Αποθήκευση δεδομένων και εντολών στη μνήμη. Συγκριτικά χαρακτηριστικά των γενεών υπολογιστών

Η εποχή των ηλεκτρονικών υπολογιστών ξεκίνησε στη δεκαετία του '40 του 20ού αιώνα και συνδέεται με το έργο τέτοιων θεωρητικών και επαγγελματιών της τεχνολογίας των ηλεκτρονικών υπολογιστών όπως ο Άλαν Τούρινγκ (Μεγάλη Βρετανία), ο Κόνραντ Ζούσε (Γερμανία), ο Κλοντ Σάνον, ο Γιάν Ατανασόφ, ο Χάουαρντ Αϊκέν, (ΗΠΑ) και άλλους επιστήμονες και μηχανικούς.

Το 1943, με εντολή του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ, με την οικονομική και τεχνική υποστήριξη της IBM, δημιουργήθηκε ο πρώτος γενικός ψηφιακός υπολογιστής Mark 1 υπό την ηγεσία του G. Aiken, με μήκος 17 μ. Και ύψος μεγαλύτερο από 2,5 μ. Τα ηλεκτρομηχανικά ρελέ χρησιμοποιήθηκαν ως συσκευές μεταγωγής, τα δεδομένα εισήχθησαν στην διάτρητη ταινία σε σύστημα δεκαδικού αριθμού. Αυτό το μηχάνημα θα μπορούσε να προσθέσει και να αφαιρέσει αριθμούς 23-bit σε 0,3 s, να πολλαπλασιάσει δύο αριθμούς σε 3 s και χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της διαδρομής πτήσης των κελυφών πυροβολικού.

Δύο χρόνια πριν, στη Γερμανία, υπό την ηγεσία του Κ. Zuse, δημιουργήθηκε ένας ηλεκτρομηχανικός υπολογιστής Z-3, βασισμένος σε ένα σύστημα δυαδικών αριθμών. Αυτό το μηχάνημα ήταν σημαντικά μικρότερο από το μηχάνημα Aiken και πολύ φθηνότερο στην κατασκευή του. Χρησιμοποιήθηκε για υπολογισμούς σχετικούς με το σχεδιασμό αεροσκαφών και πυραύλων. Αλλά η περαιτέρω ανάπτυξή της (ιδίως η ιδέα της μετατροπής σε σωλήνες ηλεκτρονίων κενού) δεν έλαβε την υποστήριξη της γερμανικής κυβέρνησης.

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, στο τέλος του 1943, τέθηκε σε λειτουργία ο υπολογιστής Colossus, ο οποίος αντί των ηλεκτρομηχανικών ρελέ περιείχε περίπου 2.000 ηλεκτρονικούς σωλήνες. Ο μαθηματικός Α. Turing με τις ιδέες του για την τυποποίηση της περιγραφής των υπολογιστικών προβλημάτων έλαβε ενεργό ρόλο στην ανάπτυξή του. Αλλά αυτό το μηχάνημα είχε ένα εξαιρετικά εξειδικευμένο χαρακτήρα: είχε σχεδιαστεί για να αποκρυπτογραφεί τους γερμανικούς κώδικες με ταξινόμηση μέσω διαφόρων επιλογών. Η ταχύτητα επεξεργασίας ανήλθε σε 5000 χαρακτήρες ανά δευτερόλεπτο

Ο πρώτος γενικός ψηφιακός ηλεκτρονικός υπολογιστής θεωρείται ο ENIAC (Ηλεκτρονικός Αριθμητικός Ολοκληρωτής και Υπολογιστής), ο οποίος δημιουργήθηκε το 1946 με εντολή του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ υπό την ηγεσία του P. Eckert. Περιέχει πάνω από 17.000 ηλεκτρονικούς σωλήνες και δουλεύει με δεκαδική αριθμητική. Όσον αφορά το μέγεθος (ύψος περίπου 6 μ. Και μήκος 26 μ.), Το μηχάνημα ήταν περισσότερο από το διπλάσιο του Mark-1, αλλά η ταχύτητά του ήταν πολύ μεγαλύτερη - μέχρι 300 πολλαπλασιαστικές λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο. Έγιναν υπολογισμοί σε αυτόν τον υπολογιστή, επιβεβαιώνοντας τη θεμελιώδη δυνατότητα δημιουργίας βόμβας υδρογόνου.

Το επόμενο μοντέλο (1945-1951) των ίδιων προγραμματιστών - ο μηχανισμός EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) είχε μια πιο ευρύχωρη εσωτερική μνήμη, στην οποία ήταν δυνατή η εγγραφή όχι μόνο δεδομένων αλλά και ενός προγράμματος. Το σύστημα κωδικοποίησης ήταν ήδη δυαδικό, πράγμα που μείωσε σημαντικά τον αριθμό των ηλεκτρονικών σωλήνων.

Σε αυτή την εξέλιξη, ένας ταλαντούχος μαθηματικός D. von Neumann έλαβε μέρος ως σύμβουλος. Το 1945 δημοσίευσε την «Προκαταρκτική έκθεση για το μηχάνημα EDVAC», στην οποία περιέγραψε όχι μόνο μια συγκεκριμένη μηχανή, αλλά κατάφερε να σκιαγραφήσει την επίσημη, λογική οργάνωση του υπολογιστή, περιγράφοντας και περιγράφοντας λεπτομερώς τα βασικά συστατικά της αποκαλούμενης αρχιτεκτονικής von Neumann (Εικ. 1).

Το σημείο εκκίνησης στην ιστορία της εγχώριας τεχνολογίας υπολογιστών θεωρείται το 1948, όταν ο Isaac Brook και ο Bashir Rameev, υπάλληλοι του Ινστιτούτου Ενέργειας της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ, έλαβαν πιστοποιητικό πνευματικής ιδιοκτησίας για την εφεύρεση της "Αυτόματης Ψηφιακής Υπολογιστικής Μηχανής". Το 1948, στο Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών της Ακαδημίας Επιστημών της ουκρανικής SSR, υπό την ηγεσία του ακαδημαϊκού Σεργκέι Λεμπέεφ, ξεκίνησε η εργασία σε ένα έργο για τη δημιουργία του MESM - ενός μικρού ηλεκτρονικού υπολογιστή.

Την περίοδο 1948-1952. δημιουργήθηκαν πρωτότυπα, ενιαία αντίγραφα ηλεκτρονικών υπολογιστών, τα οποία, όπως και στις ΗΠΑ, χρησιμοποιήθηκαν τόσο για ιδιαίτερα σημαντικούς υπολογισμούς (συχνά ταξινομημένα) όσο και για αποσφαλμάτωση σχεδιασμού και τεχνολογικών λύσεων.
Το Σχ. 1 - Αρχιτεκτονική της μηχανής "von Neumann"

Περαιτέρω εργασίες στον τομέα της ανάπτυξης ηλεκτρονικών υπολογιστών πραγματοποιήθηκαν σε διάφορες κατευθύνσεις.

Για παράδειγμα projects S.A. Lebedev. Το MESM, το οποίο ανατέθηκε τον Δεκέμβριο του 1951, έγινε ο πρώτος υπολογιστής λειτουργίας στην ΕΣΣΔ. Το 1953 S.A. Ο Lebedev έγινε διευθυντής του Ινστιτούτου Μηχανικής Ακρίβειας και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Μόσχας (ITM και VT) και οδήγησε στην ανάπτυξη μιας σειράς διάσημων BESM (μεγάλων ηλεκτρονικών υπολογιστών): από το BESM-1 έως το BESM-6. Κάθε μηχανή αυτής της σειράς κατά τη στιγμή της δημιουργίας της ήταν η καλύτερη στην κατηγορία των καθολικών υπολογιστών.

Το BESM-1 (1953) είχε 5000 σωλήνες ηλεκτρονίων, εκτελούσε 8 ... 10 χιλιάδες λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο. Χαρακτηριστικό της ήταν η εισαγωγή λειτουργιών σε αριθμούς κυμαινόμενου σημείου με μεγάλη ποικιλία αριθμών. Τρεις τύποι μνήμης τυχαίας προσπέλασης με όγκο λέξεων 1024 39-bit ελέγχθηκαν σε πραγματική λειτουργία στο BESM-1:

1. σε ηλεκτροακουστικούς σωλήνες υδραργύρου (γραμμές καθυστέρησης) · Αυτός ο τύπος μνήμης χρησιμοποιήθηκε σε EDSAC και EDVAC.
2. σε σωλήνες καθοδικών ακτίνων (ποτενσιοσκόπια).
3. σε μαγνητικούς πυρήνες φερρίτη.

Η εξωτερική μνήμη πραγματοποιήθηκε σε μαγνητικά τύμπανα και μαγνητικές ταινίες.

Ένα ιδιαίτερο μέρος στην ιστορία της ανάπτυξης της οικιακής τεχνολογίας υπολογιστών καταλαμβάνεται από το BESM-6, το οποίο έχει παραχθεί μαζικά από το 1967 για 17 χρόνια. Στην αρχιτεκτονική της εφαρμόστηκε η αρχή της παραλληλισμού των υπολογιστικών διαδικασιών και η παραγωγικότητά της - 1 εκατομμύριο πράξεις ανά δευτερόλεπτο - ήταν ρεκόρ για τα μέσα της δεκαετίας του '60. Τα πρώτα ολοκληρωμένα λειτουργικά συστήματα, ισχυροί μεταφραστές, η πιο πολύτιμη βιβλιοθήκη τυπικών ρουτίνων που εφαρμόζουν αριθμητικές μεθόδους για την επίλυση διαφόρων προβλημάτων, όλη την εγχώρια παραγωγή, εμφανίστηκαν στο BESM-6.

Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '60, στη χώρα μας παρήχθησαν περίπου 20 τύποι υπολογιστών γενικής χρήσης - η σειρά BESM (Μόσχα, S.A. Lebedev), τα Ουράλια (Penza, B.I Rameev), ο Δνείπερος, ο Κόσμος (Κίεβο, V.M. Glushkov), Μινσκ (Μινσκ, Β. Przhiyalkovsky) και άλλα, καθώς και εξειδικευμένα οχήματα κυρίως για το τμήμα άμυνας. Παρεμπιπτόντως, σε αντίθεση με τη Δύση, όπου οι "μηχανές προόδου" στον τομέα της τεχνολογίας των υπολογιστών δεν ήταν μόνο οι στρατιωτικοί, αλλά και εκπρόσωποι του επιχειρηματικού κόσμου, στην ΕΣΣΔ ήταν μόνο στρατιωτικοί. Αλλά σταδιακά, επιστήμονες, στελέχη επιχειρήσεων και αξιωματούχοι άρχισαν να αντιλαμβάνονται το ρόλο των υπολογιστών στην οικονομία της χώρας και την επείγουσα ανάγκη να αναπτυχθούν μηχανές νέας γενιάς.

Το ερώτημα προέκυψε από τη μετάβαση στον κλάδο των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Τον Δεκέμβριο του 1969, σε κυβερνητικό επίπεδο, αποφασίστηκε η επιλογή της σειράς μηχανών IBM S / 360 ως βιομηχανικού προτύπου για οικιακούς υπολογιστές μιας ενιαίας σειράς (υπολογιστές EC). Το πρώτο αυτοκίνητο αυτής της σειράς - το EU-1020 κυκλοφόρησε το 1971.
Η παραγωγή ηλεκτρονικών υπολογιστών της ΕΕ δημιουργήθηκε από κοινού με άλλες σοσιαλιστικές χώρες στο πλαίσιο του Συμβουλίου Συνεργασίας για την Αμοιβαία Οικονομική Βοήθεια (CMEA). Πολλοί επιστήμονες αντιτάχθηκαν στην αντιγραφή συστημάτων της IBM, αλλά δεν μπορούσαν να προσφέρουν κάτι σε αντάλλαγμα ως ενιαίο πρότυπο.
Φυσικά, η ιδανική επιλογή θα ήταν να εφαρμοστούν οι αρχιτεκτονικές αρχές της IBM σε συνεργασία με την ίδια την εταιρεία και όχι την οικογένεια πριν από σχεδόν πέντε χρόνια, αλλά τα πιο σύγχρονα μοντέλα και σε συνδυασμό με την ολοκληρωμένη υποστήριξη για τις δικές τους εξελίξεις. Αλλά το κράτος δεν είχε αρκετά κεφάλαια για τα πάντα και πήγε για μια απλούστερη επιλογή. Έτσι άρχισε η πτώση της εγχώριας βιομηχανίας υπολογιστών.
Σημειώστε ότι η υστέρηση από τη Δύση δεν οφειλόταν στην απόφαση να αντιγραφούν οι μηχανές της IBM. Η τεχνολογική βάση για την παραγωγή των στοιχείων στα οποία κατασκευάστηκαν οι υπολογιστές άρχισε να υστερεί στον κόσμο με απειλητική ταχύτητα. Όσο περισσότερο απαιτείται η επένδυση στην ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής, τόσο πιο δύσκολο ήταν να διατηρηθεί το απαιτούμενο επίπεδο. Η υστέρηση στη βάση των στοιχείων, η βραδύτητα μιας κεντρικής οικονομίας, η έλλειψη ανταγωνισμού, η εξάρτηση προγραμματιστών και κατασκευαστών από τους αξιωματούχους του Gosplan δεν επέτρεψαν να επαναληφθεί η επανάσταση των υπολογιστών που συνέβησαν κατά τα χρόνια της δημιουργίας της ΕΕ στη Δύση.

Αν πάρουμε τη βασική του βάση ως κύριο χαρακτηριστικό ενός υπολογιστή, τότε διακρίνονται τέσσερις γενιές στην ιστορία της ανάπτυξής τους (πίνακας).
Πίνακας - Τα κύρια χαρακτηριστικά των υπολογιστών διαφόρων γενεών

Δημιουργία	1	2	3	4
Περίοδος, χρόνια	1946 -1960	1955-1970	1965-1980	1980-σήμερα vr.
Στοιχειακή βάση	Ηλεκτρονικοί λαμπτήρες κενού	Δίοδοι ημιαγωγών και τρανζίστορ	Ολοκληρωμένα κυκλώματα	Πολύ μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα
Αρχιτεκτονική	Von Neumann αρχιτεκτονική	Λειτουργία πολλαπλών προγραμμάτων	Τοπικά δίκτυα υπολογιστών, συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών για συλλογική χρήση	Συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών, προσωπικοί υπολογιστές, δίκτυα ευρείας περιοχής
Απόδοση	10 - 20 χιλιάδες op / s	100-500 χιλιάδες op / s	Περίπου 1 εκατομμύριο op / s	Δεκάδες και εκατοντάδες εκατομμύρια op / s
Λογισμικό	Γλώσσες μηχανής	Λειτουργικά Συστήματα, Αλγοριθμικές Γλώσσες	Λειτουργικά συστήματα, διαδραστικά συστήματα, συστήματα γραφικών ηλεκτρονικών υπολογιστών	Πακέτα εφαρμογών, βάσεις δεδομένων και γνώση, προγράμματα περιήγησης
Εξωτερικές συσκευές	Συσκευές εισόδου με διάτρητη ταινία και κάρτες διάτρησης,	ATsPU, teletypes, NML, NMB	Βίντεο τερματικά, σκληρός δίσκος	Σκληρό δίσκο, μόντεμ, σαρωτές, εκτυπωτές λέιζερ
Εφαρμογή	Καθήκοντα Εκκαθάρισης	Μηχανική, επιστημονικά, οικονομικά προβλήματα	ACS, CAD, επιστημονικά και τεχνικά καθήκοντα	Καθήκοντα διαχείρισης, επικοινωνίας, δημιουργία σταθμού εργασίας, επεξεργασία κειμένου, πολυμέσα
Παραδείγματα	ENIAC, UNIVAC (ΗΠΑ) · BESM-1,2, Μ-1, Μ-20 (USSR)	IBM 701/709 (ΗΠΑ) BESM-4, Μ-220, Μινσκ, BESM-6 (ΕΣΣΔ)	IBM 360/370, PDP-11/20, Cray-1 (ΗΠΑ); EU 1050, 1066, Elbrus 1.2 (USSR)	Cray T3 E, SGI (ΗΠΑ), Υπολογιστές, διακομιστές, σταθμούς εργασίας διαφόρων κατασκευαστών

Τι θα ονομάσουμε υπολογιστές πέμπτης γενιάς;
Επί του παρόντος αναπτύσσονται διάφορες θεμελιωδώς διαφορετικές περιοχές:

1. ένας οπτικός υπολογιστής στον οποίο όλα τα εξαρτήματα θα αντικατασταθούν από τα οπτικά τους αντίστοιχα (οπτικοί αναμεταδότες, γραμμές επικοινωνίας με οπτικές ίνες, μνήμη βασισμένη στις αρχές της ολογραφίας,
2. μοριακού υπολογιστή, η αρχή του οποίου θα βασίζεται στην ικανότητα ορισμένων μορίων να βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις.
3. ένας κβαντικός υπολογιστής που αποτελείται από υποατομικά μεγέθη και λειτουργεί με βάση τις αρχές της κβαντικής μηχανικής.

  Η θεμελιώδης δυνατότητα δημιουργίας τέτοιων υπολογιστών επιβεβαιώνεται τόσο από τη θεωρητική εργασία όσο και από τα υπάρχοντα στοιχεία των κυκλωμάτων μνήμης και λογικής.

Επιλογές σύγκρισης	Γενιές υπολογιστών
				το τέταρτο
Χρονική περίοδος
Στοιχειακή βάση (για UU, ALU)	Ηλεκτρονικοί (ή ηλεκτρικοί) λαμπτήρες	Ημιαγωγοί (Τρανζίστορ)	Ολοκληρωμένα κυκλώματα	Μεγάλα Ολοκληρωμένα Κυκλώματα (LSI)
Ο κύριος τύπος υπολογιστή			Μικρό (μίνι)
Βασικές συσκευές εισόδου	Τηλεχειριστήριο, κάρτα διάτρησης, είσοδος διάτρητης κάρτας		Αλφαριθμητική οθόνη, πληκτρολόγιο	Έγχρωμη γραφική απεικόνιση, σαρωτής, πληκτρολόγιο
Βασικές συσκευές εξόδου	Αλφαριθμητική συσκευή εκτύπωσης (ATsPU), έξοδος διάτρητης ταινίας		Plotter, εκτυπωτής
Εξωτερική μνήμη	Μαγνητικές ταινίες, τύμπανα, διάτρητες ταινίες, διάτρητες κάρτες		Διατρητικές ταινίες, μαγνητικό δίσκο	Μαγνητικοί και οπτικοί δίσκοι
Βασικές λύσεις λογισμικού	Γλώσσες γενικής προγραμματισμού, μεταφραστές	Βελτιστοποιημένα με μεταφραστή λειτουργικά συστήματα παρτίδας	Διαδραστικά λειτουργικά συστήματα, δομημένες γλώσσες προγραμματισμού	Λογισμικό φιλικό, λειτουργικά συστήματα δικτύου
Λειτουργία λειτουργίας υπολογιστή	Ενιαίο πρόγραμμα	Παρτίδα	Χρονική κατανομή	Προσωπική εργασία και επεξεργασία δεδομένων δικτύου
Σκοπός της χρήσης υπολογιστών	Επιστημονικοί και τεχνικοί υπολογισμοί	Τεχνικοί και οικονομικοί υπολογισμοί	Διαχείριση και οικονομικοί υπολογισμοί	Τηλεπικοινωνίες, υπηρεσίες πληροφόρησης

Πίνακας - Τα κύρια χαρακτηριστικά των υπολογιστών διαφόρων γενεών

Δημιουργία
Περίοδος, χρόνια				1980-σήμερα vr.
Στοιχειακή βάση	Ηλεκτρονικοί λαμπτήρες κενού	Δίοδοι ημιαγωγών και τρανζίστορ	Ολοκληρωμένα κυκλώματα	Πολύ μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα
Αρχιτεκτονική	Von Neumann αρχιτεκτονική	Λειτουργία πολλαπλών προγραμμάτων	Τοπικά δίκτυα υπολογιστών, συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών για συλλογική χρήση	Συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών, προσωπικοί υπολογιστές, δίκτυα ευρείας περιοχής
Απόδοση	10 - 20 χιλιάδες op / s	100-500 χιλιάδες op / s	Περίπου 1 εκατομμύριο op / s	Δεκάδες και εκατοντάδες εκατομμύρια op / s
Λογισμικό	Γλώσσες μηχανής	Λειτουργικά Συστήματα, Αλγοριθμικές Γλώσσες	Λειτουργικά συστήματα, διαδραστικά συστήματα, συστήματα γραφικών ηλεκτρονικών υπολογιστών	Πακέτα εφαρμογών, βάσεις δεδομένων και γνώση, προγράμματα περιήγησης
Εξωτερικές συσκευές	Συσκευές εισόδου με διάτρητη ταινία και κάρτες διάτρησης,	ATsPU, teletypes, NML, NMB	Βίντεο τερματικά, σκληρός δίσκος	Σκληρό δίσκο, μόντεμ, σαρωτές, εκτυπωτές λέιζερ
Εφαρμογή	Καθήκοντα Εκκαθάρισης	Μηχανική, επιστημονικά, οικονομικά προβλήματα	ACS, CAD, επιστημονικά και τεχνικά καθήκοντα	Καθήκοντα διαχείρισης, επικοινωνίας, δημιουργία σταθμού εργασίας, επεξεργασία κειμένου, πολυμέσα
Παραδείγματα	ENIAC, UNIVAC (ΗΠΑ) ·   BESM-1,2, Μ-1, Μ-20 (USSR)	IBM 701/709 (ΗΠΑ)   BESM-4, Μ-220, Μινσκ, BESM-6 (ΕΣΣΔ)	IBM 360/370, PDP-11/20, Cray-1 (ΗΠΑ);   EU 1050, 1066,   Elbrus 1.2 (USSR)	Cray Τ3 Ε, SGI (ΗΠΑ),   Υπολογιστές, διακομιστές, σταθμούς εργασίας διαφόρων κατασκευαστών

Κατά τη διάρκεια των 50 χρόνων, εμφανίστηκαν αρκετές γενιές υπολογιστών, αντικαθιστώντας ο ένας τον άλλον. Η ταχεία ανάπτυξη της VT σε ολόκληρο τον κόσμο εξαρτάται μόνο από προηγμένες στοιχειώδεις βάσεις και αρχιτεκτονικές λύσεις.
  Δεδομένου ότι ο υπολογιστής είναι ένα σύστημα που αποτελείται από υλικό και λογισμικό, είναι φυσικό να κατανοήσουμε μια γενιά ως μοντέλο υπολογιστή που χαρακτηρίζεται από τις ίδιες τεχνολογικές και λογισμικού λύσεις (στοιχειακή βάση, λογική αρχιτεκτονική, λογισμικό). Εν τω μεταξύ, σε πολλές περιπτώσεις, αποδεικνύεται πολύ δύσκολο να ταξινομηθούν τα VTs από γενιά, επειδή η γραμμή μεταξύ τους από γενιά σε γενιά είναι όλο και πιο θολή.
  Πρώτη γενιά.
  Στοιχειακή βάση - ηλεκτρονικοί λαμπτήρες και ηλεκτρονόμοι. η μνήμη τυχαίας προσπέλασης εκτελέστηκε σε ενεργοποιητές, αργότερα σε πυρήνες φερρίτη. Αξιοπιστία - χαμηλή, απαιτήθηκε σύστημα ψύξης. Οι υπολογιστές είχαν σημαντικές διαστάσεις. Απόδοση - 5 - 30 χιλιάδες αριθμητική op / s? Ο προγραμματισμός είναι σε κώδικες υπολογιστών (κώδικας μηχανής), αργότερα εμφανίστηκαν αυτοκτοί και συναρμολογητές. Ο προγραμματισμός περιελάμβανε ένα στενό κύκλο μαθηματικών, φυσικών, ηλεκτρονικών μηχανικών. Οι υπολογιστές πρώτης γενιάς χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για επιστημονικούς και τεχνικούς υπολογισμούς.

Δεύτερη γενιά.
Βάση στοιχείων ημιαγωγών. Η αξιοπιστία και η παραγωγικότητα αυξάνονται σημαντικά, οι διαστάσεις και η κατανάλωση ενέργειας μειώνονται. Ανάπτυξη εργαλείων εισόδου / εξόδου, εξωτερικής μνήμης. Ορισμένες προοδευτικές αρχιτεκτονικές λύσεις και περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας προγραμματισμού - λειτουργία κατανομής χρόνου και πολυπρογραμματισμός (συνδυάζοντας την εργασία του κεντρικού επεξεργαστή για επεξεργασία δεδομένων και καναλιών εισόδου / εξόδου, καθώς και παραλληλισμό των λειτουργιών της ανάκτησης εντολών και δεδομένων από τη μνήμη)
  Στο πλαίσιο της δεύτερης γενιάς, η διαφοροποίηση των υπολογιστών σε μικρές, μεσαίες και μεγάλες ξεκάθαρα άρχισε να εκδηλώνεται. Το εύρος των εφαρμογών πληροφορικής έχει επεκταθεί σημαντικά για την επίλυση προβλημάτων - προγραμματισμένων - οικονομικών, ελέγχου διαδικασιών κλπ.
  Αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου (ACS) δημιουργούνται για τις επιχειρήσεις, ολόκληρες βιομηχανίες και τεχνολογικές διεργασίες (ACS). Το τέλος της δεκαετίας του '50 χαρακτηρίστηκε από την εμφάνιση σειράς προβληματικών γλωσσών προγραμματισμού υψηλού επιπέδου: FORTRAN, ALGOL-60 κλπ. Η ανάπτυξη λογισμικού αποκτήθηκε στη δημιουργία βιβλιοθηκών πρότυπων προγραμμάτων σε διάφορες γλώσσες προγραμματισμού και για διάφορους σκοπούς, οθόνες και ελεγκτές για τρόπους ελέγχου την εργασία με υπολογιστές, τον προγραμματισμό των πόρων της, η οποία καθόριζε τις έννοιες των λειτουργικών συστημάτων επόμενης γενιάς.

Τρίτη γενιά.
  Βάση στοιχείων σε ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC). Εμφανίζεται μια σειρά μοντέλων υπολογιστών που είναι συμβατά από κάτω προς τα πάνω και έχουν δυνατότητες που αναπτύσσονται από μοντέλο σε μοντέλο. Η λογική αρχιτεκτονική των υπολογιστών και του περιφερειακού τους εξοπλισμού έγινε πιο περίπλοκη, γεγονός που επέκτεινε σημαντικά τις λειτουργικές και υπολογιστικές δυνατότητες. Μέρος του υπολογιστή είναι λειτουργικά συστήματα (OS). Πολλές εργασίες διαχείρισης μνήμης, συσκευών εισόδου / εξόδου και άλλων πόρων άρχισαν να λαμβάνονται από το λειτουργικό σύστημα ή απευθείας από το υλικό του υπολογιστή. Το λογισμικό γίνεται ισχυρό: τα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων (DBMS), τα συστήματα αυτοματοποίησης έργων σχεδιασμού (CAD) για διάφορους σκοπούς εμφανίζονται και βελτιώνονται τα αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου και τα συστήματα ελέγχου της διαδικασίας. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στη δημιουργία πακέτων εφαρμογών (PPP) για διάφορους σκοπούς.
  Γλώσσες και συστήματα προγραμματισμού αναπτύσσονται. Παραδείγματα: - Σειρά μοντέλων IBM / 360, ΗΠΑ, σειριακή παραγωγή - από το 1964? -ES υπολογιστές, την ΕΣΣΔ και τις χώρες ΚΟΜΕ από το 1972.
  Τέταρτη γενιά.
Μεγάλα (LSI) και υπερ-μεγάλα (VLSI) ολοκληρωμένα κυκλώματα γίνονται η στοιχειακή βάση. Οι υπολογιστές έχουν ήδη σχεδιαστεί για την αποδοτική χρήση του λογισμικού (για παράδειγμα, υπολογιστές που μοιάζουν με UNIX, βυθισμένοι καλύτερα σε περιβάλλον λογισμικού UNIX, μηχανές Prolog που είναι προσανατολισμένες στις εργασίες τεχνητής νοημοσύνης). σύγχρονη Java. Η τηλεπικοινωνιακή επεξεργασία των πληροφοριών αποκτά ισχυρή ανάπτυξη βελτιώνοντας την ποιότητα των επικοινωνιακών καναλιών χρησιμοποιώντας δορυφορικές επικοινωνίες. Δημιουργούνται εθνικά και διακρατικά δίκτυα πληροφόρησης και πληροφορικής που μας επιτρέπουν να μιλάμε για την αρχή της μηχανοργάνωσης της ανθρώπινης κοινωνίας στο σύνολό της.
  Η περαιτέρω πνευματοποίηση της VT καθορίζεται από τη δημιουργία πιο διεπαφών διεπαφών ανθρώπου-υπολογιστή, βάσεων γνώσεων, εξειδικευμένων συστημάτων, συστημάτων παράλληλου προγραμματισμού κλπ.
  Η στοιχειώδης βάση επέτρεψε να επιτευχθεί μεγάλη επιτυχία στη μικρογραφία και να αυξηθεί η αξιοπιστία και η παραγωγικότητα των υπολογιστών. Εμφανίστηκαν μικρο- και μίνι υπολογιστές, ξεπερνώντας τις δυνατότητες των μεσαίων και μεγάλων υπολογιστών της προηγούμενης γενιάς με πολύ χαμηλότερο κόστος. Η τεχνολογία παραγωγής των επεξεργαστών με βάση το VLSI επιτάχυνε τον ρυθμό της παραγωγής υπολογιστών και επέτρεψε την εισαγωγή υπολογιστών στο ευρύ κοινό. Με την εμφάνιση ενός καθολικού επεξεργαστή σε ένα τσιπ (μικροεπεξεργαστής Intel-4004.1971), άρχισε η εποχή των υπολογιστών.
Ο πρώτος υπολογιστής μπορεί να θεωρηθεί Altair-8800, που δημιουργήθηκε με βάση το Intel-8080, το 1974. Ε. Ρόμπερτς. Ο P. Allen και ο W. Gates δημιούργησαν έναν μεταφραστή από τη δημοφιλή βασική γλώσσα, αυξάνοντας σημαντικά τη νοημοσύνη του πρώτου υπολογιστή (στη συνέχεια ίδρυσε τη διάσημη εταιρεία Microsoft Inc). Το πρόσωπο της 4ης γενιάς καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη δημιουργία υπερυπολογιστών που χαρακτηρίζονται από υψηλή απόδοση (μέση ταχύτητα 50 - 130 megaflops, 1 megaflops \u003d 1 εκατομμύριο πράξεις ανά δευτερόλεπτο με κυμαινόμενο σημείο) και μη συμβατική αρχιτεκτονική (η αρχή παραλληλισμού που βασίζεται στην επεξεργασία αγωγών των εντολών) . Οι υπερ-υπολογιστές χρησιμοποιούνται για την επίλυση προβλημάτων της μαθηματικής φυσικής, της κοσμολογίας και της αστρονομίας, της μοντελοποίησης σύνθετων συστημάτων κλπ. Δεδομένου ότι οι ισχυροί υπολογιστές παίζουν και θα διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο μεταγωγής στα δίκτυα, τα προβλήματα δικτύου συζητούνται συχνά μαζί με ερωτήσεις για τους υπερ-υπολογιστές. - Ο υπολογιστής μπορεί να ονομάζεται μηχανές σειράς Elbrus, υπολογιστικά συστήματα ps-2000 και PS-3000 που περιέχουν μέχρι 64 επεξεργαστές ελεγχόμενους από μια κοινή ροή εντολών, ταχύτητα σε μια σειρά εργασιών που φθάνουν περίπου 200 megaflops. Ταυτόχρονα, δεδομένης της πολυπλοκότητας της ανάπτυξης και της υλοποίησης σύγχρονων έργων υπερ-ηλεκτρονικών υπολογιστών που απαιτούν εντατική βασική έρευνα στον τομέα της πληροφορικής, της ηλεκτρονικής τεχνολογίας, της υψηλής καλλιέργειας παραγωγής και των σοβαρών οικονομικών δαπανών, φαίνεται πολύ απίθανο να δημιουργηθούν στο εγγύς μέλλον οικιακοί υπερ-υπολογιστές, όχι κατώτερα από τα καλύτερα ξένα μοντέλα.
  Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τη μετάβαση στην τεχνολογία IC της παραγωγής υπολογιστών, η καθοριστική έμφαση των γενεών μετατοπίζεται ολοένα και περισσότερο από τη στοιχειακή βάση σε άλλους δείκτες: λογική αρχιτεκτονική, λογισμικό, διεπαφή χρήστη, περιοχές εφαρμογής κλπ.
  Πέμπτη γενιά.
  Γεννιέται στα έγκατα της τέταρτης γενιάς και καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τα αποτελέσματα του έργου της Ιαπωνικής Επιτροπής για την Επιστήμη των Υπολογιστών, που δημοσιεύθηκε το 1981. Σύμφωνα με αυτό το έργο, οι υπολογιστές και τα συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών πέμπτης γενιάς, εκτός από την υψηλή απόδοση και αξιοπιστία με χαμηλότερο κόστος, τα οποία παρέχουν πλήρως το VLSI και άλλες τελευταίες τεχνολογίες, πρέπει να ικανοποιούν τις ακόλουθες ποιοτικά νέες λειτουργικές απαιτήσεις:

· Να εξασφαλιστεί η ευκολία χρήσης των υπολογιστών με την εφαρμογή συστημάτων φωνητικών εισόδων / εξόδων. διαλόγου επεξεργασίας πληροφοριών με φυσικές γλώσσες · ευκαιρίες μάθησης, συσχετιστικές κατασκευές και λογικά συμπεράσματα.

· Απλοποίηση της διαδικασίας δημιουργίας λογισμικού με αυτοματοποίηση της σύνθεσης προγραμμάτων σύμφωνα με τις προδιαγραφές των αρχικών απαιτήσεων σε φυσικές γλώσσες

· Βελτίωση των βασικών χαρακτηριστικών και των επιχειρησιακών ιδιοτήτων του VT για την κάλυψη διαφόρων κοινωνικών καθηκόντων, τη βελτίωση του λόγου κόστους και αποτελεσμάτων, ταχύτητας, ευκολίας, συμπαγούς υπολογιστών. εξασφαλίζουν την ποικιλομορφία τους, την υψηλή προσαρμοστικότητα στις εφαρμογές και την αξιοπιστία τους.

Δεδομένης της πολυπλοκότητας της υλοποίησης των καθηκόντων που έχουν τεθεί για την πέμπτη γενιά, είναι πολύ πιθανό να ξεπεραστούν σε πιο ορατά και καλύτερα αισθητά στάδια, το πρώτο από τα οποία εφαρμόζεται σε μεγάλο βαθμό στο πλαίσιο της σημερινής τέταρτης γενιάς.

Διάλεξη αριθ. 4.1. Γενιές υπολογιστών.

Η πρώτη γενιά υπολογιστών.

Η δεύτερη γενιά υπολογιστών.

Η τρίτη γενιά υπολογιστών.

Η τέταρτη γενιά υπολογιστών.

Η πέμπτη γενιά υπολογιστών.

Super υπολογιστή.

Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο.

Η πρώτη γενιά υπολογιστών. 1948-1958.

Χωρίς να εξετάσουμε τη στοιχειώδη βάση των υπολογιστών, θα ήταν δυνατόν να πούμε ότι ο πρώτος υπολογιστής αναπτύχθηκε από τον Alan Turing "Kolos" που αναπτύχθηκε το 1943. Αυτό το μηχάνημα σχεδιάστηκε για να αποκρυπτογραφεί γερμανικά μυστικά μηνύματα από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο. Αυτή ήταν μία από τις πρώτες προσπάθειες δημιουργίας μιας καθολικής προγραμματιζόμενης μηχανής.

Η βασική συνιστώσα των υπολογιστών πρώτης γενιάς είναι οι ηλεκτρονικοί λαμπτήρες. Στόχος τους ήταν να επιλύσουν επιστημονικά και τεχνικά προβλήματα. Αυτά τα μηχανήματα ανήκαν σε στρατιωτικά τμήματα και κρατικούς θεσμούς. Το κόστος τους ήταν τόσο μεγάλο που ακόμη και μεγάλες εταιρείες δεν μπορούσαν να τις αποκτήσουν. Αυτά τα μηχανήματα ήταν τεράστια και ζυγούσαν περίπου 5 - 30 τόνους, καλύπτοντας μια έκταση αρκετών εκατοντάδων τετραγωνικών μέτρων.

Η υπολογιστική ισχύς ήταν μόνο μερικές χιλιάδες λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο. Για παράδειγμα, λειτουργίες όπως η προσθήκη, η αφαίρεση χρειάστηκαν μερικά δευτερόλεπτα. Ο διαχωρισμός και ο πολλαπλασιασμός χρειάστηκαν μερικές δεκάδες δευτερόλεπτα. Και χρειάστηκε περισσότερο από ένα λεπτό για τον υπολογισμό του λογαρίθμου ή της τριγωνομετρικής λειτουργίας. Αν συγκρίνετε με τους υπολογιστές της εποχής μας, τότε χρειάστηκε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο!

Η στοιχειώδης βάση των ηλεκτρονικών υπολογιστών αυτής της γενιάς ήταν: ηλεκτρομηχανικά ρελέ, τα οποία έσπασαν γρήγορα και δημιούργησαν ισχυρό θόρυβο, όπως σε εργαστήριο παραγωγής, λαμπτήρες ηλεκτρονίων κενού των οποίων η διάρκεια ζωής δεν ξεπερνούσε αρκετούς μήνες. Υπήρχαν δεκάδες χιλιάδες από αυτούς στο αυτοκίνητο. Έτσι, κάθε μέρα, κάτι έσπασε.

Οι υπολογιστές πρώτης γενιάς ήταν πλήρως προγραμματιζόμενες. Τι τους διέκρινε από τους αριθμητήρες και τους αριθμομηχανές. Αλλά ο προγραμματισμός σε τέτοιους υπολογιστές ήταν αρκετά δύσκολος. Επειδή δεν υπήρχαν γλώσσες υψηλού επιπέδου και δεν υπήρχαν γλώσσες χαμηλού επιπέδου (assembler). Όλες οι οδηγίες στον υπολογιστή δίνονται στον κώδικα μηχανής.

Εκπρόσωπος της πρώτης γενιάς υπολογιστών.

Δεύτερον  γενιάςΥπολογιστής. 1959 – 1967.

Οι ημιαγωγοί έγιναν η βασική βάση της δεύτερης γενιάς. Τα τρανζίστορ έχουν αντικαταστήσει μη αξιόπιστους ηλεκτρονικούς σωλήνες κενού. Τα τρανζίστορ μειώνουν σημαντικά το μέγεθος και το κόστος των υπολογιστών. Και δεν είναι περίεργο. Ένα τρανζίστορ είναι σε θέση να αντικαταστήσει αρκετές δεκάδες ηλεκτρονικών σωλήνων. Ταυτόχρονα, η κατανάλωση θερμότητας μειώθηκε σημαντικά και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας επίσης, και η ταχύτητα της εργασίας αυξήθηκε. Αν συγκρίνουμε τα αυτοκίνητα της πρώτης και της δεύτερης γενιάς, τότε με ένα παράδειγμα έμοιαζε έτσι:

Ο Mark-1 είναι ένας υπολογιστής πρώτης γενιάς που καταλαμβάνει μια τεράστια αίθουσα. Το ύψος του είναι 2,5 μ. Και μήκος 17 μ. Και ταυτόχρονα κοστίζει 500 χιλιάδες δολάρια.

PDP-8 - υπολογιστές δεύτερης γενιάς. Το μέγεθος ενός ψυγείου, και την ίδια στιγμή κοστίζει μόνο 20 χιλιάδες δολάρια.

Με την έλευση των υπολογιστών δεύτερης γενιάς, το εύρος τους έχει επεκταθεί. Από κρατικά και στρατιωτικά ιδρύματα, άρχισαν να εμφανίζονται σε ιδιωτικούς οργανισμούς και ιδρύματα. Κυρίως μειώνοντας το κόστος των μηχανών και την ανάπτυξη λογισμικού. Ξεκινήσαμε να δημιουργούμε ειδικό λογισμικό συστήματος. Παρουσιάστηκαν συστήματα επεξεργασίας πληροφοριών παρτίδας. Προηγούμενοι λειτουργικών συστημάτων. Που προορίζονταν να ελέγχουν τη διαδικασία υπολογισμού.

Εκπρόσωπος του δεύτερου υπολογιστή.

Υπολογιστής τρίτης γενιάς. 1968 - 1973.

Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν γίνει η βασική βάση των υπολογιστών τρίτης γενιάς. Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι ένα κύκλωμα που κατασκευάζεται σε ένα ημιαγωγό και τοποθετείται σε ένα περίβλημα. Μερικές φορές ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ονομάζεται μικροκύκλωμα ή τσιπ.

Τα πρώτα μικροκυκλώματα εμφανίστηκαν το 1958. Δύο μηχανικοί τους εφευρέθηκαν σχεδόν ταυτόχρονα, χωρίς να γνωρίζουν ο ένας τον άλλον. Αυτός είναι ο Jack Kilby και ο Robert Noyce.

Όλα τα στοιχεία της προηγούμενης γενιάς παράγονται στο ίδιο υπόστρωμα και στην ίδια κατοικία IP. Χρησιμοποιώντας τα ίδια βήματα διαδικασίας. Η επιφάνεια εργασίας του τσιπ είναι η επιφάνεια μεταξύ του κρυστάλλου και του μετάλλου, η οποία εφαρμόζεται με την τεχνολογία ψεκασμού. Αυτό συμβαίνει σε κενό όταν τα άτομα ενός υλικού βομβαρδίζουν τα άτομα ενός άλλου.

Οι υπολογιστές τρίτης γενιάς θα μπορούσαν να βρεθούν σε αεροπλάνο, πλοίο, υποβρύχιο, δορυφόρο. Τα απτά φρούτα της μικροδιαπληροφόρησης. Αυτά τα μηχανήματα ονομάζονταν Μίνι υπολογιστές. Και παρά το γεγονός ότι εμφανίστηκαν αλφαριθμητικές οθόνες στη δεύτερη γενιά μηχανών. Στο τρίτο, τελικά εδραιώθηκαν. Και έγινε αναπόσπαστο κομμάτι του υπολογιστή.

Η μνήμη των υπολογιστών αυτής της γενιάς έχει αυξηθεί σημαντικά. Ως εξωτερική μνήμη, άρχισαν να χρησιμοποιούνται μαγνητικοί δίσκοι. Η μονάδα μαγνητικού δίσκου αντιπροσώπευε διάφορους δίσκους που περιστρέφονται σε έναν άξονα. Οι δίσκοι βρίσκονταν σε μικρή απόσταση ο ένας από τον άλλο. Μεταξύ τους ήταν ένα μπλοκ από κεφάλια. Τα οποία τοποθετήθηκαν ταυτόχρονα. Αυτό επέτρεψε να διαβάζετε και να γράφετε ταυτόχρονα σε διάφορους δίσκους ταυτόχρονα. Η χωρητικότητα τέτοιων δίσκων μετρήθηκε σε εκατομμύρια byte. Αυτό ήταν ένα σημαντικό βήμα σε σύγκριση με τις κάρτες διάτρησης και τις μαγνητικές ταινίες.

IBM 360 Οι σοβιετικοί σχεδιαστές ήταν ίσοι με αυτόν τον υπολογιστή κατά τη δημιουργία της ενιαίας σειράς.

4. Τέταρτη γενιά υπολογιστών. 1974 – 1982.

Ένα νέο στάδιο για την ανάπτυξη των υπολογιστών ήταν τα μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα (LSI). Η βασική βάση των υπολογιστών τέταρτης γενιάς είναι η LSI. Η ταχεία ανάπτυξη των ηλεκτρονικών, επιτρέπεται να τοποθετήσει χιλιάδες ημιαγωγούς σε ένα μόνο κρύσταλλο. Αυτή η μικρογραφία έχει οδηγήσει στην εμφάνιση υπολογιστών χαμηλού κόστους. Μικροί υπολογιστές θα μπορούσαν να χωρέσουν σε ένα γραφείο. Κατά τη διάρκεια αυτών των ετών γεννήθηκε ο όρος "προσωπικός υπολογιστής". Τεράστια τεράστια τέρατα εξαφανίζονται. Σε έναν τέτοιο υπολογιστή, μέσω των τερματικών, αρκετές δεκάδες χρήστες εργάστηκαν ταυτόχρονα. Τώρα. Ένα άτομο - ένας υπολογιστής. Το αυτοκίνητο έχει γίνει πραγματικά προσωπικό.

Μια σημαντική μετάβαση από μίνι υπολογιστές σε μικροϋπολογιστές είναι η δημιουργία ενός μικροεπεξεργαστή. Χάρη στην LSI, κατέστη δυνατή η τοποθέτηση όλων των κύριων στοιχείων του κεντρικού επεξεργαστή σε ένα τσιπ. Ο πρώτος μικροεπεξεργαστής ήταν το Intel-4004 που δημιουργήθηκε το 1971.

Ένας από τους πρώτους προσωπικούς υπολογιστές της τέταρτης γενιάς είναι ο Altair-8800. Με βάση τον μικροεπεξεργαστή Intel-8080. Η εμφάνισή του προκάλεσε την ανάπτυξη περιφερειακών, υψηλής ποιότητας μεταγλωττιστών.

Προσωπικοί υπολογιστές.

5. Πέμπτο  γενιάςΥπολογιστής. 1982 - σήμερα.

Η πέμπτη γενιά υπολογιστών είναι ένα κυβερνητικό πρόγραμμα στην Ιαπωνία για την ανάπτυξη της τεχνολογίας των υπολογιστών και της τεχνητής νοημοσύνης. Αν μιλάμε για προηγούμενες γενιές, ο πρώτος είναι υπολογιστές σωλήνων, ο δεύτερος είναι τρανζίστορ, ο τρίτος είναι ολοκληρωμένα κυκλώματα και ο τέταρτος είναι μικροεπεξεργαστές. Αλλά η πέμπτη γενιά δεν σχετίζεται με αυτή τη διαβάθμιση. Όπως και η προηγούμενη γενιά. Η πέμπτη γενιά υπολογιστών είναι το όνομα του "σχεδίου δράσης" για την ανάπτυξη της βιομηχανίας πληροφορικής. Και παρά το γεγονός ότι η πέμπτη γενιά βασίζεται σε μικροεπεξεργαστές όπως το τέταρτο, δηλ. έχουν μια κοινή βάση στοιχείων. Δηλαδή, σύμφωνα με αυτό το κριτήριο, οι υπολογιστές χωρίζονται σε γενιές. Παρ 'όλα αυτά, οι σημερινοί υπολογιστές ανήκουν στην πέμπτη γενιά.

Η Ιαπωνία ξεκίνησε το πρόγραμμα μεγάλης κλίμακας στις αρχές της δεκαετίας του '80. Ο στόχος τους δεν είναι να αλλάξουν τη βάση στοιχείων των υπολογιστών. Και να αλλάξει και να βελτιώσει τις τεχνικές προσεγγίσεις, τις μεθόδους προγραμματισμού και την ανάπτυξη μιας επιστημονικής κατεύθυνσης στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης. Η Ιαπωνία επένδυσε μισό δισεκατομμύριο δολάρια ΗΠΑ στην αρχή του έργου της. Εκείνη την εποχή, δεν ήταν τόσο τεχνικά ανεπτυγμένη όσο οι ΗΠΑ, η Ευρώπη. Το Υπουργείο Διεθνούς Εμπορίου και Βιομηχανίας της Ιαπωνίας έχει θέσει έναν σαφή στόχο - να σπάσει το προβάδισμα. Ήταν εκείνη τη στιγμή που γεννήθηκε ο όρος "πέμπτη γενιά υπολογιστών". Οι υπολογιστές πέμπτης γενιάς πρέπει να επιτύχουν υπεραγωγιμότητα και ένας τεράστιος αριθμός επεξεργαστών σε ένα υπόστρωμα πρέπει να ενσωματωθεί σε αυτά.

Βασικές απαιτήσεις για Υπολογιστές 5ης γενιάς:Δημιουργία ενός διεπαφή ανθρώπου-μηχανής (αναγνώριση ομιλίας, εικόνες)? Η ανάπτυξη λογικού προγραμματισμού για τη δημιουργία βάσεων γνώσης και συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης. Δημιουργία νέων τεχνολογιών στην παραγωγή τεχνολογίας υπολογιστών. Δημιουργία νέων αρχιτεκτονικών υπολογιστών και υπολογιστικών συστημάτων.

Οι νέες τεχνικές δυνατότητες της τεχνολογίας των υπολογιστών υποτίθεται ότι επεκτείνουν το φάσμα των καθηκόντων και μας επιτρέπουν να προχωρήσουμε στα καθήκοντα δημιουργίας τεχνητής νοημοσύνης. Ως μία από τις συνιστώσες που είναι απαραίτητες για τη δημιουργία τεχνητής νοημοσύνης είναι οι βάσεις γνώσεων (βάσεις δεδομένων) σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας. Για τη δημιουργία και τη χρήση βάσεων δεδομένων απαιτεί σύστημα υπολογιστών υψηλής ταχύτητας και μεγάλη μνήμη. Οι καθολικοί υπολογιστές είναι σε θέση να χρησιμοποιούν υπολογιστές υψηλής ταχύτητας, αλλά δεν είναι κατάλληλοι για τη διεξαγωγή συγκρίσεων υψηλής ταχύτητας και τη διαλογή μεγάλων ποσοτήτων αρχείων που συνήθως αποθηκεύονται σε μαγνητικούς δίσκους. Για να δημιουργηθούν προγράμματα που παρέχουν γέμισμα, ενημέρωση βάσεων δεδομένων και δουλεύοντας μαζί τους, έχουν δημιουργηθεί ειδικές γλώσσες προγραμματισμού και λογικής προγραμματισμού που παρέχουν τις μεγαλύτερες ευκαιρίες σε σύγκριση με τις συμβατικές γλώσσες διαδικασιών. Η δομή αυτών των γλωσσών απαιτεί τη μετάβαση από την παραδοσιακή αρχιτεκτονική υπολογιστών von Neumann σε αρχιτεκτονικές που λαμβάνουν υπόψη τις απαιτήσεις των εργασιών δημιουργίας τεχνητής νοημοσύνης.

Super υπολογιστή.

Ο όρος "υπερυπολογιστής" είναι καθαρά αμερικανικός, γεννημένος από την αγάπη για τις δύο λέξεις "σούπερ" και "ηλεκτρονικός υπολογιστής" (ο οποίος κατά τη σοβιετική εποχή εξομαλύνθηκε εξ ολοκλήρου από τη λέξη ηλεκτρονικός υπολογιστής · ως εκ τούτου ένας άλλος όρος που χρησιμοποιείται είναι ο «υπερυπολογιστής» είναι αξιοσημείωτος για τον εκλεκτικισμό του). Ο υπολογιστής από την άποψη των πολιτών μπορεί να κάνει οτιδήποτε, ένας υπερυπολογιστής μπορεί να κάνει ακόμα περισσότερα. Στις παραδόσεις της ρωσικής επιστήμης, που δεν αλλοιώνεται από τους πόρους υπολογιστών, η αγάπη για την ανάπτυξη μοντέλων και τύπων εισάγεται από τον πάγκο σπουδαστών, οι οποίες δίνουν εκτιμώμενα αποτελέσματα σε έναν κανόνα διαφάνειας και ακριβή αποτελέσματα σε μια αριθμομηχανή. Κατά κανόνα, οι Αμερικανοί βασίζονται στη βαρειά υπολογιστική εξουσία: είναι πιο εύκολο να πάρει έναν υπολογιστή για να ταξινομήσει όλες τις πολλές λύσεις παρά να ζητήσει από δέκα μαθηματικούς να βρουν έναν τρόπο να μειώσουν την αναζήτηση, όταν το πρόβλημα μπορεί να επιλυθεί με το χέρι.

Τι είναι ένας "υπερυπολογιστής", πώς ο έμμεσος ορισμός του έχει αλλάξει από τα μέσα της δεκαετίας του '70 συζητείται λεπτομερώς σε ένα άρθρο του Konstantin Prokshin. Σημειώνουμε μόνο ότι ως συνώνυμο πιο κοντά στη ρωσική γλώσσα θα χρησιμοποιήσουμε την έννοια υψηλής απόδοσης σύστημα, δηλαδή ένα σύστημα που δεν δημιουργήθηκε για την επίλυση εφαρμοσμένων εργασιών γραφείου ή ακόμα και για την αποθήκευση μεγάλων DBMS, δηλαδή για μαζικούς υπολογιστές. Ωστόσο, από την άποψη της πραγματοποίησης της διαφοράς μεταξύ των δύο συστημάτων IBM RS / 6000 SP, ένα από τα οποία διαχειρίζεται ένα σύστημα ERP και το δεύτερο υπολογίζει τα αποτελέσματα μιας εικονικής δοκιμής σύγκρουσης ενός νέου αυτοκινήτου, όχι. Παρ 'όλα αυτά, μας ενδιαφέρει η αγορά υπολογιστών που είναι ακριβώς υπολογιστικά. Και πολύ γρήγορα.

Κάποτε, η ΕΣΣΔ έχασε τον ανταγωνισμό στον τομέα των υπερυπολογιστών. Αν το διάσημο BESM-6, που δημιουργήθηκε στη δεκαετία του '60, ήταν ένας από τους περισσότερους (αν όχι το πιο) υπολογιστές υψηλής ταχύτητας στον κόσμο, στη δεκαετία του 70, κατά τη διάρκεια της ακμής του Cray, η ΕΣΣΔ πήρε μια πορεία προς την ανάπτυξη ενός υπολογιστή της ΕΕ, μέχρι τότε, η αρχιτεκτονική IBM 360. Οι αρχικές εξελίξεις συνεχίστηκαν, αλλά η αδυναμία της βάσης στοιχείων άρχισε να επηρεάζει, γεγονός που δεν επέτρεψε να φέρουμε το έργο Elbrus πέρα \u200b\u200bαπό το Elbrus-2, συγκρίσιμο σε απόδοση με έναν πολύ ισχυρό προσωπικό υπολογιστή στα τέλη της δεκαετίας του '80 . Το Elbrus-3.1, που κυκλοφόρησε το 1990, είχε απόδοση σε λειτουργίες διανυσμάτων περίπου 500 megaflops και RAM - έως και 8 εκατομμύρια λέξεις 64-bit (δηλαδή 64 megabytes). Μέχρι το 1995, μόνο 4 αντίγραφα ήταν σε θέση να κατασκευάσουν τέτοιες μηχανές.

Για να Το "Infobusiness" δεν αντιμετωπίζει τυχαία το θέμα της αγοράς του υπερυπολογιστή, τουλάχιστον δύο σημαντικά γεγονότα στον τομέα αυτό έχουν συμβεί πρόσφατα, τα οποία όχι μόνο εξειδικεύουν, αλλά και τα μέσα μαζικής ενημέρωσης μιλάνε για τον εαυτό τους.

Πρώτον, στις 7 Σεπτεμβρίου, η Γερουσία των ΗΠΑ ψήφισε να μειώσει σημαντικά τους περιορισμούς των εξαγωγών σε συστήματα υψηλής απόδοσης.Από το 1979, το κατώτερο όριο απόδοσης των υπολογιστών που απαγορεύεται να εξαχθούν από τις Ηνωμένες Πολιτείες σε ορισμένες χώρες αυξάνεται σταθερά. Οι μεγαλύτεροι υπολογιστές υπήρχαν, τόσο πιο παράλογο ήταν οι απαγορεύσεις: οι νέοι επεξεργαστές για τα πιο συνηθισμένα συστήματα γραφείου έπεσαν κάτω από αυτές σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Με την εμφάνιση της δυνατότητας να δημιουργηθούν σχετικά φθηνές ομάδες σε μια στοιχειώδη βάση που είναι προσιτή στο κοινό, οι περιορισμοί γίνονται ολοένα και πιο παράλογοι, γεγονός που χρησίμευσε ως ώθηση για την αναφερόμενη ανακούφιση, η οποία, παρεμπιπτόντως, πιέστηκε από τους μεγαλύτερους αμερικανούς κατασκευαστές ηλεκτρονικών υπολογιστών και εξαρτημάτων. Ενώ εκτυπώθηκε η σελίδα, σημειώθηκε μια τραγωδία της Νέας Υόρκης, αλλά για το πώς οι υπερυπολογιστές έχουν να κάνουν με αυτό, διαβάστε τη στήλη του Igor Gordienko. Σημειώνουμε επίσης εδώ ότι αναμένεται να αναθεωρηθούν τα σχέδια άρσης των περιορισμών στις εξαγωγές.

Ο δεύτερος λόγος που μας οδήγησε να στραφούμε στο θέμα του υπερυπολογιστή είναι ότι στις αρχές Αυγούστου ανακοινώθηκε η δημιουργία του ρωσικού υπερυπολογιστή MVS-1000M με κορυφαία απόδοση 1 teraflop.Είναι πιθανόν ότι αυτός ήταν ένας από τους παράγοντες που απλώς συνέβαλαν στην υιοθέτηση, στις Ηνωμένες Πολιτείες, μιας απόφασης για περιορισμό των περιορισμών στις εξαγωγές. Το θέμα είναι όχι μόνο ότι η Ρωσία, αντί να αγοράζει αμερικανικούς υπερυπολογιστές, θα παράγει δικά της, αλλά και ότι μπορεί να καλύψει τη ζήτηση στην Ανατολική Ευρώπη και τον Τρίτο Κόσμο. Δεν είναι τυχαίο ότι η Λιθουανία ήταν μεταξύ των χωρών της "πρώτης ζώνης" (για περισσότερες λεπτομέρειες βλ. Το υλικό του Αλέξανδρου Chachava).

Όπως και να είναι, η δημιουργία του MVS-1000M είναι ένα παράδειγμα που δείχνει σαφώς ότι στη Ρωσία είναι δυνατή η συναρμολόγηση όχι μόνο προσωπικών υπολογιστών αλλά και συστημάτων υψηλής απόδοσης. Φυσικά, η παραγωγή των υπερυπολογιστών απαιτεί μια τάξη μεγέθους υψηλότερο επίπεδο εξειδικευμένης κατάρτισης, αλλά θα υποστηρίξουμε ότι η ανάπτυξη τεχνολογιών και η παραγωγή τέτοιων συστημάτων βασισμένων σε διαθέσιμα στοιχεία και λογισμικό είναι η ίδια προοπτική κατεύθυνση για την ανάπτυξη της βιομηχανίας υψηλής τεχνολογίας στη χώρα μας, όπως η εξαγωγή προϊόντων λογισμικού και ο υπεράκτιος προγραμματισμός .

Οι υπολογιστές από την Cray Research έχουν γίνει κλασικοί στον τομέα των μεταφορέων υπερυπολογιστών φορέα. Υπάρχει ένας μύθος ότι ο πρώτος υπερυπολογιστής Cray συναρμολογήθηκε σε ένα γκαράζ, ωστόσο αυτό το γκαράζ είχε μέγεθος 20 x 20 μέτρα και οι μητρικές κάρτες του νέου υπολογιστή παραγγέλθηκαν στα καλύτερα εργοστάσια στις ΗΠΑ.

Στην τάξη υπερυπολογιστέςπεριλαμβάνουν υπολογιστές που έχουν τη μέγιστη απόδοση τη στιγμή της απελευθέρωσής τους ή τους λεγόμενους υπολογιστές 5ης γενιάς.

Οι πρώτοι υπερυπολογιστές εμφανίστηκαν ήδη μεταξύ των υπολογιστών δεύτερης γενιάς (1955 - 1964, βλέπουν τους υπολογιστές δεύτερης γενιάς) και σχεδιάστηκαν για να λύσουν σύνθετα προβλήματα που απαιτούσαν υπολογιστές υψηλής ταχύτητας. Αυτές είναι οι UNIVAC LARC από IBM, IBM Stretch και CDC-6600 (οικογένεια CYBER) από την Control Data Corporation, χρησιμοποιώντας μεθόδους παράλληλης επεξεργασίας (αύξηση του αριθμού των λειτουργιών που εκτελούνται ανά μονάδα χρόνου), εντολές μεταφοράς (όταν κατά την εκτέλεση μιας εντολής το δεύτερο διαβάζεται από τη μνήμη και προετοιμάζεται για εκτέλεση) και την παράλληλη επεξεργασία χρησιμοποιώντας έναν σύνθετο επεξεργαστή δομών αποτελούμενο από μια μήτρα επεξεργαστών επεξεργασίας δεδομένων και έναν ειδικό επεξεργαστή ελέγχου που διανέμει εργασίες και ελέγχει τη ροή δεδομένων στο σύστημα. Οι υπολογιστές που εκτελούν πολλά προγράμματα παράλληλα με τη χρήση πολλών μικροεπεξεργαστών ονομάζονται συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών.

Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό των υπερυπολογιστών είναι οι διανυσματικοί επεξεργαστές εξοπλισμένοι με εξοπλισμό για παράλληλες λειτουργίες με πολυδιάστατα ψηφιακά αντικείμενα - φορείς και μήτρες. Έχουν ενσωματωμένους καταχωρητές διανυσμάτων και έναν παράλληλο αγωγό επεξεργασίας. Εάν ο προγραμματιστής εκτελεί εργασίες σε κάθε συνιστώσα του φορέα με τη σειρά του σε έναν κανονικό επεξεργαστή, στη συνέχεια σε έναν φορέα επεξεργαστή εκπέμπει αμέσως διανυσματικές εντολές

Η δομή του υπολογιστή Cray-1 περιελάμβανε:

1. Η κύρια μνήμη, μέχρι 1.048.576 λέξεις, διαιρείται σε 16 ανεξάρτητα μπλοκ, το καθένα με χωρητικότητα 64K.

2. Μητρώο μνήμης, που αποτελείται από πέντε ομάδες ταχέων μητρώων που προορίζονται για αποθήκευση και μετατροπή διευθύνσεων, για αποθήκευση και επεξεργασία διανυσματικών ποσοτήτων.

3. Λειτουργικά δομοστοιχεία, τα οποία περιλαμβάνουν 12 παράλληλες συσκευές που χρησιμεύουν για την εκτέλεση αριθμητικών και λογικών λειτουργιών σε διευθύνσεις, κλιμακωτές και διανυσματικές ποσότητες.

Οι δώδεκα λειτουργικές συσκευές της μηχανής Cray-1, που παίζουν ρόλο αριθμο-λογικών μετατροπέων, δεν έχουν άμεση σύνδεση με την κύρια μνήμη. Όπως και στις μηχανές της οικογένειας CDC-6000, έχουν πρόσβαση μόνο σε καταχωρητές γρήγορης λειτουργίας από τους οποίους επιλέγονται οι τελεστές και στους οποίους καταγράφονται τα αποτελέσματα των λειτουργιών.

4. Μια συσκευή που εκτελεί τις λειτουργίες ελέγχου της παράλληλης λειτουργίας μονάδων, μπλοκ και συσκευών του κεντρικού επεξεργαστή.

5. 24 κανάλια I / O που οργανώνονται σε 6 ομάδες με μέγιστη διακίνηση 500.000 λέξεων ανά δευτερόλεπτο (2 εκατομμύρια byte ανά δευτερόλεπτο).

6. Τρεις ομάδες λειτουργικών μητρώων που σχετίζονται άμεσα με τις αριθμητικές-λογικές συσκευές ονομάζονται βασικές. Αυτές περιλαμβάνουν οκτώ καταχωρητές Α, αποτελούμενοι από 24 bits το καθένα. Οι καταχωρητές A συνδέονται με δύο λειτουργικές ενότητες που εκτελούν προσθήκη (αφαίρεση) και πολλαπλασιασμό ακεραίων. Αυτές οι λειτουργίες χρησιμοποιούνται κυρίως για μετάφραση διευθύνσεων, βάση και ευρετηρίαση. Χρησιμοποιούνται επίσης για την οργάνωση μετρητών ποδηλάτων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι καταχωρητές Α χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση αριθμητικών πράξεων σε ακέραιους αριθμούς.

Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του '80, η Sperry Univac και η Burroughs ήταν στη λίστα των μεγαλύτερων κατασκευαστών υπερυπολογιστών στον κόσμο. Το πρώτο είναι γνωστό κυρίως για τα mainframes UNIVAC-1108 και UNIVAC-1110, τα οποία χρησιμοποιούνταν ευρέως σε πανεπιστήμια και κυβερνητικές οργανώσεις.

Μετά τη συγχώνευση των εταιρειών Sperry Univac και Burroughs, η συνδυασμένη επιχείρηση UNISYS εξακολούθησε να υποστηρίζει και τις δύο mainframe γραμμές διατηρώντας παράλληλα τη συμβατότητα από κάτω προς τα πάνω σε κάθε μία. Αυτή είναι μια σαφής απόδειξη του αμετάβλητου κανόνα που υποστήριζε την ανάπτυξη των mainframes - τη διατήρηση της λειτουργικότητας του προηγουμένως αναπτυγμένου λογισμικού.

Η Intel είναι επίσης γνωστή στον κόσμο των υπερυπολογιστών. Οι υπολογιστές πολλαπλών επεξεργαστών της Paragon της Intel στην οικογένεια δομών πολλαπλών επεξεργαστών κατανεμημένης μνήμης έχουν καταστεί τα ίδια κλασικά με τους υπολογιστές Cray Research στον τομέα των υπερυπολογιστών διανυσματικών μεταφορέων.

Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο.

Το χαρακτηριστικό της πρώτης γενιάς υπολογιστών.

Το χαρακτηριστικό της δεύτερης γενιάς υπολογιστών.

Το χαρακτηριστικό της τρίτης γενιάς υπολογιστών.

Το χαρακτηριστικό της τέταρτης γενιάς υπολογιστών.

Το χαρακτηριστικό της πέμπτης γενιάς υπολογιστών.

Χαρακτηριστικό ενός σούπερ υπολογιστή.

Ηλεκτρονικός υπολογιστής (υπολογιστής)  είναι μια συσκευή για την επεξεργασία πληροφοριών. Η επεξεργασία πληροφοριών αναφέρεται στη διαδικασία μετατροπής των δεδομένων προέλευσης σε δεδομένα αποτελεσμάτων.

Ένα βασικό χαρακτηριστικό των σύγχρονων υπολογιστών που τα διακρίνει από όλα τα προηγουμένως χρησιμοποιούμενα μέσα της τεχνολογίας των υπολογιστών είναι η ικανότητά τους να λειτουργούν αυτόματα σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα χωρίς την άμεση συμμετοχή ενός ατόμου στη διαδικασία πληροφορικής.

Υπολογιστές - το πιο αποτελεσματικό εργαλείο για την επίλυση οικονομικών προβλημάτων. Η χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών σας επιτρέπει: να αυξήσετε το επίπεδο αυτοματοποίησης της διαχειριστικής εργασίας. μειώστε το χρόνο για να λάβετε τις απαραίτητες λύσεις. να μειώσει δραστικά τον αριθμό των σφαλμάτων στους υπολογισμούς. να αυξήσει την αξιοπιστία του προσωπικού διαχείρισης. καθιστά δυνατή την αύξηση της ποσότητας των επεξεργασμένων πληροφοριών · αναζήτηση βέλτιστων λύσεων. εκτελεί τις λειτουργίες των αποτελεσμάτων παρακολούθησης · μεταδίδουν δεδομένα σε απόσταση · Δημιουργία αυτοματοποιημένων τραπεζών δεδομένων. να αναλύει δεδομένα κατά την επεξεργασία πληροφοριών κ.λπ.

Μπορεί να διακρίνει 4 κύριες γενιές υπολογιστών . Αλλά η κατανομή του εξοπλισμού υπολογιστών σε γενιές είναι μια πολύ υπό όρους, μη αυστηρή ταξινόμηση ανάλογα με το βαθμό ανάπτυξης του υλικού και του λογισμικού, καθώς και τον τρόπο επικοινωνίας με έναν υπολογιστή. Η ιδέα της διαίρεσης των μηχανημάτων σε γενιές έφερε στη ζωή το γεγονός ότι κατά τη σύντομη ιστορία της ανάπτυξής της, η τεχνολογία των υπολογιστών έχει υποστεί μεγάλη εξέλιξη, τόσο υπό την έννοια της βάσης στοιχείων (λαμπτήρες, τρανζίστορ, μικροκυκλώματα, κ.λπ.), όσο και με την αλλαγή της δομής της, την εμφάνιση νέων ευκαιριών , διευρύνοντας το πεδίο εφαρμογής και τη φύση της χρήσης.

Για να ΠΡΩΤΗ ΓΕΝΝΗΣΗ   (1945-1955) περιλαμβάνουν τα αυτοκίνητα που κατασκευάστηκαν ηλεκτρονικών λαμπτήρων. Αυτά τα μηχανήματα ήταν πολύ ακριβά, πήραν τεράστιες περιοχές, δεν ήταν απολύτως αξιόπιστα, είχαν χαμηλή ταχύτητα επεξεργασίας και μπορούσαν να αποθηκεύουν πολύ λίγα δεδομένα. Κάθε μηχανή έχει τη δική της γλώσσα, χωρίς OS. Χρησιμοποιήθηκαν διατρητικές κάρτες, διατρητικές ταινίες, μαγνητικές ταινίες, δημιουργήθηκαν σε ενιαία αντίγραφα και χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για στρατιωτικούς και επιστημονικούς σκοπούς. Χαρακτηριστικά παραδείγματα μηχανών πρώτης γενιάς είναι οι αμερικανικοί υπολογιστές UNIVAC, IBM-701, IBM-704, καθώς και οι σοβιετικοί υπολογιστές BESM και M-20. Η τυπική ταχύτητα επεξεργασίας δεδομένων για μηχανές πρώτης γενιάς ήταν 10-20 χιλιάδες λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο.

Για να ΔΕΥΤΕΡΑ ΓΕΝΝΗΣΗ   (1955-1965) περιλαμβάνουν μηχανήματα που κατασκευάζονται με στοιχεία τρανζίστορ. Αυτά τα μηχανήματα έχουν σημαντικά μειωμένο κόστος και διαστάσεις, αυξημένη αξιοπιστία, ταχύτητα και ποσότητα αποθηκευμένων πληροφοριών. Η ταχύτητα επεξεργασίας των μηχανών δεύτερης γενιάς έχει αυξηθεί σε 1 εκατομμύριο λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο. Το πρώτο OS, οι πρώτες γλώσσες προγραμματισμού εμφανίστηκαν: Forton (1957), Algon (1959). Μέσα αποθήκευσης πληροφοριών: μαγνητικά τύμπανα, μαγνητικοί δίσκοι. Αντιπρόσωποι: IBM 604, 608, 702.

Αυτοκίνητα ΤΡΙΤΗ ΓΕΝΝΗΣΗ (1965-1980) κατασκευάζονται με ολοκληρωμένα κυκλώματα. Η περιοχή ενός τέτοιου κυκλώματος είναι της τάξης ενός τετραγωνικού χιλιοστού, αλλά όσον αφορά τη λειτουργικότητα, το ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι ισοδύναμο με εκατοντάδες και χιλιάδες στοιχεία τρανζίστορ. Λόγω του πολύ μικρού μεγέθους και πάχους, το ολοκληρωμένο κύκλωμα καλείται μερικές φορές μικροκυκλωμάτωνεπίσης τσιπ  (το τσιπ είναι ένα λεπτό κομμάτι). Χάρη στη μετάβαση από τρανζίστορ σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, το κόστος, το μέγεθος, η αξιοπιστία, η ταχύτητα και η χωρητικότητα των μηχανών έχουν αλλάξει. Αυτά είναι μηχανήματα της οικογένειας IBM / 360. Η δημοτικότητα αυτών των μηχανών αποδείχθηκε τόσο μεγάλη, ώστε σε όλο τον κόσμο άρχισαν να αντιγράφουν ή να απελευθερώνουν παρόμοια λειτουργικότητα και αντιστοίχιση σε μεθόδους κωδικοποίησης και επεξεργασίας πληροφοριών. Επιπλέον, τα προγράμματα που προετοιμάστηκαν για εκτέλεση σε μηχανές της IBM ολοκληρώθηκαν με επιτυχία στους αντίστοιχους υπολογιστές τους, ακριβώς όπως τα προγράμματα που γράφτηκαν για εκτέλεση σε αναλογικά μπορούν να εκτελεστούν σε μηχανές της IBM. Αυτά τα μοντέλα μηχανών ονομάζονται συνήθως λογισμικά συμβατά. Στη χώρα μας, ένα τέτοιο λογισμικό συμβατό με την οικογένεια IBM / 360 ήταν μια σειρά από ηλεκτρονικούς υπολογιστές της EC, οι οποίοι περιλάμβαναν περίπου δώδεκα διαφορετικά μοντέλα ισχύος. Ξεκινώντας από την τρίτη γενιά, οι υπολογιστές καθίστανται καθολικά διαθέσιμοι και χρησιμοποιούνται ευρέως για την επίλυση διαφόρων προβλημάτων. Χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτού του χρόνου είναι η συλλογική χρήση μηχανών, δεδομένου ότι εξακολουθούν να είναι αρκετά ακριβά, καταλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις και απαιτούν πολύπλοκη και δαπανηρή συντήρηση. Οι φορείς της αρχικής πληροφόρησης εξακολουθούν να είναι κάρτες διάτρησης και τρυπημένες ταινίες, αν και σημαντικό μέρος των πληροφοριών είναι ήδη εστιασμένο στα μαγνητικά μέσα - δίσκοι και ταινίες. Η ταχύτητα επεξεργασίας των πληροφοριών σε μηχανές τρίτης γενιάς έφθασε σε αρκετά εκατομμύρια πράξεις ανά δευτερόλεπτο. RAM εμφανίστηκε - εκατοντάδες Kb. Γλώσσες προγραμματισμού: BASIC (1965), Pascal (1970), C (1972). Υπάρχει συμβατότητα προγραμμάτων.

ΤΕΤΑΡΤΗ ΓΕΝΝΗΣΗ (1980- σήμερα). Υπάρχει μια μετάβαση από συμβατικά ολοκληρωμένα κυκλώματα σε μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα και εξαιρετικά μεγάλα (LSI και VLSI). Εάν τα συμβατικά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι ισοδύναμα με χιλιάδες στοιχεία τρανζίστορ, τότε μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα αντικαθιστούν ήδη δεκάδες και εκατοντάδες χιλιάδες τέτοιων στοιχείων. Μεταξύ αυτών είναι η οικογένεια μηχανών IBM / 370, καθώς και το μοντέλο IBM 196, των οποίων η ταχύτητα έφτασε τα 15 εκατομμύρια λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο. Οι εγχώριοι εκπρόσωποι των τέταρτης γενιάς αυτοκινήτων είναι τα αυτοκίνητα της οικογένειας Elbrus. Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό της τέταρτης γενιάς είναι η παρουσία στην ίδια μηχανή αρκετών (συνήθως 2-6, μερικές φορές μέχρι και αρκετές εκατοντάδες ακόμη και χιλιάδων) κεντρικών, κύριων συσκευών επεξεργασίας πληροφοριών - επεξεργαστές που μπορούν να αντιγράψουν ο ένας τον άλλο ή να εκτελούν ανεξάρτητα υπολογισμούς. Αυτή η δομή μπορεί να αυξήσει δραματικά την αξιοπιστία των μηχανών και την ταχύτητα των υπολογισμών. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η εμφάνιση ισχυρών εργαλείων που εξασφαλίζουν τη λειτουργία δικτύων υπολογιστών. Αυτό στη συνέχεια επέτρεψε τη δημιουργία και την ανάπτυξη με βάση παγκόσμια παγκόσμια δίκτυα υπολογιστών. Υπήρχαν υπερυπολογιστές (διαστημικά οχήματα), προσωπικοί υπολογιστές. Έχουν εμφανιστεί μη επαγγελματίες χρήστες. Μνήμη RAM έως και αρκετά GB. Συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών, δίκτυα υπολογιστών, πολυμέσα (γραφικά, κινούμενα σχέδια, ήχος).

Σε υπολογιστές ΠΕΜΠΤΗ ΓΕΝΙΑ   θα υπάρξει μια ποιοτική μετάβαση από την επεξεργασία δεδομένων σε επεξεργασία γνώσης. Η αρχιτεκτονική των ηλεκτρονικών υπολογιστών της μελλοντικής γενιάς θα περιέχει δύο βασικά στοιχεία. Ένας από αυτούς είναι ένας παραδοσιακός υπολογιστής. Αλλά τώρα στερείται επικοινωνίας με τον χρήστη. Αυτή η επικοινωνία εκτελείται από μια μονάδα που ονομάζεται "έξυπνη διεπαφή". Το καθήκον του είναι να κατανοήσει το κείμενο γραμμένο στη φυσική γλώσσα και να περιέχει την κατάσταση της εργασίας και να μεταφράσει το σε ένα πρόγραμμα εργασίας για τον υπολογιστή.

Επιλογές σύγκρισης	Γενιές υπολογιστών
				το τέταρτο
Χρονική περίοδος
Στοιχειακή βάση (για UU, ALU)	Ηλεκτρονικοί (ή ηλεκτρικοί) λαμπτήρες	Ημιαγωγοί (Τρανζίστορ)	Ολοκληρωμένα κυκλώματα	Μεγάλα Ολοκληρωμένα Κυκλώματα (LSI)
Ο κύριος τύπος υπολογιστή			Μικρό (μίνι)
Βασικές συσκευές εισόδου	Τηλεχειριστήριο, κάρτα διάτρησης, είσοδος διάτρητης κάρτας		Αλφαριθμητική οθόνη, πληκτρολόγιο	Έγχρωμη γραφική απεικόνιση, σαρωτής, πληκτρολόγιο
Βασικές συσκευές εξόδου	Αλφαριθμητική συσκευή εκτύπωσης (ATsPU), έξοδος διάτρητης ταινίας		Plotter, εκτυπωτής
Εξωτερική μνήμη	Μαγνητικές ταινίες, τύμπανα, διάτρητες ταινίες, διάτρητες κάρτες		Διατρητικές ταινίες, μαγνητικό δίσκο	Μαγνητικοί και οπτικοί δίσκοι
Βασικές λύσεις λογισμικού	Γλώσσες γενικής προγραμματισμού, μεταφραστές	Βελτιστοποιημένα με μεταφραστή λειτουργικά συστήματα παρτίδας	Διαδραστικά λειτουργικά συστήματα, δομημένες γλώσσες προγραμματισμού	Λογισμικό φιλικό, λειτουργικά συστήματα δικτύου
Λειτουργία λειτουργίας υπολογιστή	Ενιαίο πρόγραμμα	Παρτίδα	Χρονική κατανομή	Προσωπική εργασία και επεξεργασία δεδομένων δικτύου
Σκοπός της χρήσης υπολογιστών	Επιστημονικοί και τεχνικοί υπολογισμοί	Τεχνικοί και οικονομικοί υπολογισμοί	Διαχείριση και οικονομικοί υπολογισμοί	Τηλεπικοινωνίες, υπηρεσίες πληροφόρησης

Πίνακας - Τα κύρια χαρακτηριστικά των υπολογιστών διαφόρων γενεών

Δημιουργία
Περίοδος, χρόνια				1980-σήμερα vr.
Στοιχειακή βάση	Ηλεκτρονικοί λαμπτήρες κενού	Δίοδοι ημιαγωγών και τρανζίστορ	Ολοκληρωμένα κυκλώματα	Πολύ μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα
Αρχιτεκτονική	Von Neumann αρχιτεκτονική	Λειτουργία πολλαπλών προγραμμάτων	Τοπικά δίκτυα υπολογιστών, συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών για συλλογική χρήση	Συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών, προσωπικοί υπολογιστές, δίκτυα ευρείας περιοχής
Απόδοση	10 - 20 χιλιάδες op / s	100-500 χιλιάδες op / s	Περίπου 1 εκατομμύριο op / s	Δεκάδες και εκατοντάδες εκατομμύρια op / s
Λογισμικό	Γλώσσες μηχανής	Λειτουργικά Συστήματα, Αλγοριθμικές Γλώσσες	Λειτουργικά συστήματα, διαδραστικά συστήματα, συστήματα γραφικών ηλεκτρονικών υπολογιστών	Πακέτα εφαρμογών, βάσεις δεδομένων και γνώση, προγράμματα περιήγησης
Εξωτερικές συσκευές	Συσκευές εισόδου με διάτρητη ταινία και κάρτες διάτρησης,	ATsPU, teletypes, NML, NMB	Βίντεο τερματικά, σκληρός δίσκος	Σκληρό δίσκο, μόντεμ, σαρωτές, εκτυπωτές λέιζερ
Εφαρμογή	Καθήκοντα Εκκαθάρισης	Μηχανική, επιστημονικά, οικονομικά προβλήματα	ACS, CAD, επιστημονικά και τεχνικά καθήκοντα	Καθήκοντα διαχείρισης, επικοινωνίας, δημιουργία σταθμού εργασίας, επεξεργασία κειμένου, πολυμέσα
Παραδείγματα	ENIAC, UNIVAC (ΗΠΑ) · BESM-1,2, Μ-1, Μ-20 (USSR)	IBM 701/709 (ΗΠΑ) BESM-4, Μ-220, Μινσκ, BESM-6 (ΕΣΣΔ)	IBM 360/370, PDP-11/20, Cray-1 (ΗΠΑ); EU 1050, 1066, Elbrus 1.2 (USSR)	Cray Τ3 Ε, SGI (ΗΠΑ), Υπολογιστές, διακομιστές, σταθμούς εργασίας διαφόρων κατασκευαστών

Κατά τη διάρκεια των 50 χρόνων, εμφανίστηκαν αρκετές γενιές υπολογιστών, αντικαθιστώντας ο ένας τον άλλον. Η ταχεία ανάπτυξη της VT σε ολόκληρο τον κόσμο εξαρτάται μόνο από προηγμένες στοιχειώδεις βάσεις και αρχιτεκτονικές λύσεις.
  Δεδομένου ότι ο υπολογιστής είναι ένα σύστημα που αποτελείται από υλικό και λογισμικό, είναι φυσικό να κατανοήσουμε μια γενιά ως μοντέλο υπολογιστή που χαρακτηρίζεται από τις ίδιες τεχνολογικές και λογισμικού λύσεις (στοιχειακή βάση, λογική αρχιτεκτονική, λογισμικό). Εν τω μεταξύ, σε πολλές περιπτώσεις, αποδεικνύεται πολύ δύσκολο να ταξινομηθούν τα VTs από γενιά, επειδή η γραμμή μεταξύ τους από γενιά σε γενιά είναι όλο και πιο θολή.
  Πρώτη γενιά.
Στοιχειακή βάση - ηλεκτρονικοί λαμπτήρες και ηλεκτρονόμοι. η μνήμη τυχαίας προσπέλασης εκτελέστηκε σε ενεργοποιητές, αργότερα σε πυρήνες φερρίτη. Αξιοπιστία - χαμηλή, απαιτήθηκε σύστημα ψύξης. Οι υπολογιστές είχαν σημαντικές διαστάσεις. Απόδοση - 5 - 30 χιλιάδες αριθμητική op / s? Ο προγραμματισμός είναι σε κώδικες υπολογιστών (κώδικας μηχανής), αργότερα εμφανίστηκαν αυτοκτοί και συναρμολογητές. Ο προγραμματισμός περιελάμβανε ένα στενό κύκλο μαθηματικών, φυσικών, ηλεκτρονικών μηχανικών. Οι υπολογιστές πρώτης γενιάς χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για επιστημονικούς και τεχνικούς υπολογισμούς.

Δεύτερη γενιά.
  Βάση στοιχείων ημιαγωγών. Η αξιοπιστία και η παραγωγικότητα αυξάνονται σημαντικά, οι διαστάσεις και η κατανάλωση ενέργειας μειώνονται. Ανάπτυξη εργαλείων εισόδου / εξόδου, εξωτερικής μνήμης. Ορισμένες προοδευτικές αρχιτεκτονικές λύσεις και περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας προγραμματισμού - λειτουργία κατανομής χρόνου και πολυπρογραμματισμός (συνδυάζοντας την εργασία του κεντρικού επεξεργαστή για επεξεργασία δεδομένων και καναλιών εισόδου / εξόδου, καθώς και παραλληλισμό των λειτουργιών της ανάκτησης εντολών και δεδομένων από τη μνήμη)
  Στο πλαίσιο της δεύτερης γενιάς, η διαφοροποίηση των υπολογιστών σε μικρές, μεσαίες και μεγάλες ξεκάθαρα άρχισε να εκδηλώνεται. Το εύρος των εφαρμογών πληροφορικής έχει επεκταθεί σημαντικά για την επίλυση προβλημάτων - προγραμματισμένων - οικονομικών, ελέγχου διαδικασιών κλπ.
  Αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου (ACS) δημιουργούνται για τις επιχειρήσεις, ολόκληρες βιομηχανίες και τεχνολογικές διεργασίες (ACS). Το τέλος της δεκαετίας του '50 χαρακτηρίστηκε από την εμφάνιση πολλών προβληματικών γλωσσών προγραμματισμού υψηλού επιπέδου: FORTRAN, ALGOL-60 κλπ. Η ανάπτυξη λογισμικού αποκτήθηκε στη δημιουργία βιβλιοθηκών πρότυπων προγραμμάτων σε διάφορες γλώσσες προγραμματισμού και για διάφορους σκοπούς, οθόνες και ελεγκτές για τρόπους ελέγχου την εργασία με υπολογιστές, τον προγραμματισμό των πόρων της, η οποία καθόριζε τις έννοιες των λειτουργικών συστημάτων επόμενης γενιάς.

Τρίτη γενιά.
Βάση στοιχείων σε ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC). Εμφανίζεται μια σειρά μοντέλων υπολογιστών που είναι συμβατά από κάτω προς τα πάνω και έχουν δυνατότητες που αναπτύσσονται από μοντέλο σε μοντέλο. Η λογική αρχιτεκτονική των υπολογιστών και του περιφερειακού τους εξοπλισμού έγινε πιο περίπλοκη, γεγονός που επέκτεινε σημαντικά τις λειτουργικές και υπολογιστικές δυνατότητες. Μέρος του υπολογιστή είναι λειτουργικά συστήματα (OS). Πολλές εργασίες διαχείρισης μνήμης, συσκευών εισόδου / εξόδου και άλλων πόρων άρχισαν να λαμβάνονται από το λειτουργικό σύστημα ή απευθείας από το υλικό του υπολογιστή. Το λογισμικό γίνεται ισχυρό: τα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων (DBMS), τα συστήματα αυτοματοποίησης έργων σχεδιασμού (CAD) για διάφορους σκοπούς εμφανίζονται και βελτιώνονται τα αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου και τα συστήματα ελέγχου της διαδικασίας. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στη δημιουργία πακέτων εφαρμογών (PPP) για διάφορους σκοπούς.
  Γλώσσες και συστήματα προγραμματισμού αναπτύσσονται. Παραδείγματα: - Σειρά μοντέλων IBM / 360, ΗΠΑ, σειριακή παραγωγή - από το 1964? -ES υπολογιστές, την ΕΣΣΔ και τις χώρες ΚΟΜΕ από το 1972.
  Τέταρτη γενιά.
  Μεγάλα (LSI) και υπερ-μεγάλα (VLSI) ολοκληρωμένα κυκλώματα γίνονται η στοιχειακή βάση. Οι υπολογιστές έχουν ήδη σχεδιαστεί για την αποτελεσματική χρήση του λογισμικού (για παράδειγμα, υπολογιστές που μοιάζουν με UNIX, βυθισμένοι καλύτερα σε περιβάλλον λογισμικού UNIX, μηχανές Prolog προσανατολισμένες στις εργασίες τεχνητής νοημοσύνης). σύγχρονη Java. Η τηλεπικοινωνιακή επεξεργασία των πληροφοριών αποκτά ισχυρή ανάπτυξη βελτιώνοντας την ποιότητα των επικοινωνιακών καναλιών χρησιμοποιώντας δορυφορικές επικοινωνίες. Δημιουργούνται εθνικά και διακρατικά δίκτυα πληροφόρησης και πληροφορικής που μας επιτρέπουν να μιλάμε για την αρχή της μηχανοργάνωσης της ανθρώπινης κοινωνίας στο σύνολό της.
  Η περαιτέρω πνευματοποίηση της VT καθορίζεται από τη δημιουργία πιο διεπαφών διεπαφών ανθρώπου-υπολογιστή, βάσεων γνώσεων, εξειδικευμένων συστημάτων, συστημάτων παράλληλου προγραμματισμού κλπ.
  Η στοιχειώδης βάση επέτρεψε να επιτευχθεί μεγάλη επιτυχία στη μικρογραφία και να αυξηθεί η αξιοπιστία και η παραγωγικότητα των υπολογιστών. Εμφανίστηκαν μικρο- και μίνι υπολογιστές, ξεπερνώντας τις δυνατότητες των μεσαίων και μεγάλων υπολογιστών της προηγούμενης γενιάς με πολύ χαμηλότερο κόστος. Η τεχνολογία παραγωγής των επεξεργαστών με βάση το VLSI επιτάχυνε τον ρυθμό της παραγωγής υπολογιστών και επέτρεψε την εισαγωγή υπολογιστών στο ευρύ κοινό. Με την εμφάνιση ενός καθολικού επεξεργαστή σε ένα τσιπ (μικροεπεξεργαστής Intel-4004.1971), άρχισε η εποχή των υπολογιστών.
Ο πρώτος υπολογιστής μπορεί να θεωρηθεί Altair-8800, που δημιουργήθηκε με βάση το Intel-8080, το 1974. Ε. Ρόμπερτς. Οι P. Allen και W. Gates δημιούργησαν έναν μεταφραστή από τη δημοφιλή βασική γλώσσα, αυξάνοντας σημαντικά την ευφυΐα του πρώτου υπολογιστή (στη συνέχεια ίδρυσε τη διάσημη εταιρεία Microsoft Inc). Το πρόσωπο της 4ης γενιάς καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη δημιουργία υπερυπολογιστών που χαρακτηρίζονται από υψηλή απόδοση (μέση ταχύτητα 50 - 130 megaflops, 1 megaflops \u003d 1 εκατ. Πράξεις ανά δευτερόλεπτο με κινητό σημείο) και μη συμβατική αρχιτεκτονική (αρχή παραλληλισμού βασισμένη στην επεξεργασία αγωγών των εντολών) . Οι υπερ-υπολογιστές χρησιμοποιούνται για την επίλυση προβλημάτων της μαθηματικής φυσικής, της κοσμολογίας και της αστρονομίας, της μοντελοποίησης σύνθετων συστημάτων κλπ. Δεδομένου ότι οι ισχυροί υπολογιστές παίζουν και θα διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο μεταγωγής στα δίκτυα, τα προβλήματα δικτύου συζητούνται συχνά μαζί με ερωτήσεις για τους υπερ-υπολογιστές. - Ο υπολογιστής μπορεί να ονομάζεται μηχανές σειράς Elbrus, υπολογιστικά συστήματα PS-2000 και PS-3000 που περιέχουν έως 64 επεξεργαστές ελεγχόμενους από μια κοινή ροή εντολών, ταχύτητα σε μια σειρά εργασιών που φθάνουν περίπου 200 megaflops. Ταυτόχρονα, δεδομένης της πολυπλοκότητας της ανάπτυξης και της υλοποίησης σύγχρονων έργων υπερ-ηλεκτρονικών υπολογιστών που απαιτούν εντατική βασική έρευνα στον τομέα της πληροφορικής, της ηλεκτρονικής τεχνολογίας, της υψηλής καλλιέργειας παραγωγής και των σοβαρών οικονομικών δαπανών, φαίνεται πολύ απίθανο να δημιουργηθούν στο εγγύς μέλλον οικιακοί υπερ-υπολογιστές, όχι κατώτερα από τα καλύτερα ξένα μοντέλα.
  Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τη μετάβαση στην τεχνολογία IC της παραγωγής υπολογιστών, η καθοριστική έμφαση των γενεών μετατοπίζεται όλο και περισσότερο από τη στοιχειακή βάση σε άλλους δείκτες: λογική αρχιτεκτονική, λογισμικό, διεπαφή χρήστη, περιοχές εφαρμογών κλπ.
  Πέμπτη γενιά.
  Γεννιέται στα έγκατα της τέταρτης γενιάς και καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τα αποτελέσματα του έργου της Ιαπωνικής Επιτροπής για την Επιστήμη των Υπολογιστών, που δημοσιεύθηκε το 1981. Σύμφωνα με αυτό το έργο, οι υπολογιστές και τα συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών πέμπτης γενιάς, πέραν της υψηλής απόδοσης και αξιοπιστίας με χαμηλότερο κόστος, τα οποία παρέχουν πλήρως το VLSI και άλλες τελευταίες τεχνολογίες, πρέπει να ικανοποιούν τις ακόλουθες ποιοτικά νέες λειτουργικές απαιτήσεις:

να παρέχουν ευκολία στη χρήση των υπολογιστών με την εφαρμογή συστημάτων φωνητικών εισόδων / εξόδων, διαλόγου επεξεργασίας πληροφοριών με φυσικές γλώσσες · ευκαιρίες μάθησης, συσχετιστικές κατασκευές και λογικά συμπεράσματα.

να απλοποιήσει τη διαδικασία δημιουργίας λογισμικού, αυτοματοποιώντας τη σύνθεση των προγραμμάτων σύμφωνα με τις προδιαγραφές των αρχικών απαιτήσεων σε φυσικές γλώσσες

να βελτιώσει τα βασικά χαρακτηριστικά και τις λειτουργικές ιδιότητες της VT για να ανταποκριθεί σε διάφορα κοινωνικά καθήκοντα, να βελτιώσει την αναλογία του κόστους και των αποτελεσμάτων, την ταχύτητα, την ευκολία, τη συμπαγή του υπολογιστή, εξασφαλίζουν την ποικιλομορφία τους, την υψηλή προσαρμοστικότητα στις εφαρμογές και την αξιοπιστία τους.

Δεδομένης της πολυπλοκότητας της υλοποίησης των καθηκόντων που έχουν τεθεί για την πέμπτη γενιά, είναι πολύ πιθανό να ξεπεραστούν σε πιο ορατά και καλύτερα αισθητά στάδια, το πρώτο από τα οποία εφαρμόζεται σε μεγάλο βαθμό στο πλαίσιο της σημερινής τέταρτης γενιάς.

Χαρακτηριστικά των δικτύων δορυφορικών επικοινωνιών Μαθήματα \u003e\u003e Επικοινωνίες

Δίκτυα Υπολογιστής  και τηλεπικοινωνιών Χαρακτηριστικό  δορυφορική ... υψηλή ένταση διαφορετικά  πληροφορίες στο κυρίως  ηλεκτρονικά και ... για παλιούς δορυφόρους γενεών), οι δυνάμεις να αυξήσουν ... τις πλευρές του δορυφόρου. Πίνακας 4 Το κύριο χαρακτηριστικά  διασταυρώσεων. Δείκτης ...