1. Статті до прочитання:

Структурна організація сучасних ЕОМ

2.1. Покоління ЕОМ і їх елементна база. 14

2.2. Архітектура ЕОМ .. 20

2.3. Сучасна класифікація ЕОМ .. 24

2.4. Основні пристрої системного блоку ЕОМ .. 29

2.4.1. Корпус. 29

2.4.2. Системна (материнська) плата. 32

2.4.3. мікропроцесор

2.4.4. Пристрої, що запам'ятовують. 38

2.4.5. Інтерфейси сполучення і плати розширення. 49

2.5. Зовнішні пристрої ЕОМ .. 57

2.5.1. монітори

2.5.2. Друкуючі пристрої. 67

2.5.3. Пристрої для виведення звукової інформації. 78

2.5.4. Пристрої введення зображення. 82

2.5.5. Пристрої обробки мультимедіа-даних. 88

2.5.6. Вказівні (координатні) пристрої. 93

2.5.7. Для гри. 95

Покоління ЕОМ і їх елементна база

В основу періодизації ЕОМ по поколінням (що є все-таки відносної) покладено такі фактори:

- фізико-технологічний принцип (покоління машини визначається в залежності від використовуваних в ній фізичних елементів або технології їх виготовлення);

- рівень програмного забезпечення;

- швидкодія і ін.

Як правило, межі поколінь чітко не визначені, тому що в один і той же період випускалися машини різного рівня.

Доелектронний період. Питання полегшення виконання обчислень завжди хвилювало уми вчених. Перші рахунки з'явилися близько п'яти тисяч років тому. Але більш серйозні механічні пристрої з'явилися тільки після XV століття: підсумовуються машина, машина Якобсона, счіслітель Куммера, рахунковий механізм, різні арифмометри. Всі ці напрацювання і накопичений століттями досвід класифікації та індексації інформації підготували грунт для створення і повсюдного застосування ЕОМ.

Перше покоління ЕОМ (1948-1958) створювалося на основі вакуумних електроламп, машина справлялася з пульта і перфокарт з використанням машинних кодів. Ці ЕОМ розміщувались в декількох великих металевих шафах, які займали цілі зали.

Елементної базою машин цього покоління були електронні лампи - діоди і тріоди. Машини призначалися для вирішення порівняно нескладних науково-технічних завдань. До цього покоління ЕОМ можна віднести: МЕСМ, БЕСМ-1, М-1, М-2, М-З, «Стріла», Мінськ-1, Урал-1, Урал-2, Урал-3, М-20, « Сетунь », БЕСМ-2,« Раздан »(рис. 2.1).

ЕОМ першого покоління були значних розмірів, споживали велику потужність, мали невисоку надійність роботи і слабке програмне забезпечення. Швидкодія їх не перевищувало 2-3 тисячі операцій в секунду, ємність оперативної пам'яті - 2 кб або 2048 машинних слів (1 кб = 1024) довжиною 48 двійкових знаків.

Друге покоління ЕОМ (1959-1967) з'явилося в 60-і рр. ХХ століття. Елементи ЕОМ виконувалися на основі напівпровідникових транзисторів (рис. 2.2, 2.3). Ці машини обробляли інформацію під керуванням програм на мові Асемблер. Введення даних і програм здійснювався з перфокарт і перфострічок.

а

б

в

Мал. 2.1. ЕОМ першого покоління: а - МЕСМ; б - БЕСМ-1; в - «Стріла»

Елементної базою машин цього покоління були напівпровідникові прилади. Машини призначалися для вирішення різних трудомістких науково-технічних завдань, а також для управління технологічними процесами у виробництві. Поява напівпровідникових елементів в електронних схемах істотно збільшило ємність оперативної пам'яті, надійність і швидкодію ЕОМ. Зменшилися розміри, маса і споживана потужність. З появою машин другого покоління значно розширилася сфера використання електронної обчислювальної техніки, головним чином за рахунок розвитку ПО.

Мал. 2.2. ЕОМ другого покоління «Наірі» Рис. 2.3. ЕОМ другого покоління СВІТ-2

Третє покоління ЕОМ (1968-1973). Елементна база ЕОМ - малі інтегральні схеми (МІС), що містили на одній платівці сотні або тисячі транзисторів. Управління роботою цих машин відбувалося з алфавітно-цифрових терміналів. Для управління використовувалися мови високого рівня і Асемблер. Дані та програми вводилися як з терміналу, так і з перфокарт і перфострічок. Машини призначалися для широкого використання в різних областях науки і техніки (проведення розрахунків, управління виробництвом, рухомими об'єктами і ін.). Завдяки інтегральних схем вдалося істотно поліпшити техніко-експлуатаційні характеристики ЕОМ і різко знизити ціни на апаратне забезпечення. Наприклад, машини третього покоління в порівнянні з машинами другого покоління мають більший обсяг оперативної пам'яті, збільшене швидкодія, підвищену надійність, а споживана потужність, яку займає площу і маса зменшилися.

Четверте покоління ЕОМ (1974-1982). Елементна база ЕОМ - великі інтегральні схеми (ВІС). Найбільш яскраві представники четвертого покоління ЕОМ - персональні комп'ютери (ПК). Зв'язок з користувачем здійснювалася за допомогою кольорового графічного дисплея з застосуванням мов високого рівня.

Машини призначалися для різкого підвищення продуктивності праці в науці, виробництві, управлінні, охороні здоров'я, обслуговуванні і побуті. Високий ступінь інтеграції сприяла збільшенню щільності компонування електронної апаратури, підвищенню її надійності, що призвело до збільшення швидкодії ЕОМ і зниження її вартості. Все це робить істотний вплив на логічну структуру (архітектуру) ЕОМ і на її ПЗ. Тіснішої стає зв'язок структури машини та її програмного забезпечення, особливо операційної системи (ОС) (або монітора) - набору програм, які організовують безперервну роботу машини без втручання людини (рис. 2.4).

Мал. 2.4. ЕОМ четвертого покоління СМ-1420

П'яте покоління ЕОМ (1990 - теперішній час) створено на основі надвеликих інтегральних схем (НВІС), які відрізняються колосальної щільністю розміщення логічних елементів на кристалі.

Відповідно до [5] основну концепцію ЕОМ п'ятого покоління можна сформулювати наступним чином:

- комп'ютери на надскладних мікропроцесорах з паралельно-векторної структурою, одночасно виконують десятки послідовних інструкцій програми;

- комп'ютери з багатьма сотнями паралельно працюючих процесорів, що дозволяють будувати системи обробки даних і знань, ефективні мережеві комп'ютерні системи.

Передбачалося, що 1991 р будуть створені принципово нові комп'ютери, орієнтовані на рішення задач штучного інтелекту, т. Е. Для комп'ютерів п'ятого покоління не довелося б писати програм, а досить було б пояснити на майже природною мовою, що від них вимагається.

В роботі [6] проект п'ятого покоління ЕОМ, опублікований на початку 80-х рр. ХХ століття в Японії, розглянуто більш докладно.

Основна ідея цього проекту - зробити спілкування кінцевого користувача з комп'ютером максимально простим, подібним спілкуванню з будь-яким побутовим приладом. Для вирішення поставленого завдання пропонувалися наступні напрямки (рис. 2.5):

- розробка простого інтерфейсу, що дозволяє кінцевому користувачеві вести діалог з комп'ютером для вирішення своїх завдань. Подібний інтерфейс може бути організований двома способами: природно-мовним і графічним. Підтримка природно-мовного діалогу - дуже складна і не вирішена поки завдання. Реальним є створення графічного інтерфейсу, що і зроблено в ряді програмних продуктів, наприклад, в ОС Windows'xx. Однак розробка доступних інтерфейсів вирішує проблему тільки наполовину - дозволяє кінцевому користувачеві звертатися до заздалегідь спроектованому програмному забезпеченню, не беручи участі в його розробці;

- залучення кінцевого користувача до проектування програмних продуктів. Цей напрямок дозволило б включити замовника безпосередньо в процес створення програм, що в кінцевому підсумку скоротило б час розробки програмних продуктів і, можливо, підвищило б їх якість. Подібна технологія передбачає два етапи проектування програмних продуктів:

? програмістом створюється «порожня» універсальна програмна оболонка, здатна наповнюватися конкретними знаннями і з їх використанням вирішувати практичні завдання. Наприклад, цю оболонку можна було б заповнити правилами складання квартальних та інших балансів підприємств, і тоді вона могла б вирішувати завдання бухгалтерського обліку;

? кінцевий користувач заповнює створену програмістом програмну оболонку, вводячи в неї знання, носієм яких (в деякій предметній області) він є. Після цього програмний продукт готовий до експлуатації (рис. 2.5).

а Програміст

б Замовник

Мал. 2.5. Два етапи технології підготовки прикладних задач до розв'язання на комп'ютері, пропоновані в проекті ЕОМ п'ятого покоління: а - програміст створює порожню програмну оболонку;
б - замовник (кінцевий користувач) наповнює оболонку знаннями

Наповнена знаннями кінцевого користувача програмна оболонка готова до вирішення тих прикладних задач, правила вирішення яких вніс у неї кінцевий користувач. Таким чином, починається експлуатація програмного продукту.

Пропонована технологія має багато серйозних проблем, пов'язаних з поданням і маніпулюванням знаннями. Проте з нею пов'язують прорив в області проектування прикладних програмних продуктів.

Шосте і наступні покоління ЕОМ. Електронні та оптоелектронні комп'ютери з масовим паралелізмом, нейронної структурою, з розподіленою мережею великого числа (десятки тисяч) мікропроцесорів, що моделюють архітектуру нейронних біологічних систем.

Розподіл ЕОМ за часовими періодами та номерами поколінь, як уже згадувалося, - досить умовне. Ряд авторів вводять поняття нульового покоління і істотно інші тимчасові інтервали для поколінь.

У табл. 2.1 показана еволюція технологій використання комп'ютерних систем.

Таблиця 2.1

Статті до прочитання:

# 16 TES V: Skyrim \

Схожі статті:

• Третє покоління ЕОМ: 1970-1980-і роки

  Новий прорив в продуктивності, надійності і мініатюризації дозволила зробити технологія інтегральних схем, що ознаменувала собою перехід на третє ...

• Нульове покоління. механічні обчислювачі

  Покоління комп'ютерів - історія розвитку обчислювальної техніки В короткій історії комп'ютерної техніки виділяють кілька періодів на основі того, які ...