6.3. Поколения ЭВМ

Тест по информатике «История ЭВМ», 9 класс. Ответы

Описание работы: тесты по темам «История ЭВМ» создан для учителей информатики, работающих в 9 классе по учебнику авторского коллектива Семакина И.Г., Зологовой Л.А., Русакова С.В., Шестаковой Л.В. Тестовые задания можно использовать при изучении главы «Информационные технологии и общество». Вопросы тестов основаны на материале учебника, поэтому их целесообразно включить на этапе самостоятельной работы с проверкой по эталону на уроке открытия нового знания или в проверку домашней работы на следующем уроке. Все вопросы «строгие», требующие однозначного ответа, в конце представлены ключи каждого теста.
Цель: систематизация и обобщение знаний обучающихся по теме «История ЭВМ» и «История программного обеспечения и ИКТ».
Задачи:
• определение уровня усвоения обучающимися темы;
• расширение кругозора обучающихся;
• формирование интереса к изучаемому предмету;
• формирование самостоятельности и самооценки.

1. Кто предложил современную организацию ЭВМ?
а) Джон фон Нейман;
б) Джордж Буль;
в) Ада Лавлейс;
г) Норберт Винер.

2. Как называлась первая ЭВМ, созданная в США?
а) РВМ-1;
б) ENIAC;
в) EDVAS;
г) IBM.

3. В каком году появилась первая ЭВМ?
а) 1823;
б) 1945;
в) 1949;
г) 1951.

4. Кто является конструктором первой ЭВМ в нашей стране?
а) М.В. Ломоносов;
б) С.А. Лебедев;
в) П.Л. Чебышев;
г) Н.И. Лобачевский.

5. Когда появилась первая ЭВМ в нашей стране?
а) Первая половина ХХ века;
б) 1951 год;
в) XIX век;
г) 60-е годы ХХ века.

6. Как называлась первая ЭВМ в нашей стране?
а) БЭСМ;
б) МЭСМ;
в) Стрела;
г) IBM PC.

7. Что понимают под термином «поколение ЭВМ»?
а) Все счетные машины;
б) совокупность машин, предназначенных для обработки, хранения и передачи информации;
в) все типы и модели ЭВМ, построенные на одних и тех же научных и технических принципах;
г) все типы и модели ЭВМ, созданные в одной и той же стране.

8. Что является элементной базой компьютеров первого поколения?
а) Интегральная схема;
б) электронная лампа;
в) транзистор;
г) большая интегральная схема.

9. Что является основной элементной базой ЭВМ второго поколения?
а) Транзисторы;
б) полупроводники;
в) интегральные схемы;
г) БИС, СБИС.

10. До какого времени производились компьютеры 2-го поколения?
а) Конца 40-х годов;
б) до середины 60-х годов;
в) до наших дней;
г) до конца 50-х годов.

11. Что является основной элементной базой ЭВМ третьего поколения?
а) Полупроводники;
б) электромеханические схемы;
в) электровакуумные лампы;
г) интегральные схемы.

12. В каком поколении машин появились первые программы?
а) В первом поколении;
б) во втором поколении;
в) в третьем поколении;
г) в четвертом поколении.

13. Что называется микропроцессором?
а) Суперкомпьютер;
б) устройство для хранения информации;
в) компьютер четвертого поколения;
г) сверхбольшая интегральная микросхема.

14. Как назывался первый персональный компьютер?
а) МЭСМ;
б) IBM PC;
в) ЭНИАК;
г) Apple-1.

15. Что является существенным отличием персонального компьютера от своих предшественников?
а) Наличие нескольких микропроцессоров;
б) поддержка стандарта IBM;
в) низкая производительность;
г) малые размеры и невысокая стоимость.

16. К какому поколению ЭВМ относят персональные компьютеры?
а) К первому;
б) ко второму;
в) к третьему;
г) к четвертому.

17. К какому поколению ЭВМ относят компьютеры, основанные на искусственном интеллекте?
а) Ко второму;
б) к третьему;
в) к четвертому;
г) к пятому.

6.3. Поколения ЭВМ

Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — сложные электронные схемы монтировались на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см 2 . Их назвали интегральными схемами (ИС). Первые ИС содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС, а затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС. ЭВМ третьего поколения начали производить во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ). Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств — магнитные диски. В ЭВМ третьего поколения широко использовались новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители (рис. 2.3).

В этот период были созданы операционные системы (ОС), позволявшие управлять большим количеством внешних устройств и выполнять на одной машине несколько программ одновременно. Широкое распространение получили ранее созданные языки программирования. Начали появляться пакеты прикладных программ для решения задач в конкретных областях. Это существенно расширило области применения ЭВМ.

Первая интегральная схема, представлявшая собой кристалл, в котором была размещена целая схема из нескольких транзисторов, была разработана в 1958 г. американским физиком Джеком Килби, удостоенным за это изобретение Нобелевской премии.

Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это СБИС, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти, получили новый тип компьютера — микроЭВМ. МикроЭВМ относятся к машинам четвёртого поколения. Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.

Сегодня самой популярной разновидностью ЭВМ являются персональные компьютеры (ПК). Первый ПК был создан в 1976 году в США. С 1980 года и на долгие годы вперёд на рынке ПК ведущей становится американская фирма IBM. Её конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). С точки зрения общественного развития появление и распространение ПК сопоставимы с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием компьютеров этого типа появилось такое понятие, как информационные технологии, без которых уже невозможно обойтись в большинстве областей человеческой деятельности.

Ещё одной линией в развитии ЭВМ четвёртого поколения являются суперкомпьютеры — мощные многопроцессорные компьютеры, выполняющие параллельную обработку данных (рис. 2.4).

В начале 90-х годов прошлого века в Японии начались работы по созданию компьютера пятого поколения. По замыслу японских специалистов основой работы этих компьютеров должны были стать не вычисления, а логические рассуждения, что означало переход от обработки данных к обработке знаний. Машину обещали научить воспринимать речь человека, рукописный текст и графические изображения. Окончательные результаты в этом направлении всё ещё не достигнуты. Исследования продолжаются.

Все компьютеры, используемые в настоящее время, по-прежнему построены на базе идей четвёртого поколения.

Первый персональный компьютер: другие модели

1. Apple-1. Прототип этого компьютера был продемонстрирован еще в 1976 году. Именно этот компьютер стал прародителем всех последующих персональных компьютеров. Именно его разработал сам Стив Возник. Всего было выпущено около 200 этих моделей, до наших дней дожило около 50, 6 из которых даже работают.
2. IBM 5150. Не был персональным компьютером и предназначался для бизнеса, так как стоил около 20 000$.
3. Apple 2. Выпущен в апреле 1984 года. Имел две модели: портативную и стационарную. Именно портативная модель сделала этот компьютер достаточно популярным.
4. Commodore 64. Это полноценный персональный компьютер с «оперативкой» в 64 Кб, который выпустила компания Commodore International буквально через год после IBM 5051 — в августе 1982 года. Этот компьютер не стал «самым первым персональным», но стал «самым первым массовым». Он предлагался по цене в 595$, при этом характеристики у него были не хуже, чем у IBM 5051 за 3005$. Этот факт послужил тому, что объем проданных компьютеров этой модели достиг более 15 млн экземпляров.
5. БК-0010. «Советский ответ» западным разработчикам. Это первый персональный компьютер советского производства. Кстати, БК — это «бытовой компьютер». Он продавался в 1985-1988 годах за 600 советских рублей.
6. IBM 5160. Компьютер от компании IBM, выпущенный в 1983 году. Он обладал уже более «крутыми» характеристиками, чем их «первый персональный»: оперативная память составляла уже от 128 Кб и до 640 Кб.

1. Первая компьютерная мышь. Первая мышь изобретена в 1963 году. Состояла она из деревянного корпуса и 2-х колес, которые фиксировали передвижение мыши по 2-м осям.
2. Первый трекбол для мыши. Первый трекбол был разработан за 11 лет до появления первой компьютерной мыши в 1952 году. А на мышь он стал устанавливаться только в 1972 году.
3. Первый портативный компьютер. Это был IBM 5100 Portable Computer 1975 года выпуска. Его вес составлял 25 кг. По сути это был большой «чемодан», который нужно было подключать в розетку, чтобы использовать. Он имел оперативную память от 16 Кб и до 64 Кб и стоил 8975$-19975$.
4. Первый ноутбук. Это был «ноутбук» Grid Compass 1100, 1982 года выпуска. Разрешение экрана 320х200, «оперативки» 340 Кб, вес 5 кг, стоимость 8000$-10000$.
5. Первая оперативная память. Была изобретена в 1951 году.
6. Первый hard-диск. Это был IBM 350 Disk File 1956 года разработки. Он состоял из 50 24-дюймовых флоппи-дисков и выдавал памяти 4.4 Мб.
7. Первый лазерный принтер. Изобретен в 1969 году компанией Xerox. Он был просто огромным, поэтому занимал целую небольшую комнату.
8. Первый веб-сервер. Это был простой компьютер, на котором стала доступной первая онлайн-страница 6 августа 1991 года.

Четвертое поколение.

Конец 70-х. Создан рабочий вариант стека протоколов TCP/IP. В 1983 году он был стандартизирован. Независимость от производителей, гибкость и эффективность, доказанные успешной работой Интернет, сделала этот стек протоколов основным стеком для большинства ОС.

Начало 80-х. Появление персональных компьютеров. Бурный рост локальных сетей. Поддержка сетевых функций стала необходимым условием. 80-е годы. Приняты основные стандарты на коммуникационные технологии локальных сетей: Ethernet, Token Ring, FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях.

Начало 90-х. Практически все ОС стали сетевыми. Появились специализированные сетевые ОС (например IOS, работающая в маршрутизаторах)

Последнее десятилетие. Особое внимание корпоративным сетевым ОС, для которых характерны высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства обеспечения безопасности, способность работать в гетерогенной среде, наличие средств централизованного администрирования.

Всего поколений персональных компьютеров было

Первое поколение компьютеров

В мире на сегодняшний день существуют компьютеры первого, второго, третьего, четвертого поколения и пятое поколение находится в разработке.

К первому поколению обычно относят машины, созданные на рубеже 50-х гг. В их схемах использовались электронные лампы. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительство. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.
Набор команд был ограничен, схемы арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно просты, программное обеспечение отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Быстродействие порядка 10-20 тысяч операций в секунду.
Программы для этих машин писались на языке конкретной машины. Математик, составивший программу, садился за пульт управления машины, вводил и отлаживал программы и производил по ним счет. Процесс отладки был весьма длительным по времени.
Несмотря на ограниченность возможностей, эти машины позволяли выполнить сложнейшие расчеты, необходимые для прогнозирования погоды, решение задач атомной энергетики и др.
Опыт использования машин первого поколения показал, что существует огромный разрыв между временем, затрачиваемым на разработку программ, и временем счета. Эти проблемы начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации программирования, создание систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность ее использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить ее к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.
Отечественные машины первого поколения: МЭСМ (малая электронная счетная машина), БЭСМ, Стрела, Урал, М-20.

Компьютеры второго поколения

Ко второму поколению относятся — машины, сконструированные примерно в 1955-1960 гг. Характеризуются использованием в них электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов. Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами (НМЛ), магнитные барабаны (НМБ) и первые магнитные диски.
Эти машины характеризуются быстродействием до сотен тысяч операций в секунду, емкостью памяти – до нескольких десятков тысяч слов.
Появляются языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.
Программа, написанная на алгоритмическом языке, непонятна компьютеру, воспринимающему только язык своих собственных команд. Поэтому специальные программы, которые называются трансляторами, переводят программу с языка высокого уровня на машинный язык.
Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных задач, а также мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ, из которых в дальнейшем выросли современные операционные системы.
Операционная система – важнейшая часть программного обеспечения компьютера, предназначенная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределение ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания.
Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х гг. наметился переход к создания компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе. В машинах второго поколения шло зарождение программного обеспечения.

Компьютеры третьего поколения

Машины третьего поколения – это семейства машин с единой архитектурой, т. е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами.
Машины третьего поколения созданы примерно после 60-х гг. Поскольку процесс создания компьютерной техники шел непрерывно, и в нем участвовало множество людей из разных стран, имеющих дело с решением различных проблем, трудно и бесполезно пытаться установить, когда «поколение» начиналось и заканчивалось. Возможно, наиболее важным критерия различия машин второго и третьего поколений является критерий, основанный на понятии архитектуры.
Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т. е. параллельного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина.
Примеры машин третьего поколения – семейства IBM-360, IBM-370, PDP-11, VAX, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.
Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Емкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

Компьютеры четвертого поколения

Четвертое поколение – это основной контингент современной компьютерной техники, разработанной после 70-х гг.
Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвертого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.
В аппаратурном отношении для машин четвертого поколения характерно широкое использования интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой емкостью в десятки мегабайт.
С точки зрения структуры компьютеры этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти порядка 1-512 Мбайт.
Для них характерны:
• применение персональных компьютеров (ПК);
• телекоммуникационная обработка данных;
• компьютерные сети;
• широкое применение систем управления базами данных;
• элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

Компьютеры пятого поколения будут произведены на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, будут использованы оптоэлектронные принципы (лазеры, голография). Разовьют пути «интеллектуализации» компьютеров, т. е. устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, будут способны узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.
В компьютерах пятого поколения предположительно должен произойти качественный переход от обработки данных к обработке знаний.
Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них – это традиционный компьютер, но теперь он лишен связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, так называемый интеллектуальный интерфейс. Его задача – понять текст, написанные на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера. Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей, как больших, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, так миниатюрных компьютеров, на одном кристалле полупроводника.

Как выглядели первые компьютеры?

«МАРК 1» был в длину 17 метров, высотой более 2 метров. Машина имела стальной каркас, вес компьютера составлял 4,5 тонны. Общая протяженность проводов превышала 750 км. ЭНИАК весил свыше 27 тонн, потреблял в среднем 170 кВт электроэнергии.

МАРК-1

Первый настольный ПК выглядел менее устрашающе и спокойно помещался на рабочем столе. Programma 101 был разработан итальянцем Пьером Джорджио Перотто, использовался для расчетов посадки Apollo 11 на Луну.

Programma-101