История развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ. Классы современных ЭВМ. Современное программное обеспечение.

1642 – французский ученый Блез Паскаль изобрёл устройство, механически выполняющее сложение чисел (паскалево колесо – ручное управление, зубчатые колёса, сложение десятичных чисел).

1673 – Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, позволявший выполнять 4 арифметических действия. Служил для наведения артиллерии.

1-я половина XIX в. – Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство. Его идея – создание программируемой счетной машины, выполняющей действия без участия человека. Она должна была исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт, иметь «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов. Ада Лавлейс (дочь Байрона) – 1-й программист, сыграла большую роль в проекте Бэббиджа.

1941 – К. Цузе изобрел автоматический цифровой компьютер Z3 (элементы обеспечивают возможность работы с 2-ичной системой). Z3 имел 2600 электромеханических реле, управление осуществлялось с помощью перфолент. Ввод осуществлялся с помощью 4-кнопочной клавиатуры, а вывод – с помощью лампового экрана. 1944г. – Z3 разрушен.

Главный недостаток всех первых компьютеров – использование механических реле. Их скорость относительно невысокая, а потребление питания существенное.

1943 – в почтовом департаменте Англии был создан программируемый компьютер Colossus. В качестве переключательных элементов он имел около 2000 электровакуумных ламп.

1945г. – в США была создана научная группа для создания универсального компьютера, в которую входил австрийский ученый Джон фон Нейман.

1946г. – создание компьютера ENIAC, который имел электровакуумные лампы, высокую скорость сложения и умножения чисел. Недостатки: стоимость 750000$, размер 300 кв.м.

Поколения ЭВМ

1. Основной признак – элементарная база, состоящая из электровакуумных ламп. Недостатки: большие габариты, большие затраты электроэнергии, большое время переключения состояний, высокая стоимость, быстрый износ.

2. Середина 50-х. Элементная база – транзистор. Это позволило уменьшить габариты, увеличить скорость и уменьшить стоимость. ЭВМ 2-го поколения производились уже серийно. Принципиальное отличие: работа с алгоритмическими языками программирования высокого уровня. Появились телетайпы для ввода и печатающие устройства для вывода информации, накопители на магнитных дисках.

3. Элементная база – интегральные микросхемы, появившиеся в 1960-х гг. В их состав были включены дисплеи, накопители на магнитных дисках, и некоторые другие элементы. ЭВМ 3-го поколения уже производились промышленно, и решались на них достаточно серьезные задачи.

4. В 1970-х гг. появились большие интегральные схемы (БИС), где на одной полупроводниковой пластине находилось несколько тысяч транзисторов. Такая высокая степень интеграции позволила создать микропроцессор (1972г). На их основе появился ПК. Кроме того, ЭВМ 4-го поколения имели цветные графические дисплеи, магнитные диски, электронные печатающие устройства.

5. ЭВМ 5-го поколения имеют элементной базой так называемые большие интегральные схемы, которые на одной пластине имеют миллионы транзисторов. Это позволило увеличить вычислительную мощность компьютера и все остальные элементы ПК должны соответствовать.

Классы современных ЭВМ:

1. Супер ЭВМ – многопроцессорный вычислительный комплекс, имеющий 64- или 128-разрядный процессор, десятки, а то и сотни гигабайт оперативной памяти; десятки, сотни терабайт ПЗУ. Единственный недостаток – высокая стоимость. Супер ЭВМ фирмы Cray стоит около 70 млн. долларов

2. Рабочая станция (Power Station) – ЭВМ, основанная на RISK-процессорах (имеют меньшую производительность, чем супер ЭВМ, но большую, чем ПК). Выпускаются серийно и предназначены для определенных задач: САПР, геоинформационных систем, систем аудио- и видеомонтажа, банковских систем. В настоящее время большинство рабочих станций работает на UNIX-подобных ОС, которые называются AIX. Стоимость рабочей станции – от 20 до 100 тыс. долларов.

3. Персональные компьютеры – предназначены для решения очень широкого класса задач. Первый персональный компьютер был выпущен фирмой Apple в 1972 году. В 1981 году появился первый ПК IBM.

В ПК IBM используется принцип «открытой архитектуры»: регламентируется и стандартизируется только принцип действия компьютера и его конфигурации. Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов, выпущенных независимыми производителями. Кроме того, в компьютер можно вставлять различные устройства, удовлетворяющие стандартам.

Программное обеспечение ЭВМ:

1. прикладное ПО

2. системное ПО

а) операционные системы

б) сервисные программы

3. системное программирование

Системное ПО – это комплекс программ, описаний и инструкций, обеспечивающих функционирование ЭВМ и выполнение заданий пользователя. Программы, входящие в состав системного ПО, практически не зависят от характера задач, решаемых пользователем, а обеспечивают условия для работы прикладных программ.

Операционная система является неотъемлемой частью любой ЭВМ, дополняющей ее аппаратные средства. ОС - комплекс системы программ, загружаемых при включении ЭВМ и осуществляющих следующие функции:

1. Управление ресурсами ЭВМ (оперативной памятью, пространством на дисках, отображением информации на мониторе и др.)

2. Запуск прикладных программ на выполнение

3. Обеспечение интерфейсом для работы с пользователем.

MS-DOS, MS Windows, UNIX (Linux).

В 1985 – Windows 1.0

1987 – Windows 2.0

1990 – Windows 3.0

1992 – Windows 3.1

Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows Millennium, Windows 2000.

В настоящее время – Windows XP (наиболее широкое распространение) и Windows Vista.

Сервисные программы

Служат в качестве дополнения к ОС и выполняют различного рода сервисные задачи, такие как диагностика аппаратного обеспечения, обслуживание жестких дисков, архивирование и создание резервных копий, обнаружение и удаление компьютерных вирусов.

Системное программирование

Первые программы для ЭВМ записывались непосредственно в двоичном коде. В начале 50-х годов появились первые сообщения о разработке первых языков программирования. В 1958г. Появился язык ФОРТРАН. Он предназначен для математических расчетов.

С 1960г. Начал распространяться язык АЛГОЛ. В 1959г. Для решения экономических задач – язык КОБОЛ.

1964 – как универсальный язык для разработки математических, экономических задач и задач системного программирования был разработан универсальный язык ПЛ/1, который широко применялся для больших ЭВМ.

1965 – для персонального ЭВМ был разработан язык Бейсик. Разработан специально для электронщиков, чтобы тестировать компьютер.

1971 – для обучения программированию разработан язык Паскаль.

1972 – было объявлено о разработке языка Си, ориентированного на задачи системного программирования.

Все вышеперечисленные языки программирования предназначены для описания алгоритмов, решения задач. Такие языки наз. процедурно-ориентированными.

1983 – появление языка Си++, дополнение возможностей языка СИ.

СИ++ представляет возможность определения новых типов и реализует работу с объектами, определяемыми пользователем. Языки такого типа называются объектно-ориентированными. В настоящее время такой подход получил очень широкое распространение, очень просто позволяет пользоваться элементом, уже раз созданным.

Существуют проблемно-ориентированные языки на которых описывается постановка задачи и указываются входные данные при этом предполагается, что алгоритм решения будет построен автоматически.

Пролог, Лисп

Используется в ситуациях и.и. и экспертных группах.

Некоторым особняком стоит язык SQL, предназначенный для написания запросов в базу данных.

Языки низкого уровня – ассемблеры, которые являются машинно-ориентированными языками и на этом языке производится непосредственное управление элементами ЭВМ.

Прикладное ПО представляет собой комплекс программ используемых для конкретных задач, в какой либо области.

Дата добавления: 2015-07-20