В то время как Томас Кольмара разрабатывал настольный калькулятор, ряд очень интересных разработок в компьютерах был запущен в Кембридже, Англия, Чарльзом Бэббэджем (которых компьютерный магазин

Unit 2

Babbage

В то время как Томас Кольмара разрабатывал настольный калькулятор, ряд очень интересных разработок в компьютерах был запущен в Кембридже, Англия, Чарльзом Бэббэджем (которых компьютерный магазин «Babbages» называют), преподаватель математики. В 1812 Бэббэдж понял, что много долгих вычислений, особенно те должны были сделать математические таблицы, был действительно ряд предсказуемых действий, которые постоянно повторялись.

От этого он подозревал, что должно быть возможно сделать их автоматически.

Он начал разрабатывать автоматическую механическую вычислительную машину, которая он вызывал механизм различия. К 1822 у него была рабочая модель, чтобы демонстрировать с. С финансовой справкой от британского правительства Babbage запустил производство механизма различия в 1823. Это предназначила, чтобы быть паром, приводимым в действие и полностью автоматическим, включая печать получающихся таблиц, и управляла фиксированная программа инструкции.

Механизм различия, несмотря на то, что ограничивавший адаптируемость и применимость, был действительно большим усовершенствованием. Бэббэдж продолжал работать над ним в течение следующих 10 лет, но в 1833 он потерял интерес, потому что он думал, что у него была лучшая идея - конструкция того, что теперь вызовут общей целью, полностью программа - управляемый, автоматический механический компьютер. Бэббэдж вызывал эту идею Аналитическая машина. Идеи этого проекта показали много предвидения, несмотря на то, что это не могло цениться до целое столетие спустя.

Планы относительно этого механизма потребовали идентичного десятичного компьютера, воздействующего на числа 50 десятичных цифр (или слова) и имеющего емкость хранения (память) 1,000 таких цифр. Встроенные операции, как предполагалось, включали все, что современный генерал - которого компьютер цели будет требовать, даже вся важная Условная Возможность Передачи Управления, которая позволила бы командам выполняться в любом порядке, не только порядке, в котором они были запрограммированы.

Аналитическая машина должна была скоро использовать перфорированные карты, которые будут считаны в машину из нескольких различных Позиций считывания. Машина, как предполагалось, работала автоматически энергией пара, и потребовала только одного человека там.

Компьютеры Бэббэджа никогда не заканчивались. Различные причины используются для его отказа. Большинство используемое является нехваткой методов механизирующего точности в то время. Другое предположение состоит в том, что Babbage работал над решением проблемы, которую в 1840 действительно должны были решить немного людей. После Babbage в автоматических компьютерах была временная потеря интереса.

Между 1850 и 1900 большие усовершенствования были сделаны в математической физике, и это стало известным, что может быть идентифицировано большинство заметных динамических явлений дифференциальными уравнениями (который означал, что большинство встречающихся в природе событий может быть измерено или описано в одном уравнении или другом), так, чтобы простые средства для их вычисления были бы полезны.

Кроме того, от практического представления, доступность энергии пара заставила производственный (бойлеры), транспортировка (паровые двигатели и лодки), и коммерция процветать и привела к периоду большого количества технических достижений. Разработка железных дорог и создание из пароходов, текстильных фрез и мостов потребовали, чтобы дифференциальное исчисление определило такие вещи как:

• центр тяжести

• центр плавучести

• момент инерции

• распределения напряжений

Даже оценка выходной мощности парового двигателя требовала математической интеграции. Сильная необходимость таким образом разработала для машины, которая могла быстро выполнить много повторных вычислений.

UNIT 3.

PART 1

Мэйнфреймы

Большие компьютерные системы или мэйнфреймы, поскольку они упомянуты в области информатики, являются теми компьютерными системами, найденными в, вычисляют установку, обрабатывающую огромные объемы данных. Эти мощные компьютеры используют сверхвысокоскоростную оперативную память, в которую данные и программы, с которыми будут иметь дело, переданы для быстрого доступа. У этих мощных машин есть больший репертуар более сложных инструкций, которые могут быть выполнены более быстро. Принимая во внимание, что компьютеры меньшего размера могут сделать несколько шагов, чтобы выполнить определенную работу, более крупная машина может выполнить ту же вещь с одной инструкцией.

Эти компьютеры могут иметь два типа: цифровой или аналоговый. Компьютер или компьютер общего назначения, как это часто известно, составляют приблизительно 90% больших компьютеров теперь в использовании. Это получает свое имя, потому что данные, которые представлены ему, сделаны из кода, состоящего из одно-символьных цифрами передков орудия. Компьютер походит на гигантский кассовый аппарат, в котором он может сделать вычисления на шагах, один за другим на огромной скорости и с большой точностью. Программирование компьютера безусловно * обычно используется в обработке электронных данных в деловых или статистических целях. Аналоговый компьютер работает что-то как автомобильный спидометр, в котором он постоянно решает вычисления. Это используется по существу для проблем, включающих измерения. Это может моделировать или подражать различным измерениям электронными средствами. Оба из этих компьютерных типов - цифровое и аналог составлены из электронных компонентов, которые могут потребовать, чтобы большая комната разместила их. В настоящее время компьютер способен к выполнению чего-либо, что аналог один раз сделал. Кроме того это проще к программе и более дешево работать. Новый тип научной компьютерной системы, названной аналого-цифровым компьютером, был теперь произведен, который комбинирует два типа в один.„ Действительно мощные компьютеры продолжают быть большими и потребовать специального положения для их корпуса, систем охлаждения, воздушной фильтрации и источников питания. Это вызвано тем, что намного больше пространства приведено в рабочее состояние устройствами ввода-вывода - накопителями на магнитной ленте и дисками и другим периферийным оборудованием - чем электронными компонентами, которые не составляют объем машины в мощной установке. Потребляемая мощность этих машин также довольно высока, не говоря уже о цене, которая сталкивается с сотнями тысяч долларов. Будущее принесет большие разработки в механических устройствах, связанных с компьютерными системами. В течение длительного времени они были слабой ссылкой с точки зрения и эффективности и надежности.

PART 2

Электронные Компьютеры

Запуск Второй мировой войны произвел большую потребность в компьютерной мощности, специально для вооруженных сил. Новое оружие было сделано, для которого были необходимы таблицы траектории и другие существенные данные. В 1942, Джон П. Экерт, Джон В. Мочли (уехал), и их партнеры в школе Мура Электротехники Университета Пенсильвании решили создать верхний уровень - электронно-вычислительная машина скорости, чтобы сделать задание. Эта машина стала известной как ENIAC (Электрический Числовой Интегратор И Калькулятор).

/ размер числового "слова" ENIAC были 10 десятичных цифр, и это могло умножить два из этих чисел при уровне 3OO на второе / нахождение значения каждого продукта от таблицы умножения, сохраненной в ее памяти. ENIAC был поэтому приблизительно в 1,000 раз быстрее тогда предыдущая генерация релейных компьютеров.

ENIAC использовал 18,000 вакуумных ламп, приблизительно 1,800 квадратных футов площади, и использовал приблизительно 180,000 ватт электроэнергии. Это перфорировало ввод-вывод карты, 1 множитель, саженец на 1 делитель/квадрат и 20 сумматоров, используя десятичные кольцевые счетчики, которые служили сумматорами и также как быстрым доступом (.0002 секунд) хранение регистра чтения-записи. Исполнимые инструкции, составляющие программу, были воплощены в отдельных "модулях" ENIAC, которые были включены вместе, чтобы сформировать "маршрут" для потока информации.

Эти соединения должны были быть сделаны заново после каждого вычисления, вместе с предварительной установкой функциональных таблиц и переключателей. Этот “проводной собственный” метод был неудобен (по очевидным причинам), и только с некоторой широтой мог ENIAC считаться программируемым. Это было, однако, эффективно в обработке определенных программ, для которых это было разработано.

ENIAC обычно принимается как первое успешное высокое - электронный компьютер (EDC) скорости и использовался с 1946 к 1955^ противоречие, разработанное в 1971, однако, по патентоспособности основных цифровых понятий ENIAC, претензия, предъявленная, который другого физика, (оставил) Джон В. Атэнэзофф, уже использовал в основном те же идеи в более простом вакууме - устройство трубки, которое он создал в 1930-ых в то время как в Государственном колледже Айовы. В 1973 суды, найденные в пользу компании, используя требование Атэнэзофф.

UNIT 4 Part 1

Миникомпьютеры

(Пока середина 1960-ых, компьютеры не были мощными и физически большими и дорогими. Что было действительно необходимо, хотя, были компьютеры меньшего количества питания, меньшей емкости памяти и без такого большого массива периферийного оборудования?) Эта потребность частично удовлетворялась быстрым улучшением производительности полупроводниковых устройств (транзисторы) и их невероятное сокращение размера, стоилась и питание; все из которых привели к разработке миникомпьютера или мини-для короткого/несмотря на то, что, нет никакого точного определения миникомпьютера, это, как обычно понимают, относится к компьютеру, мэйнфрейм которого физически маленький, имеет фиксированную длину слова между 8 и 32 битами и стоит меньше, чем США 100,000$ для центрального процессора. Сумма основной памяти, доступной дополнительно в системах миникомпьютера, колеблется от 38-512 кбайт! однако, sotne системы позволяют этой памяти быть расширенной еще далее.

Большое количество периферийных устройств было разработано специально для использования в системах, созданных вокруг миникомпьютеров; они иногда упоминаются как минипериферийные устройства. Они включают кассеты магнитной ленты и кассеты, маленькие диски и большое разнообразие принтеров и консолей.

Много миникомпьютеров используются просто для фиксированного приложения и выполняют только единственную программу. Это изменено только когда это необходимо или чтобы исправить ошибки или когда изменение в проекте системы представлено. Так как операционная среда для большей части minis намного менее различна и комплекс, чем большие мэйнфреймы, это само собой разумеется, что программное обеспечение и периферийные требования отличаются значительно от тех из компьютера, который выполняет несколько сотен когда-либо изменяющихся заданий в день. Операционные системы minis также обычно обеспечивают системный доступ или к единственному пользователю или к ограниченному количеству пользователей за один раз.

Так как много minis используются, в режиме реального времени обрабатывая, им обычно предоставляют операционные системы, которые специализированы с этой целью. Например, у большинства minis есть функция прерывания, которая позволяет программе быть прерванной, когда они получают специальный сигнал, указывающий, что любое из многих внешних событий, на которые они предварительно запрограммированы, чтобы ответить, произошло. Когда прерывание происходит, компьютерные магазины достаточно информации о задании в процессе, чтобы возобновить работу после того, как это ответило на прерывание. Поскольку системы миникомпьютера использовались так часто в режиме реального времени приложения, другие аспекты их проекта изменились; т.е. они обычно обладают аппаратной возможностью, которая будет соединена непосредственно с большим разнообразием измерительных инструментов, к аналоговым и цифровым преобразователям, к микропроцессорам, и в конечном счете, к еще более крупному мэйнфрейму, чтобы проанализировать собранные данные.

Part 2

EDC программы

Очарованный успехом ENIAC, математик Джон Фон Нейман (уехал), предпринял, в 1945 абстрактное исследование вычисления, которое показало, что у компьютера должно быть очень простое, фиксировало физическую структуру, и все же быть в состоянии выполнить любой вид вычисления посредством надлежащего программного управления без потребности в любом изменении в самом модуле.

Фон Нейман внес новую осведомленность о том, как практические, все же быстрые компьютеры должны быть организованы и созданы. Эти идеи, обычно называемые сохраненным - метод программы, стали важными для будущих поколений высоких - компьютеры скорости и были универсально приняты.

Сохраненное - метод Программы включает много функций компьютерного дизайна и функции помимо той, которой это называют в честь. В комбинации эти функции делают очень - высоко - работа скорости достижимый. Проблеск может быть обеспечен, рассматривая, каких 1,000 операций в секунду означает. Если бы каждая инструкция в программе задания использовалась один раз в последовательном порядке, то никакой человеческий программист не мог генерировать достаточно инструкции, чтобы заставить компьютер напряженно трудиться.

Приготовления должны быть сделаны, поэтому, для частей программы задания (названный подпрограммами), чтобы неоднократно использоваться способом, который зависит от пути, которым идет вычисление. Кроме того, четко было бы полезно, если инструкции могли бы быть изменены если нужно во время вычисления, чтобы заставить их вести себя по-другому. Фон Нейман соответствовал этим двум потребностям, делая специальный тип машинной команды, названной Условной передачей управления - который позволил последовательности программы быть остановленной и запущенной снова в любой точке - и храня все программы инструкции вместе с данными в том же блоке памяти, так, чтобы, при необходимости, инструкции могли быть арифметически изменены таким же образом как данные.

В результате этих методов, вычисляя и программируя стал намного быстрее, более гибким, и более эффективным с работой. Регулярно используемые подпрограммы не должны были быть повторно запрограммированы для каждой новой программы, но могли быть сохранены в "библиотеках" и чтении в память только при необходимости. Таким образом большая часть данной программы могла быть собрана от библиотеки подпрограмм.

Все - память компьютера цели стала местом блока, в котором все части долгого вычисления были сохранены, работали над частью частью и соединяли toform окончательные результаты. Автоматизированный контроль выжил только, поскольку "бегун поручения" forjthe в целом обрабатывает. Как только преимущество этих методов стало четким, они стали общепринятой практикой.

В 1947 было создано первое поколение запрограммированных электронно-вычислительных машин модема, чтобы использовать в своих интересах эти улучшения. Эта группа включена компьютеры, использующие Случайный - Доступ - Память (RAM), которая является памятью, разработанной, чтобы предоставить почти постоянный доступ к любым определенным данным.. Эти машины перфорировали - карта или устройства ввода-вывода перфоленты и RAM 1,000 - способность слова и времена доступа.5 греческих секунд MU (.5*10-6 секунд). Некоторые из них могли выполнить умножение в секунды на 2 - 4 МЫШИНЫХ ЕДИНИЦЫ. Физически, они были намного меньше, чем ENIAC. Некоторые были о размере рояля и использовали только 2,500 электронных трубок, намного меньше тогда требуемых ранее ENIAC. Первое - сохраненная генерация - компьютеры программы требовали большого обслуживания, достигнутого, вероятно, приблизительно 70%-ая надежность работы (ROO), и использовались в течение 8 - 12 лет. Они обычно программировались в ML, несмотря на то, что к середине 1950-ых успехи были сделаны в нескольких аспектах усовершенствованного программирования. Эта группа компьютеров включала EDVAC (выше) и UNIVAC (ниже) первых коммерчески доступных компьютеров.

UNIT 5

Part 1

Микрокомпьютеры

Начало 1970-ых видело рождение микрокомпьютера, или микро для краткости Центральный процессор микро, вызванного микропроцессор, создан как единственное полупроводниковое устройство; т.е. тысячи отдельных элементов схемы, необходимых, чтобы выполнить все логические и арифметические функции компьютера, произведены как однокристальная схема. Полная микрокомпьютерная система составлена из микропроцессора, памяти и периферийного оборудования. Процессор, память и электронное управление для периферийного оборудования обычно соединяются на сингле или на нескольких печатных платах. Системные микропроцессоры использования могут быть сцеплены вместе, чтобы сделать работу, что до недавнего времени только системы миникомпьютера были способны к выполнению, micros обычно имеют несколько более простые и менее гибкие системы команд, чем minis и обычно намного ниже. Различные micros доступны с 4-, 8-, 12-, 16-разрядные продолжительности работы, и некоторые новые используют 32-разрядные микросхемы. Точно так же minis доступны с длинами слова до 32 битов. Несмотря на то, что minis может быть оборудован намного большей основной емкостью памяти, micros становятся более мощными и сходятся с технологией миникомпьютера.

Чрезвычайно низкая цена micros открыла полностью новые области применения для компьютеров. Приблизительно только 20 лет назад, центральный процессор средней возможности продан за несколько сотен тысяч долларов (США). и теперь некоторые микропроцессоры продают за так же дешево как 10$. Конечно, к тому времени, когда имеете применимую микрокомпьютерную систему, цена будет где-нибудь между 200$ и 5000$ в зависимости от дисплея, внешней памяти, и независимо от того, что другие периферийные устройства необходимы.

Доступный диапазон микрокомпьютерных систем развивается более быстро, чем миникомпьютеры. Из-за их невероятно низкой цены теперь возможно использовать только небольшую часть возможности компьютера в определенном системном приложении и все еще быть далеким вперед в финансовом отношении любого другого способа получить сделанное задание. Например, тысячи промышленных роботов используются сегодня, и число растет очень быстро, поскольку эта относительно новая отрасль улучшает цену и производительность ее продуктов при помощи последнего микрокомпьютера.

Программное обеспечение Microcomputer разрабатывает быстро, и оно теперь покрывает огромный диапазон приложений, а также обработка данных, программное обеспечение может также быть записано для специализированных задач как раз когда комплекс как навигация по ракетам. Некоторый модем micros даже способен к многозадачности. В дополнение к их широкому применению в системах управления всеми типами они предназначены для многого нового использования от более сложных вычислений до автомобильной работы механизма и медицинской диагностики. Они уже используются в автомобильных системах управления эмиссии и являются основанием многих телевизионных игровых присоединений. Есть также быстро растущий рынок для персональных компьютеров, потенциал приложения которых в образовании только что начинает использоваться.

Казалось бы, что пределы для микрокомпьютерных приложений ни в коем случае не были достигнуты. Есть те, кто предсказывает, что рынки домашнего компьютера и компьютера для хобби и образовательный рынок, превратятся в многомиллиардные предприятия в течение десятилетия или около этого. Также казалось бы, что производительность микропроцессоров могла увеличиться десятикратный в ближайшем будущем, в то время как цены за micros могли уменьшиться так же.

Part 2

Усовершенствования в 1950-ых

В начале 50-ых два важных технических открытия изменили изображение электронного - вычислительная техника от одного из быстрых но ненадежных аппаратных средств к изображению относительно высокой надежности и еще большей возможности. Эти открытия были памятью магнитного сердечника и Транзистором - Элемент схемы. Эти технические открытия быстро нашли свой путь в новые модели компьютеров. Мощности RAM увеличились с 8,000 до 64,000 слов в коммерчески доступных машинах к 1960-ым с временами доступа 2 - 3 мс (Миллисекунды). Эти машины были veiy дорогой, чтобы купить или даже арендовать и были особенно дороги, чтобы работать из-за стоимости расширения программирования. Такие компьютеры были главным образом сочтены в крупных вычислительных центрах, которыми управляет отрасль, правительство и частные лаборатории - укомплектованными многими программистами и вспомогательным персоналом. Эта ситуация привела к режимам работы, включающим совместное использование высокого доступного потенциала.

Один такой режим - пакетная обработка, в которой проблемы подготовлены и затем сохранены готовые к вычислению на относительно дешевом носителе. Магнитные барабаны, магнитные - пакеты дисков или магнитные ленты, обычно использовались. Когда компьютер заканчивается с проблемой, он "выводит" целую проблему (программа и результаты) на одном из этих периферийных устройств хранения данных и запускается на новой проблеме.

Другой режим для быстрых, мощных машин вызывают, разделяя по времени. В разделении по времени компьютер обрабатывает много заданий в такой быстрой последовательности, которую выполняет каждое задание, как будто другие задания не существовали, таким образом сохранение каждого "клиента" удовлетворило. Такие рабочие режимы должны разработать исполняемые программы, чтобы проявить внимание к администрированию различных задач.

Дата добавления: 2015-08-28