Второе поколение компьютеров транзисторы



Поколения компьютеров — история развития вычислительной техники

В короткой истории компьютерной техники выделяют несколько периодов на основе того, какие основные элементы использовались для изготовления компьютера. Временное деление на периоды в определенной степени условно, т.к. когда еще выпускались компьютеры старого поколения, новое поколение начинало набирать обороты.

Можно выделить общие тенденции развития компьютеров:

1. Увеличение количества элементов на единицу площади.
2. Уменьшение размеров.
3. Увеличение скорости работы.
4. Снижение стоимости.
5. Развитие программных средств, с одной стороны, и упрощение, стандартизация аппаратных – с другой.

Нулевое поколение. Механические вычислители

Предпосылки к появлению компьютера формировались, наверное, с древних времен, однако нередко обзор начинают со счетной машины Блеза Паскаля, которую он сконструировал в 1642 г. Эта машина могла выполнять лишь операции сложения и вычитания. В 70-х годах того же века Готфрид Вильгельм Лейбниц построил машину, умеющую выполнять операции не только сложения и вычитания, но и умножения и деления.

В XIX веке большой вклад в будущее развитие вычислительной техники сделал Чарльз Бэббидж. Его разностная машина, хотя и умела только складывать и вычитать, зато результаты вычислений выдавливались на медной пластине (аналог средств ввода-вывода информации). В дальнейшем описанная Бэббиджем аналитическая машина должна была выполнять все четыре основные математические операции. Аналитическая машина состояла из памяти, вычислительного механизма и устройств ввода-вывода (прямо таки компьютер … только механический), а главное могла выполнять различные алгоритмы (в зависимости от того, какая перфокарта находилась в устройстве ввода). Программы для аналитической машины писала Ада Ловлейс (первый известный программист). На самом деле машина не была реализована в то время из-за технических и финансовых сложностей. Мир отставал от хода мыслей Бэббиджа.

В XX веке автоматические счетные машины конструировали Конрад Зус, Джорж Стибитс, Джон Атанасов. Машина последнего включала, можно сказать, прототип ОЗУ, а также использовала бинарную арифметику. Релейные компьютеры Говарда Айкена: «Марк I» и «Марк II» были схожи по архитектуре с аналитической машиной Бэббиджа.

Первое поколение. Компьютеры на электронных лампах (194х-1955)

Быстродействие: несколько десятков тысяч операций в секунду.

Особенности:

• Поскольку лампы имеют существенные размеры и их тысячи, то машины имели огромные размеры.
• Поскольку ламп много и они имеют свойство перегорать, то часто компьютер простаивал из-за поиска и замены вышедшей из строя лампы.
• Лампы выделяют большое количество тепла, следовательно, вычислительные машины требуют специальные мощные охладительные системы.

Примеры компьютеров:

Колоссус – секретная разработка британского правительства (в разработке принимал участие Алан Тьюринг). Это первый в мире электронный компьютер, хотя и не оказавший влияние на развитие компьютерной техники (из-за своей секретности), но помог победить во Второй мировой войне.

Эниак. Создатели: Джон Моушли и Дж. Преспер Экерт. Вес машины 30 тонн. Минусы: использование десятичной системы счисления; множество переключателей и кабелей.

Эдсак. Достижение: первая машина с программой в памяти.

Whirlwind I. Слова малой длины, работа в реальном времени.

Компьютер 701 (и последующие модели) фирмы IBM. Первый компьютер, лидирующий на рынке в течение 10 лет.

Второе поколение. Компьютеры на транзисторах (1955-1965)

Быстродействие: сотни тысяч операций в секунду.

По сравнению с электронными лампами использование транзисторов позволило уменьшить размеры вычислительной техники, повысить надежность, увеличить скорость работы (до 1 млн. операций в секунду) и почти свести на нет теплоотдачу. Развиваются способы хранения информации: широко используется магнитная лента, позже появляются диски. В этот период была замечена первая компьютерная игра.

Первый компьютер на транзисторах TX стал прототипом для компьютеров ветки PDP фирмы DEC, которые можно считать родоначальниками компьютерной промышленности, т.к появилось явление массовой продажи машин. DEC выпускает первый миникомпьютер (размером со шкаф). Зафиксировано появление дисплея.

Фирма IBM также активно трудится, производя уже транзисторные версии своих компьютеров.

Компьютер 6600 фирмы CDC, который разработал Сеймур Крей, имел преимущество над другими компьютерами того времени – это его быстродействие, которое достигалось за счет параллельного выполнения команд.

Третье поколение. Компьютеры на интегральных схемах (1965-1980)

Быстродействие: миллионы операций в секунду.

Интегральная схема представляет собой электронную схему, вытравленную на кремниевом кристалле. На такой схеме умещаются тысячи транзисторов. Следовательно, компьютеры этого поколения были вынуждены стать еще мельче, быстрее и дешевле.

Последнее свойство позволяло компьютерам проникать в различные сферы деятельности человека. Из-за этого они становились более специализированными (т.е. имелись различные вычислительные машины под различные задачи).

Появилась проблема совместимости выпускаемых моделей (программного обеспечения под них). Впервые большое внимание совместимости уделила компания IBM.

Было реализовано мультипрограммирование (это когда в памяти находится несколько выполняемых программ, что дает эффект экономии ресурсов процессора).

Дальнейшее развитие миникомпьютеров (PDP-11).

Четвертое поколение. Компьютеры на больших (и сверхбольших) интегральных схемах (1980-…)

Быстродействие: сотни миллионов операций в секунду.

Появилась возможность размещать на одном кристалле не одну интегральную схему, а тысячи. Быстродействие компьютеров увеличилось значительно. Компьютеры продолжали дешеветь и теперь их покупали даже отдельные личности, что ознаменовало так называемую эру персональных компьютеров. Но отдельная личность чаще всего не была профессиональным программистом. Следовательно, потребовалось развитие программного обеспечения, чтобы личность могла использовать компьютер в соответствие со своей фантазией.

В конце 70-х – начале 80-х популярностью пользовался компьютера Apple, разработанный Стивом Джобсом и Стивом Возняком. Позднее в массовое производство был запущен персональный компьютер IBM PC на процессоре Intel.

Позднее появились суперскалярные процессоры, способные выполнять множество команд одновременно, а также 64-разрядные компьютеры.

Пятое поколение?

Сюда относят неудавшийся проект Японии (хорошо описан в Википедии). Другие источники относят к пятому поколению вычислительных машин так называемые невидимые компьютеры (микроконтроллеры, встраиваемые в бытовую технику, машины и др.) или карманные компьютеры.

Также существует мнение, что к пятому поколению следует относить компьютеры с двухядерными процессорами. С этой точки зрения пятое поколение началось примерно с 2005 года.

Источник

Вычислительные машины второго поколения ЭВМ

Электронно-вычислительные машины II поколения относят к 1955–1964 гг. Разработчики перешли от ламп накаливания к полупроводникам. Основой компьютеров данного периода стали транзисторы в качестве элементной базы. Замена радиоламп на триоды и диоды улучшила характеристики ЭВМ:

• уменьшились размеры вычислительной техники;
• устройства стали надежнее;
• новые аппараты были менее энергозатратными;
• быстродействие транзисторных машин возросло до сотен тысяч операций в секунду;
• объем внутренних запоминающих устройств вырос в сотни раз;
• появилась возможность создания информационно-справочных и поисковых систем.

Первыми о разработке полупроводникового устройства объявили американские ученые. В 1954 году Джин Говард Фелкер из компании Bell Labs создал машину под названием TRADIC на 800 транзисторах и 11 000 германиевых диодах. В 1958 году инженеры данной компании выпустили компьютер «Philco-2000», состоящий из 56 000 транзисторов и 1200 диодов. Хотя разработчики утверждали, что это полностью полупроводниковое устройство, в его составе было 450 электронных ламп.

Наряду с США в 1958 году транзисторные компьютеры выпустила Англия, Германия и Япония. В 1960 году вычислительная техника на полупроводниках появилась во Франции, Италии и СССР. В Советском Союзе над построением машины «Раздан-2» работала группа ученых под руководством Ефима Брусиловского. Серийный выпуск советского аппарата начали в 1961 году.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Второе поколение ЭВМ также включало в себя компьютеры на параметронах и магнитных элементах. В СССР во главе с Николаем Брусенцовым появилось устройство «Сетунь». Особенностью данной ЭВМ была работа в троичной системе счисления.

Скачок в компьютерной науке совершили американские инженеры, разработавшие в 1960 году систему «Stretch». Ученые добились увеличения скорости работы ЭВМ в 100 раз благодаря 169 тыс. дрейфовым транзисторам с тактовой частотой переключения в 100 МГц.

Важным событием в развитии вычислительной техники II поколения стали английские компьютеры «Atlas», созданные в 1961 году. Впервые в них применялись принципы виртуальной памяти.

В 1961 году американская фирма Control Data разработала проект вычислительной машины с многопроцессорной обработкой: большое количество арифметико-логических устройств с 10 периферийными процессорами. Такое решение позволило аппарату совершать более 3 млн операций в секунду.

В СССР технология машины «Раздан-2» применялась в порядка 30 последующих моделях. Завод им. С. Орджоникидзе в Минске выпустил компьютер «Минск-2», а затем модифицированные «Минск-22», «Минск-22М», «Минск-23» «Минск-32». Белорусские устройства получили применение в автоматизации различных отраслей народного хозяйства.

В Советском Союзе под руководством Виктора Глушкова созданы малые агрегаты «Проминь» (1962 г.), «Мир» и «Мир-1» (1965 г.), «Мир-2» (1969 г.). Эти изобретения применялись в научно-исследовательской деятельности.

В 1964 году в Пензе во главе с Баширом Рамеевым выпущена ЭВМ «Урал», модифицированная в 1965 году в «Урал-11» и в 1967 году в «Урал-16». Техника серии «Урал» обладала стандартизированной системой связи с периферийными устройствами.

Параллельно с созданием транзисторных компьютеров ученые разрабатывали языки программирования для удобства при наборе программ. К первым из таких языков относятся АЛГОЛ, созданный разработчиками Ассоциации по вычислительной технике США.

Достоинства и недостатки

К положительным показателям ЭВМ второго типа относятся:

• габариты: если ламповые устройства занимали целые здания, то транзисторные машины были чуть выше человеческого роста;
• скорость работы возросла до 500 тыс. операций в секунду;
• оперативная память достигала 32 Килобайт;
• появление новой профессии – оператор ЭВМ;
• создание языков программирования и первых операционных систем;
• относительно низкая цена: компьютеры стали доступны для вузов.

Из недостатков стоит отметить несовместимость программного обеспечения на разных моделях вычислительных машин.

Чем обусловлено появление

Причина появления транзисторных вычислительных устройств – изжитие электронных ламп в качестве элементной базы компьютеров, а именно:

1. Нить накаливания лампы перегорала спустя 10 тыс. часов, что сказывалось на надежности работы вычислительного аппарата. Для сравнения: транзисторы превосходили срок службы ламп в тысячи раз.
2. Ламповые ЭВМ неэффективно тратили энергию: около 75% потребляемого питания расходовалось на тепловые потери. Требовались дополнительные средства на системы охлаждения. Диоды и транзисторы тратили меньше энергии и меньше нагревались.
3. Триоды были на порядок миниатюрнее электронных ламп. Это позволяло экономить пространство.
4. Радиолампы уступали по прочности транзисторам, поэтому их установка не поддавалась автоматизации. Монтаж триодов был автоматизированным.

На каких элементах построены, устройство, структурная схема

В электронных вычислительных устройствах II поколения использовались биполярные транзисторы – расположенные последовательно слои эмиттера, базы и коллектора.

Сопротивление в полупроводниках зависит от температуры, освещения или примесей. В триодах использовали полупроводники с разными проводимостями примесей.

Примеси делятся на донорные и акцепторные. Донорные примеси образуют полупроводники n-типа с «лишними» электронами. Акцепторные примеси образуют полупроводники p-типа с «лишними» положительно заряженными частицами – «дырками». Заряд в «дырках» равен заряду в электроне.

При взаимодействии полупроводников различного типа, электроны из полупроводника типа n переходят в полупроводник типа p, а «дырки» из полупроводника p-типа – в полупроводник n-типа. Таким образом пограничный слой полупроводников насыщается «чужими» частицами. На этом перемещение «дырок» и электронов завершается образованием запирающего слоя.

При подаче на полупроводник типа n отрицательного напряжения, а на полупроводник типа p – положительного, запирающий слой разрушается. После этого процесс движения электронов и дырок запускается вновь. При подаче положительного напряжения на полупроводник n-типа и отрицательного на полупроводник p-типа запирающий слой увеличивается.

Пример: если на коллектор подается логическая единица в 5 вольт, при положительном напряжении на базу на эмиттере получится логическая единица в 5 вольт. При отрицательном напряжении или отсутствии напряжения на базе на выходе получится логический ноль в виде напряжения менее 1 вольта.

УВв – устройство ввода;

УВыв – устройство вывода;

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;

АЛУ – арифметико-логическое устройство;

УУ – устройство управления;

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

Принцип работы триодов и электронных ламп схож. Использование транзисторов сделало компьютеры второго поколения производительнее, надежнее, компактнее и дешевле, чем устройства первого поколения.

Источник

Второе поколение компьютеров: транзисторы

Разработка компьютеров началась в первом поколении, но возникли некоторые проблемы, такие как размер, скорость, надежность и другие. Все эти проблемы стимулировали развитие и были направлены на максимальное минимизацию таких проблем. Это в конечном итоге представило второе поколение компьютеров.

В этой статье мы поговорим о втором поколении компьютеров, его истории, примерах, преимуществах и недостатках и многом другом.

Что такое компьютер второго поколения?

Компьютеры второго поколения были разработаны с использованием транзисторов в качестве основного компонента вместо электронных ламп, используемых в первом поколении. Транзисторы были намного лучше электронных ламп, потому что транзисторы были относительно небольшого размера, быстродействующими и дешевыми. Кроме того, транзистор потреблял меньше энергии и позволял компьютеру быть более надежным.

Хотя транзистор был изобретен в 1947 году, он не использовался в компьютерах. Транзисторы использовались во многих электронных устройствах в конце 1950-х годов. Позже его также использовали в компьютерах вместо электронных ламп. Поскольку первый компьютер на базе транзисторов, названный TX-0, был представлен в 1956 году, некоторые источники говорят, что второе поколение началось в 1956 году. Однако с 1959 по 1965 год транзисторы широко использовались в компьютерах. Поэтому периодом второго поколения компьютеров считается с 1959 по 1965 год.

Примечание. Транзистор относится к полупроводниковому устройству, которое помогает усиливать или переключать электронные сигналы и электрическую мощность. Он был изобретен в Bell Labs совместно тремя людьми: Уильямом Шокли, Уолтером Хаузером Браттейном и Джоном Бардином в 1947 году.

На следующем изображении показан структурный вид транзисторов:

В отличие от компьютеров первого поколения, компьютеры второго поколения использовали язык ассемблера вместо двоичного машинного языка. Это позволило разработчикам вводить инструкции словами. Кроме того, в качестве ранних версий были представлены языки высокого уровня, такие как COBOL и FORTRAN, которые также использовались в компьютерах второго поколения. В компьютерах второго поколения обычно использовалась пакетная обработка в сочетании с многопрограммной операционной системой.

Кроме того, компьютеры использовали магнитные сердечники в качестве первичной памяти, а магнитные ленты и диски — в качестве других запоминающих устройств. Эти компьютеры были названы первым типом компьютеров, которые могли хранить инструкции в своей памяти из-за использования технологии магнитного сердечника.

Примеры компьютеров второго поколения

В компьютерах второго поколения использовались арифметические схемы и наборы индексных резисторов, что делало эти компьютеры относительно отличными от компьютеров, разработанных в первом поколении с использованием электронных ламп. Благодаря таким схемам во втором поколении компьютеры имели изолированные операции ввода и вывода, что в конечном итоге помогло эффективно управлять операциями как с фиксированной, так и с плавающей точкой.

Компьютеры второго поколения широко использовались в коммерческих целях, особенно для бизнеса и научных работ. UNIVAC 1108 , CDC 3600 , IBM 7070 и IBM 7094 — отличные примеры компьютеров второго поколения.

Компьютеры IBM второго поколения показали примерно в шесть раз более высокую скорость вычислений, чем компьютеры первого поколения, разработанные с использованием электронных ламп. В частности, IBM 7090 был построен с использованием более 50 000 транзисторов и чрезвычайно быстрых магнитных сердечников. Считается, что при совместном использовании восьми каналов данных IBM 7090 был способен выполнять приблизительно 3 000 000 бит операций чтения / записи в секунду. На практике он может обрабатывать около 229 000 сложений или вычитаний, или 39 500 умножений, или 32 700 делений в секунду.

Некоторые другие примеры компьютеров второго поколения перечислены ниже:

• CDC 1604
• CDC 3600
• IBM 1400 серии
• IBM 1600 серии
• IBM 7000 серии
• Honeywell 400 и др.

Характеристики компьютеров второго поколения

Вот некоторые важные характеристики или особенности компьютеров второго поколения:

• Использование транзисторов в качестве базовой технологии
• На основе ассемблера и языков программирования высокого уровня.
• Доступ к телефонной линии для связи
• Использование магнитных сердечников в качестве первичной памяти и магнитных лент и магнитных дисков в качестве вторичных запоминающих устройств.
• Использование бумажной ленты в качестве устройства вывода (вывод давался только в распечатках)

Преимущества компьютеров второго поколения

Некоторые из преимуществ компьютеров второго поколения перечислены ниже:

• Из-за использования транзисторов компьютеры второго поколения были сравнительно небольшими и портативными.
• Компьютеры второго поколения потребляли меньше энергии и выделяли меньше тепла, чем компьютеры первого поколения.
• Компьютеры второго поколения были относительно дешевле, чем компьютеры первого поколения.
• Проблема аппаратного сбоя была несколько уменьшена по сравнению с компьютерами первого поколения.
• Компьютеры второго поколения были надежнее и быстрее. Они могли вычислять данные за микросекунды.

Недостатки компьютеров второго поколения

Некоторые недостатки компьютеров второго поколения перечислены ниже:

• Даже после того, как компьютеры второго поколения выделяли сравнительно меньше тепла, чем компьютеры первого поколения, система охлаждения все еще требовалась.
• Компьютеры второго поколения требовали постоянного обслуживания для правильного функционирования.
• Перфокарты по-прежнему использовались в качестве устройств ввода в компьютерах второго поколения, замедляя процесс ввода, как в компьютерах первого поколения.
• Хотя компьютеры второго поколения были несколько дешевле компьютеров первого поколения, они все же были дорогими.
• Компьютеры второго поколения использовались для особых требований, и их коммерческое производство также было затруднено.

Период второго поколения начался в 1959 году и закончился в 1965 году. В компьютерах второго поколения в качестве основного компонента использовались транзисторы. Хотя идея заключалась в том, чтобы добавить больше преимуществ компьютерам второго поколения, чем компьютерам первого поколения, компьютеры второго поколения все же имели некоторые недостатки. В конечном итоге это привело к разработке компьютеров следующего поколения, названных компьютерами третьего поколения.

Второе поколение компьютеров: транзисторы Reviewed by Admin on июля 14, 2021 Rating: 5

Источник

ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ

Транзистор (от англ. transfer — переносить и resistor — сопротивление) – это полупроводниковый прибор для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Транзистор делается на основе монокристаллического полупроводника, который содержит не менее трёх областей с различной проводимостью.

Датой создания транзистора является 23 декабря 1947 года, когда в лаборатории Bell Telephone Laboratories был создан трехэлектродный полупроводниковый прибор. Его авторами являлись Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Бремен (Walter Brattain) и Уильям Брэдфорд Шокли (William Bredford Chockley).

Управление тока в выходной цепи осуществляется за счет изменения входного тока (в биполярном транзисторе), либо входного напряжения (в МОП транзисторе). Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.).

В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (международный термин — BJT, bipolar junction transistor).

Другим важнейшим применением транзисторов является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.).

Вся современная цифровая техника основана на МОП (металл-окисел-полупроводник) транзисторах (МОПТ). Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor).

Первый в мире работающий транзистор

Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и состаляют элементарный «кирпичик» для построения памяти, процессора, логики и т. п. Размеры современных МОПТ составляют от 130 до 60 нанометров. Это одна десятитысячная часть миллиметра. На одном чипе (обычно размером 1—2 квадратных сантиметров) размещаются десятки миллионов МОПТ. На протяжение десятков лет происходит уменьшение размеров(миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается увеличение степени интеграции до сотен миллионов транзисторов на чипе. Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров (тактовой частоты). Каждую секунду сегодня в мире изготавливается полмиллиарда МОП транзисторов.

По материалам статьи "Транзисторы" свободной энциклопедии ВикипедиЯ http://ru.wikipedia.org/

Особенность:

Второе поколение характеризуется рядом прогрессивных архитектурных решений и дальнейшим развитием технологии программирования.

В качестве устройств хранения и обработки информации на смену вакуумным лампам пришли транзисторы. Работа транзисторов была более стабильна, чем у вакуумных ламп. Транзисторы выделяли меньше тепла и потребляли меньше энергии. Каждый транзистор представлял собой отдельную деталь, которую нужно впаять в печатную плату – это медленный, трудоемкий процесс. В качестве устройств хранения информации применялась технология памяти на магнитных сердечниках. Она состояла из маленьких (около 1 мм в диаметре) магнитных колец, которые поляризовались в двух направлениях, представляя таким образом бит данных. Эта память собиралась вручную, и поэтому была очень дорогой. Компьютеры второго поколения имели до 32 Кбайт оперативной памяти, а скорость вычислений их была от 200000 до 300000 операций в секунду.

Развитие программного обеспечения характеризуется созданием развитых макроассемблеров, повышающих уровень общения с ЭВМ, но являющихся в основе своей машинно-ориентированными языками низкого уровня. В ассемблерах впервые появляются средства раздельной компиляции и перемещаемости программ, которая явилась первым шагом к виртуализации ресурсов и появлению специальных промежуточных языков, а также новых системных программ — загрузчиков и компоновщиков. Конец 50-х годов характеризуется началом этапа автоматизации программирования, приведшим к появлению языков программирования B0,Commercial Translator,FACT, MathMatic и, наконец, появлением целого ряда проблемно-ориентированных языков программирования высокого уровня (ЯВУ): Fortran (1957 г.), явившийся первым языком такого класса, Algol-60, АКИ-400 и др. Дальнейшим развитием программной составляющей вычислительной техники было создание развитых библиотек стандартных программ на различных языках программирования и различного назначения, мониторов и диспетчеров для управления режимом работы ЭВМ и планированием ее ресурсов, заложивших прочные основы последующей концепции операционных систем следующего поколения.

Второе поколение начинается с ЭВМ RCA-501, появившейся в 1959 г. в США и созданной на полупроводниковой элементной базе. Между тем, еще в 1955 г. была создана бортовая транзисторная ЭВМ для межконтинентальной баллистической ракеты ATLAS. Новая элементная технология позволила резко повысить надежность вычислительной техники, снизить ее габариты и потребляемую мощность, а также значительно повысить производительность. Это позволило создавать ЭВМ с большими логическими возможностями и производительностью, что способствовало распространению сферы применения ЭВМ на решение задач планово-экономических, управления производственными процессами и др. В рамках второго поколения все более четко проявляется дифференциация ЭВМ на малые, средние и большие, позволившая существенно расширить сферу применения ВТ, приступить к созданию автоматизированных систем управления предприятиями (АСУ), целыми отраслями (ОАСУ) и технологическими процессами (АСУТП). Однако данный прогресс обеспечивался не только собственно развитием ЭВМ, большую роль здесь играло и развитие сопутствующего оборудования (средства ввода/вывода, внешняя память и др.). При этом, от поколения к поколению данная компонента компьютерной информатики играет все большую роль, во многом определяя уровень интерфейса пользователя с ЭВМ и их возможности по обработке информации.

Из зарубежных ЭВМ второго поколения можно отметить такие известные американские модели как IBM 7090, LARC (1960 г.), Stretch (1961 г.) и английскую ATLAS (1962 г.). При этом, если Stretch была первой большой ЭВМ, использующей слова как фиксированной, так и переменной длины, то LARC был последним большим проектом, использующим оперативную память исключительно для хранения десятичных чисел. В ЭВМ ATLAS, являющейся, пожалуй, последним большим проектом второго поколения, был использован ряд новшеств, в дальнейшем нашедших свое развитие в моделях следующего поколения: концепция виртуальной памяти и аппаратная система прерываний (экстракодов) и др. Обе концепции были взяты на вооружение многими последующими разработчиками ЭВМ, а вызовы супервизора (SVC) операционной системы OS/360 широко известной серии IBM System/360 являются прямым следствием этой концепции.

В СССР второе поколение начинается с ЭВМ РАЗДАН (1960 г.) и его вполне можно охарактеризовать такими известными сериями ЭВМ как Наири, Мир (малые ЭВМ); МИНСК, Урал, РАЗДАН, М-220, БЭСМ-4 (средние ЭВМ) и Днепр, М-4000 (управляющие ЭВМ). Наилучшей отечественной ЭВМ 2-го поколения по праву считается модель БЭСМ-6, созданная в 1966 г., имеющая основную и промежуточную (на магнитных барабанах) память объемами соответственно 128К и 512К,быстродействие порядка 1 млн. оп/сек и довольно обширную периферию (магнитные ленты и диски, графопостроители, разнообразные устройства ввода/вывода). Наиболее же массовыми советскими ЭВМ второго поколения были модели МИНСК-22 и МИНСК-32,хорошо себя зарекомендовавшие в эксплуатации при решении широкого круга задач. По ряду архитектурных решений БЭСМ-6 и МИНСК-32 можно отнести к моделям, промежуточным между вторым и третьим поколениями ЭВМ.

Основные характеристики
отечественных ЭВМ второго поколения

Память на магнитных сердечниках

Блок основной памяти на магнитных сердечниках

Источник

История ЭВМ: от перфокарт до персональных компьютеров

Ровно 33 года назад, 12 августа 1981 года, на свет появился первый массовый персональный компьютер IBM PC, который со временем стали называть просто PC (ПК). То, что для нас уже давно стало привычным делом, в то время было настоящей революцией. M24.ru выделило основные этапы развития электронно-вычислительных машин.

Электронные вычислительные машины того времени представляли из себя массивные конструкции весом в несколько тонн. Каждый новый этап развития ЭВМ был связан не только с техническим прогрессом, но и с программным. Взять хотя бы Windows, который пришел на смену «бездушному» DOS.

Именно IBM, годом основания которой считается 1889 год, внесла огромный вклад в развитие компьютерной техники. Ее прародительница, корпорация CTR (Computing Tabulating Recording) включала в себя сразу три компании и выпускала самое различное электрическое оборудование: весы, сырорезки, приборы учета времени. После смены директора в 1914 году компания начала специализироваться на создании табуляционных машин (для обработки информации). Спустя 10 лет CTR поменяло свое название на International Business Machines или IBM.

M24.ru выделило основные этапы развития ЭВМ и их основных представителей, давших толчок к развитию современных компьютеров.

Еще в 1888 году инженер Герман Холлерит, основатель IBM, создал первую электромеханическую счетную машину — табулятор, который мог считывать и сортировать данные, закодированные на перфокартах (бумажных карточках с отверстиями). Его даже использовали при переписи населения в 1890 году в США.

При этом история компьютеров IBM началась спустя более полувека, в 1941 году, когда был разработан и создан первый программируемый компьютер «Марк 1» весом порядка 4,5 тонн, 17 метров в длину, 2,5 метра – в высоту. Президент IBM вложил в него 500 тысяч долларов. Впервые «Марк 1» был запущен в Гарвардском университете в 1944 году. Чтобы понять, насколько сложна была конструкция машины, достаточно сказать, что общая длина проводов составила 800 км. При этом компьютер осуществлял три операции сложения и вычитания в секунду.

Первое поколение ЭВМ

Первая ЭВМ, основанная на ламповых усилителях, под названием «Эниак» была создана в США в 1946 году. По размерам она была больше, чем «Марк 1»: 26 метров в длину, 6 метров в высоту, а ее вес составлял около 30 тонн. При этом по производительности «Эниак» в 1000 раз превышала «МАРК-1», а на ее создание ушло почти 500 тысяч долларов. Но у нее были существенные недостатки: очень мало памяти для хранения данных и долгое время перепрограммирования – от нескольких часов и до нескольких дней.

Кстати, среди создателей «Эниак» был ученый Джон фон Нейман, предложивший архитектуру ЭВМ, заложенную в компьютерах с конца 1940-х до середины 1950-х годов. Именно он осуществил переход к двоичной системе счисления и хранению полученной информации.

В 1951 году появился первый коммерческий компьютер UNIVAC, и уже в 1952 году вышел «IBM 701». Это был первый крупный ламповый научный коммерческий компьютер, причем создали его достаточно быстро – в течение двух лет. Его процессор работал значительно быстрее, чем у UNIVAC — 2200 операций в секунду против 455. В одну секунду процессор «IBM 701» мог выполнять почти 17 тысяч операций сложения и вычитания.

Второе поколение ЭВМ

Второе поколение ЭВМ использовало в своей основе транзисторы, созданные в 1947 году. Это была очередная революция, в результате которой существенно уменьшились размеры и энергопотребление компьютеров, так как сами биполярные транзисторы в разы меньше вакуумных ламп.

В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах. Они были надежны, и ВВС США стали использовать их в системе раннего оповещения ПВО. А в 1960 году IBM разработала мощную систему Stretch или «IBM-7030». Она была и вправду сильна – создатели добились 100-кратного увеличения быстродействия. В течение трех лет он был самым быстрым компьютером в мире. Однако со временем IBM уменьшила его стоимость, а вскоре и вовсе сняла с производства.

Третье поколение ЭВМ

Третье поколение компьютеров связано с использованием интегральных схем (в которых используется от десятков до сотен миллионов транзисторов), впервые изготовленных в 1960 году американцем Робертом Нойсом.

В 1964 году IBM объявила о начале работы над целой линейкой IBM System/360.

System/360 хорошо продавалась даже спустя шесть лет после анонса системы. За 6 лет IBM выпустила более 30 тысяч машин. Однако затраты на разработку System/360 были очень велики — около пяти миллиардов долларов. Таким образом, System/360 заложила фундамент для следующих поколений, первым из которых был System/370.

Четвертое поколение ЭВМ

Четвертое поколение связано с использованием микропроцессоров. Первый такой микропроцессор под названием «Intel-4004» был создан в 1971 году компанией Intel, до сих пор остающейся в лидерах. Спустя 10 лет IBM выпустила первый персональный компьютер, который так и назывался IBM PC. Самая дорогая конфигурация стоила 3000 долларов и предназначалась для бизнеса, а конфигурация за 1500 долларов – для дома.

Процессор Intel 8088 работал на частоте 4,77 МГц (сейчас этот показатель в тысячи раз больше), а объем ОЗУ — 64 кбайта (сейчас – в миллионы раз больше). Для хранения информации использовались 5,25-дюймовые флоппи-дисководы. Жесткий диск нельзя было установить из-за недостаточной мощности блока питания.

Интересно, что разработкой компьютера занимались всего четыре человека. Причем IBM не запатентовала ни операционную систему DOS, ни BIOS, что породило огромное количество клонов. Уже в 1996 году IBM уступило первое место по продажам ПК на ею же основанном рынке.

Несмотря на то, что современные гаджеты сильно отличаются по характеристикам от своего предшественника, все они относятся к тому же поколению ЭВМ.

Основные толчки для развития компьютеров дала наука (появление ламп, а затем транзисторов). В настоящее время распространяется ввод информации с голоса, общения с машиной на человеческом языке (приложение Siri в iPhone) и активная работа над роботами. Основное мнение, что будущее – за квантовыми компьютерами, которые будут использовать в своей основе молекулы и нейрокомпьютерами, использующими центральную нервную систему человека и непосредственно его мозг. Однако для того, чтобы эти технологии появились, необходимо досконально изучить эти системы.

Источник