER), kopirajući (koliko je to tehnološki moguće) seriju IBM/360. Uz seriju računala ES, u zemljama SEV-a i SSSR-u 1970. godine započela je proizvodnja serije malih računala (SM računala), kompatibilnih s poznatom serijom PDP.

Ako modeli serije IBM/360 nisu u potpunosti koristili IC tehnologiju (također su korištene metode minijaturizacije diskretnih elemenata tranzistora), tada Nova epizoda IBM/370 je već implementiran korištenjem 100% IP tehnologije, zadržao je kontinuitet sa serijom 360, ali su njegovi modeli imali znatno bolje tehnički podaci, razvijeniji sustav zapovijedanja i niz važnih arhitektonskih inovacija.

Softver koji osigurava rad računala u razni modovi operacija. Pojavljuju se razvijeni sustavi za upravljanje bazama podataka (DBMS) i sustavi automatizacije projektantski rad(CAD) za razne namjene, usavršavaju se sustavi automatiziranog upravljanja, sustavi upravljanja procesima i dr. Velika se pažnja posvećuje izradi aplikacijskih programskih paketa (APP) za različite namjene. Novi tek nastaju i razvijaju se. postojeće jezike i sustavi za programiranje čiji broj već doseže oko 3000. Najširu primjenu našla su računala treće generacije kao tehnička osnova za stvaranje velikih i ultravelikih informacijskih sustava. Važnu ulogu u rješavanju ovog problema odigrala je izrada softvera (DBMS) koji osigurava stvaranje i održavanje baza podataka i banaka podataka za različite namjene. Raznolikost računalnih i programskih alata, kao i periferne opreme, na dnevni red stavlja pitanja učinkovitog odabira softvera i računalnih alata za pojedine primjene.

Posebno treba spomenuti razvoj VT treće generacije u SSSR-u. Za razvoj jedinstvene tehničke politike u području računalne tehnologije, 1969. godine, na inicijativu Unije, stvorena je Međuvladina komisija s Koordinacijskim centrom, a potom i Vijeće glavnih dizajnera. Odlučeno je stvoriti analog serije IBM/360 kao osnovu računalne tehnologije u zemljama CMEA. U tu svrhu koncentrirani su napori velikih istraživačkih i dizajnerskih timova, privučeno je više od 20 tisuća znanstvenika i visokokvalificiranih stručnjaka, stvoren je veliki znanstveno-istraživački centar za računalne tehnologije (NICEVT), što je omogućilo uspostavljanje masovne proizvodnje prvi modeli ranih 70-ih ES COMPUTER. Treba odmah napomenuti da su modeli računala ES (osobito prvi) bili daleko od najboljih kopija odgovarajućih originala serije IBM/360.

Kraj 60-ih u SSSR-u karakterizirao je širok izbor nekompatibilne računalne tehnologije, ozbiljno inferiorne u osnovnim pokazateljima u odnosu na najbolje strane modele, što je zahtijevalo razvoj razumnije tehničke politike u ovom strateški važnom pitanju. Uzimajući u obzir vrlo ozbiljno zaostajanje u ovom pitanju za računalno razvijenim zemljama (i, prije svega, za vječnim konkurentom - Sjedinjenim Američkim Državama), donesena je gornja odluka, koja je izgledala vrlo primamljivo - koristiti razvijene i testirane za 5 godina i već dobro dokazane serije IBM-a s ciljem brzog i jeftinog uvođenja u nacionalno gospodarstvo, otvarajući širok pristup vrlo bogatom softveru stvorenom do tada u inozemstvu. Ali sve je to bio samo taktički dobitak, a strategija razvoja domaće računalne tehnologije dobila je snažan nokautirajući udarac.

Četvrta generacija računala

Još jedan revolucionarni događaj u elektronici dogodio se 1971. godine, kada je američka tvrtkaIntelnajavio stvaranje mikroprocesora.Mikroprocesorje ultra veliki integrirani krug sposoban obavljati funkcije glavne jedinice računala – procesora. U početku su se mikroprocesori počeli ugrađivati ​​u razne tehničke uređaje: alatne strojeve, automobile, zrakoplove. Povezivanjem mikroprocesora s ulazno-izlaznim uređajima i vanjskom memorijom dobili smo novu vrstu računala: mikroračunalo. Mikroračunala se klasificiraju kao strojevičetvrta generacija. Značajna razlika između mikroračunala i njihovih prethodnika je njihova mala veličina (veličina kućnog televizora) i relativno niska cijena. Ovo je prvi tip računala koji se pojavio u maloprodaji. Najpopularnija vrsta računala danas jeosobna računala (PC).Prvi PC rođen je 1976. u SAD-u. Od 1980. američka tvrtka postala je trendseterica na tržištu osobnih računala.IBM. Njegovi dizajneri uspjeli su stvoriti arhitekturu koja je zapravo postala međunarodni standard za profesionalna računala. Automobili ove serije zvali su seIBMPC ( OsobnoRačunalo). Pojava i širenje osobnog računala po svom značaju za društveni razvoj usporediva je s pojavom tiskanja knjiga. Napravljen je PC informatička pismenost masovna pojava. S razvojem ove vrste strojeva pojavio se pojam “informacijske tehnologije” bez koje je postalo nemoguće u većini područja ljudske djelatnosti.Druga linija u razvoju računala četvrte generacije je -superračunalo. Strojevi ove klase imaju brzine od stotina milijuna i milijardi operacija u sekundi. Superračunalo je višeprocesorski računalni kompleks.

Elementarna baza računala su veliki integrirani sklopovi (LSI). Najistaknutiji predstavnici četvrte generacije računala su osobna računala (PC). Komunikacija s korisnikom odvijala se putem boja grafički prikaz koristeći jezike visoke razine.

Četvrta generacija je sadašnja generacija računalne opreme razvijena nakon 1970. godine.

Po prvi put korišteni su integrirani krugovi velikih razmjera (LSI), koji su otprilike odgovarali snagom od 1000 IC-ova. To je dovelo do smanjenja troškova proizvodnje računala.

U1980. bilo je moguće smjestiti središnji procesor malog računala na čip s površinom od 1/4 inča (0,635 cm 2 .). LSI su se već koristili u računalima kao što su Illiak, Elbrus i Macintosh. Brzina takvih strojeva je tisuće milijuna operacija u sekundi. Kapacitet RAM-a povećan je na 500 milijuna bitova. U takvim strojevima, nekoliko instrukcija se istovremeno izvršava na nekoliko skupova operanda.

Sa strukturalnog gledišta, strojevi ove generacije su višeprocesorski i višestrojni kompleksi koji rade na zajedničkoj memoriji i zajedničkom polju vanjskih uređaja. Kapacitet RAM-a je oko 1 - 64 MB.

Širenje osobnih računala do kraja 70-ih dovelo je do laganog pada potražnje za velikim računalima i miniračunalima. Ovo je postalo predmet ozbiljne brige za IBM (International Business Machines Corporation), vodeću tvrtku u proizvodnji velikih računala i1979 IBM se odlučio okušati na tržištu osobnih računala, stvarajući prva osobna računala -IBMPC.

Strojevi su trebali dramatično povećati produktivnost rada u znanosti, proizvodnji, menadžmentu, zdravstvu, uslugama i svakodnevnom životu. Visok stupanj integracije pridonio je povećanju gustoće rasporeda elektroničke opreme i povećanju njezine pouzdanosti, što je dovelo do povećanja brzine računala i smanjenja njegove cijene. Sve to ima značajan utjecaj na logičku strukturu (arhitekturu) računala i njegovog softvera. Veza između strukture stroja i njegovog softvera postaje sve bliža, posebice operacijskog sustava (OS) (ili monitora) - skupa programa koji organiziraju kontinuirani rad stroja bez ljudske intervencije.

Usporedne karakteristike generacija računala

Karakteristike

Računalne generacije

III

Godine korištenja

1948 - 1958 (prikaz, stručni).

1959 - 1967 (prikaz, stručni).

1968 - 1973 (prikaz, stručni).

1974. - danas vrijeme.

Baza elemenata

Elektroničke cijevi – diode i triode.

Poluvodički uređaji.

Mali integrirani sklopovi (MIC) koji sadrže stotine ili tisuće tranzistora na jednoj pločici.

Integrirani sklopovi velikih razmjera (LSI).

Dimenzije

Računala su bila smještena u nekoliko velikih metalnih ormara koji su zauzimali cijele prostorije.

Računalo je izrađeno u obliku identičnih regala. Također, računala su bila smještena u nekoliko velikih metalnih ormara, ali uIIgeneracije, njihova veličina i težina su se smanjile.

Računalo je izrađeno u obliku identičnih regala.

Visok stupanj integracije pridonio je povećanju gustoće rasporeda elektroničke opreme i povećanju njezine pouzdanosti, što je dovelo do povećanja brzine računala i smanjenja njegove cijene. Kompaktna računala -osobnih računala.

Broj računala u svijetu

Deseci.

Tisuće.

Deseci tisuća.

Milijuni.

Izvođenje

10 - 20 tisuća operacija u sekundi.

100 - 1000 tisuća operacija u sekundi.

1 - 10 milijuna operacija u sekundi.

10 - 100 milijuna operacija u sekundi.

kapacitet RAM-a

1:2 kbajta.

2 - 32 kbajta.

64 kbajta.

2 - 5 MB.

Tipični modeli

MESM, BESM-2.

BESM-6, Minsk-2.

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

IBM-PC, Apple.

Medij za pohranu

Bušena kartica, bušena traka.

Magnetska traka.

Disk.

Fleksibilni i laserski diskovi.

Zaključak

Razvoj na području računalne tehnologije se nastavlja. Računalo pete generacije Ovo su automobili bliske budućnosti. Njihova glavna kvaliteta trebala bi biti visoka intelektualna razina. Oni će omogućiti glasovni unos, glasovnu komunikaciju, strojni "vid" i strojni "dodir".

Strojevi pete generacije realizirani su umjetnom inteligencijom.

UU skladu s općeprihvaćenom metodologijom procjene razvoja računalne tehnologije, razmatrana je prva generacija , a četvrti - koristeći . U tomeDok su prethodne generacije poboljšane povećanjem broja elemenata po jedinici površine (minijaturizacija), računala pete generacije trebala su biti sljedeći korak, a za postizanje super-performansi komunicirati s neograničenim skupom mikroprocesora.

PC je stolno ili prijenosno računalo koje koristi mikroprocesor kao jedinu središnju procesorsku jedinicu koja obavlja sve logičke i aritmetičke operacije. Ova računala su klasificirana kao računalačetvrta i peta generacija. Uz prijenosna računala u prijenosna mikroračunala spadaju i ručna računala – dlanovnici. Glavne značajke osobnog računala su sabirnička organizacija sustava, visoka standardizacija hardvera i softvera te usmjerenost na široki krug potrošača.

S razvojem poluvodičke tehnologije, osobno računalo, dobivši kompaktne elektroničke komponente, povećalo je svoju sposobnost računanja i pamćenja. A poboljšanje softvera olakšalo je rad s računalima za ljude s vrlo slabim razumijevanjem računalne tehnologije. Glavne komponente: memorijska ploča i dodatna memorija s izravnim pristupom (RAM); glavna ploča s mikroprocesorom ( središnji procesor) i mjesto za RAM; sučelje isprintana matična ploča; sučelje pogonske ploče; diskovni uređaj (s kablom) koji vam omogućuje čitanje i pisanje podataka na magnetskim diskovima; Izmjenjivi magnetski ili diskete za pohranu informacija izvan računala; ploča za unos teksta i podataka.

Trenutno je u tijeku intenzivan razvoj V generacije računala. Razvoj sljedećih generacija računala temelji se na velikim integriranim sklopovima s povećanim stupnjem integracije i primjenom optoelektroničkih principa (laseri, holografija). Postavljaju se potpuno drugačiji zadaci nego tijekom razvoja svih dosadašnjih računala. Ako su programeri računala od 1. do 4. generacije bili suočeni sa zadacima kao što su povećanje produktivnosti u području numeričkih izračuna, postizanje velikog kapaciteta memorije, onda je glavni zadatak programera 5. generacije računala stvaranje umjetne inteligencije stroj (sposobnost izvlačenja logičnih zaključaka iz prezentiranih činjenica), razvoj "intelektualizacije" računala - uklanjanje barijere između čovjeka i računala. Računala će moći percipirati informacije iz rukom pisanog ili tiskanog teksta, iz obrazaca, iz ljudskog glasa, prepoznati korisnika po glasu i prevoditi s jednog jezika na drugi. To će omogućiti svim korisnicima da komuniciraju s računalom, čak i onima koji nemaju posebno znanje iz ovog područja. Računalo će biti pomoćnik čovjeku u svim područjima. .