zaeto.ru

Принципы построения и архитектура ЭВМ история развития компьютеров – 2ч

Другое
Экономика
Финансы
Маркетинг
Астрономия
География
Туризм
Биология
История
Информатика
Культура
Математика
Физика
Философия
Химия
Банк
Право
Военное дело
Бухгалтерия
Журналистика
Спорт
Психология
Литература
Музыка
Медицина
добавить свой файл
 

 
страница 1 страница 2 страница 3 страница 4


Принципы построения и архитектура ЭВМ

История развития компьютеров – 2ч


В нашу эпоху компьютер занимает важное место в жизни человека. Кто-то использует компьютер для игр, кто-то для обучения, некоторые любят посидеть в Internet. Но все эти компьютеры имеют общую структуры и принципы функционирования, а соответственно, и историю развития.

Эволюционный процесс, который привел к современным компьютерам, был и продолжает оставаться чрезвычайно быстрым и динамичным. Ученые вывели даже закономерность, что мощность процессоров увеличивается вдвое каждые 18 месяцев (Закон Мура)!

При создании машины, известной как "персональный компьютер", было использовано большое число открытий и изобретений, которые внесли существенный вклад в развитие компьютерной техники.

Исторические предшественники компьютеров. Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа.


В первой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство - Бэббидж называл его Аналитической машиной. Именно Бэббидж впервые додумался до того, что компьютер должен содержать память и управляться с помощью программы. Бэббидж хотел построить свой компьютер как механическое устройство, а программы собирался задавать посредством перфокарт — карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий (они в то время уже широко употреблялись в ткацких станках). Однако довести до конца эту работу Бэббидж не смог — она оказалась слишком сложной для техники того времени.

Первые компьютеры


В 40-ходах XX в. сразу несколько групп исследователей повторили попытку Бэббиджа на основе техники XX в. — электромеханических реле. Некоторые из этих исследователей ничего не знали о работах Бэббиджа и переоткрыли его идеи заново. Первым из них был немецкий инженер Конрад Цузе, который в 1941 г. построил небольшой компьютер на основе нескольких электромеханических реле. Но из-за войны работы Цузе не были опубликованы. А в США в 1943 г. на одном из предприятий фирмы IBM американец Говард Эйкен создал более мощный компьютер под названием “Марк-1”. Он уже позволял проводить вычисления в сотни раз быстрее, чем вручную (с помощью арифмометра), и реально использовался для военных расчетов.

Однако электромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно надежно. Поэтому, начиная с 1943 г. в США группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта начала конструировать компьютер ENIAC на основе электронных ламп. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем Марк-1. Однако обнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал — ведь для задания метода расчетов (программы) в этом компьютере приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. А сам расчет после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.


Компьютеры с хранимой в памяти программой


Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новый компьютер, который мог бы хранить программу в своей памяти. В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этом компьютере. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования компьютеров, т.е. универсальных вычислительных устройств. И до сих пор подавляющее большинство компьютеров сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. Мы рассмотрим принципы фон Неймана в следующем параграфе.

Развитие элементной базы компьютеров


В 40-х и 50-х годах компьютеры создавались на основе электронных ламп. Поэтому компьютеры были очень большими (они занимали огромные залы), дорогими и ненадежными — ведь электронные лампы, как и обычные лампочки, часто перегорают. Но в 1948 г. были изобретены транзисторы — миниатюрные и недорогие электронные приборы, которые смогли заменить электронные лампы. Это привело к уменьшению размеров компьютеров в сотни раз, сокращению энергопотребления и повышению их надежности. Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к середине 60-х годов был созданы и значительно более компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник и стоимостью всего $20 тыс. (компьютеры 40-х и 50-х годов обычно стоили миллионы дол.).

После появления транзисторов наиболее трудоемкой операцией при производстве компьютеров было соединение и спайка транзисторов для создания электронных схем. Но в 1959 г. Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) изобрел способ, позволяющий создавать на одной пластине кремния транзисторы и все необходимые соединения между ними. Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами, или чипами.



В 1968 г. фирма Burroughs выпустила первый компьютер на интегральных схемах, а в 1970 г. фирма Intel начала продавать интегральные схемы памяти. В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждые полтора года1, что и обеспечивает постоянное уменьшение стоимости компьютеров и повышение быстродействия.

Появление персональных компьютеров


Вначале микропроцессоры использовались в различных специализированных устройствах2, например, в калькуляторах. Но в 1974 г. несколько фирм объявили о создании на основе микропроцессора Intel-8008 персонального компьютера, т.е. устройства, выполняющего те же функции, что и большой компьютер, но рассчитанного на одного пользователя. В начале 1975 г. появился первый коммерчески распространяемый персональный компьютер Альтаир-8800 на основе микропроцессора Intel-8080. Этот компьютер продавался по цене около 500 дол. И хотя возможности его были весьма ограничены (оперативная память составляла всего 256 байт, клавиатура и экран отсутствовали), его появление было встречено с большим энтузиазмом: в первые же месяцы было продано несколько тысяч комплектов машины. Покупатели снабжали этот компьютер дополнительными устройствами: монитором для вывода информации, клавиатурой, блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства стали выпускаться другими фирмами. В конце 1975 г. Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Microsoft) создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы. Это также способствовало популярности персональных компьютеров. Успех Альтаир-8800 заставил многие фирмы также заняться производством персональных компьютеров. Персональные компьютеры стали продаваться уже в полной комплектации, с клавиатурой и монитором, спрос на них составил десятки, а затем и сотни тысяч штук в год. Появилось несколько журналов, посвященных персональным компьютерам. Росту объема продаж весьма способствовали многочисленные полезные программы, разработанные для деловых применений. Появились и коммерчески распространяемые программы, например, программа для редактирования текстов WordStar и табличный процессор VisiCalc (соответственно 1978 и 1979 гг.). Эти и многие другие программы сделали покупку персональных компьютеров весьма выгодным для бизнеса: с их помощью стало возможно выполнять бухгалтерские расчеты, составлять документы и т.д. Использование же больших компьютеров для этих целей было слишком дорого.

Компьютеры фирмы IBM


Фирма IBM – признанный лидер по производству «больших» ЭВМ, не приняла всерьез появление ПЭВМ. Однако стремительный прогресс персоналок и захват ими значительного сегмента рынка заставил IBM обратить свое внимание на «младших» братьев. В конце 1980 года в составе фирмы IBM была образована группа, названная Entry Systems Division. Первоначальный штат состоял из 12 человек (инженеров и конструкторов) под руководством Дона Эстриджа. Главным конструктором "команды" был Льюис Эггебрехт. Это подразделение получило задание разработать первый реальный ПК фирмы IBM. Фирма IBM считала, что система 5100, разработанная в 1975 году, является "разумным" программируемым терминалом, а не настоящим компьютером, хотя она действительно была компьютером. Эстридж и группа конструкторов быстро разработали проект и спецификации новой системы. Группа изучила рынок, который оказал огромное влияние на проект IBM РС. Конструкторы рассмотрели господствующие стандарты, изучили другие успешные системы и включили все эти особенности - и даже больше - в новый ПК. Фирма IBM была готова производить систему, которая идеально заполнила свою нишу на рынке ЭВМ. После того, как параметры для проекта были определены с помощью изучения рынка, фирма IBM была в состоянии пройти путь от идеи до выпуска системы за один год. Компания совершила этот подвиг, прибегнув к покупке максимального количества компонентов у внешних продавцов. Результатом этого спурта стал, в частности, принцип открытой архитектуры IBM PC (об этом чуть позже) Т.е., фирма IBM опубликовала все спецификации разработанной архитектуры и т.о. позволила большому числу заинтересованных фирм разрабатывать и выпускать компоненты и расширения для своего ПК.

Интересна история с оснащением IBM PC операционной системой.

В 1975 г. Билл Гейтс и Пол Аллен решили написать интерпретатор языка BASIC для компьютера Altair 8800 и основали компанию Micro-Soft, для разработки программного обеспечения.

Контракт на разработку языков программирования и операционной системы для IBM PC был выдан компании Мicro­soft. Среди нескольких фирм, участвовавших в конкурсе, только Мicrosoft согласилась предоставить свою операционную систему MS DOS и транслятор с языка Basic бесплатно, получая отчисления с каждой продажи. Остальные же требовали оплатить разработку. В результате фирма IBM, стремившаяся минимизировать выходную цену IBM PC и, честно говоря, не до конца уверенная в успехе данного предприятия, заключила контракт именно с Мicrosoft. Кроме помощи в быстром выпуске конечного продукта, использование внешних продавцов было открытым приглашением к дальнейшей поддержке системы. Так это и случилось. Дебют IBM РС (модель IBM 5150) состоялся 12 августа 1981 года. В этот день новый стандарт занял свое место в компьютерной индустрии. С тех пор фирма IBM продала сотни миллионов РС, и РС вырос в целое семейство компьютеров и внешних устройств. Для этого семейства написано больше программных продуктов, чем для любой другой системы, имеющейся на рынке.



Конфигурация первого IBM PC

  • Процессор Intel 8088 с частотой 4.77 МГц (4/3 частоты поднесущей NTSC),

  • емкость ОЗУ от 16 до 256Кбайт.

  • Флоппи-дисководы (1 или 2 шт.) емкостью 160 Кбайт приобретались за отдельную плату

  • Винчестера не было.

Ключевые технологи

  • системная шина ISA со стандартными слотами, что позволяло вставлять в компьютер разнообразные платы расширения (видео-, звуковые, сетевые и прочие адаптеры)

  • BIOS — набор системных функций, позволявший разработчику ПО абстрагироваться от деталей работы аппаратуры и не зависеть от конкретной конфигурации системы. (До этого все ПО разрабатывалось только под конкретные машины и поставлялось вместе с ними)

  • В IBM PC можно было использовать либо монохромный видеоадаптер MDA (текст 80×25, размер символа 9×14), либо позднее цветной видеоадаптер CGA (текст 80×25 или 40×25, размер символа 8×8, либо графика разрешением 320×200 пикселей при 4-х цветах или разрешением 640×200 пикселей при 2 цветах).

Последующее развитие модельного ряда

IBM PC/XT (1983—1986)

IBM PC/AT (1984—1990)

IBM PS/2 (1987—?)







Процессоры Intel

Исторические




до x86

4004 • 4040 • 8008 • 8080 • 8085

x86 (16-бит)

8086 • 8088 • 80186 • 80188 • 80286

x86-32/IA-32 (32-бит)

80386 • 80486 • Pentium • Pentium Pro • Pentium II • Pentium III • Pentium 4 • Pentium M • Celeron M • Celeron D • Core • A100

x86-64/EM64T (64-бит)

Pentium 4 (некоторые) • Pentium D • Pentium Extreme Edition • Celeron D (некоторые)

IA-64 (64-бит)

Itanium

Другие

iAPX 432 • RISC: (i860 • i960 • StrongARM • XScale)







Современные

Celeron • Pentium Dual-Core • Core 2 (Solo • Duo • Quad) • Atom • Xeon • Itanium 2 • Pentium G • Core i3 • Core i5 • Core i7






Список_микропроцессоров_Intel - http://ru.wikipedia.org/wiki/Список_микропроцессоров_Intel


Apple Computer


1 апреля 1976 г. Стив Джобс и Стив Возняк основали фирму Apple Computer.

Macintosh (Макинто́ш) или Mac (Мак) — линейка персональных компьютеров, спроектированных, разработанных, производимых и продаваемых фирмой Apple Inc. Работают под управлением операционной системы Mac OS (в настоящее время — Mac OS X). Своё название получили от сорта яблок «Макинтош» (McIntosh).



Первый Mac был выпущен 24 января 1984 года. Это был первый популярный персональный компьютер, использующий графический интерфейс пользователя (изначально графический интерфейс и мышь были разработаны в 1968 году Дугласом Энгельбартом вместо стандартного на тот момент интерфейса командной строки.
Хронология_развития_вычислительной_техники - http://ru.wikipedia.org/wiki/Хронология_развития_вычислительной_техники

Советские Компьютеры


или http://ru.wikipedia.org/wiki/Список_советских_компьютерных_систем


страница 1 страница 2 страница 3 страница 4


Смотрите также:





      следующая страница >>

скачать файл




 



 

 
 

 

 
   E-mail:
   © zaeto.ru, 2018