ЭВМ. Понятие. Основные характеристики и архитектура. История создания вычислительных машин. Поколения ЭВМ. Области применения и классификация ЭВМ.
Что такое ЭВМ? Компьютер (от английского computer — вычислитель) – это программируемое электронно-вычислительное устройство, предназначенное для хранения и передачи информации, а также обработки данны…
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду. Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы (это связано с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации). Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием.
Определение
Итак, что такое ЭВМ? Электронная вычислительная машина — набор электронных устройств, выполняющий различного рода информационные операции. Человек, управляющий подомными машинами — оператор ЭВМ. Вообще, электронная вычислительная машина является одним из видов реализации компьютера. Сегодня практический каждый знает, что такое ЭВМ, но данная аббревиатура используется достаточно редко. В основном ее применяют в юридической документации и в обозначении компьютеров, которые разрабатывались в период с 1940 по 1980 год.
Ламповые ЭВМ стали первыми вычислительными машинами, выпуск которых начался в начале 50-х годов прошлого столетия. Примерно в то время люди начале массово узнавать, что такое ЭВМ.
В Советском Союзе представителем таких машин стал МЭСМ. Руководил разработкой данного компьютера Лебедев. Вскоре на его основе был разработан новый представитель того поколения ЭВМ — БЭСМ. Для серийного производства данная машина получила некоторые улучшения. Она была названа БЭСМ-2.
В Соединенных Штатах о том, что такое ЭВМ, знали также многие. Представителем первого поколения электронных вычислительных машин стал «Эдвак». Однако он значительно уступал по параметрам отечественному компьютеру. Связано это было с тем, что БЭСМ-2 применял новые принципы построения. Советская машина могла совершать около десяти тысяч операций в секунду.
Структурно первое поколения ЭВМ было очень схожим с машиной фон Неймана. Конечно, параметры были во много раз хуже, чем у современных самых малофункциональных представителей компьютерной техники. Программы для ЭВМ первого поколения составлялись при помощи машинного кода.
Представители таких машин отличались огромными габаритами и высоким потреблением энергии. Цена машины являлась неподъемной для простых пользователей. Кроме этого, управлять ими мог только специально обученный оператор ЭВМ, так как все программы были сложны для понимания. Поэтому использовались они лишь учеными для каких-либо научно-технических задач.
Вскоре появились первые языки программирования: символическое кодирование и автокоды.
Компьютер история создания и развития
Отец компьютера
Сделать автоматизированную вычислительную машину хотели еще в 19 веке, тогда Чарльз Бэббидж создал ее первый концепт. Заниматься она должна была навигационными вычислениями. Машина была бы программируемой с помощью перфокарт. Но завершить дело ему не удалось, и упрощенную версию уже закончил его сын, в 1 906 представив ее использование в вычислительных таблицах.
В сообществе, Чарльза Бэббиджа принято считать «отцом компьютера» за счет того, что он придумал концепцию и по сути опередил на столетие свое время.
Аналоговые компьютеры
Первые компьютеры были аналоговыми и позволяли решать лишь узкоспециализированные задачи. Т.е. одно такое устройство решает лишь одну определенную задачу. Строились они на механической и электронной модели. Первым из них считается устройство для прогнозирования приливов, которое разработал Уильям Томсон.
Из-за того, что использовались механические детали, сделать такие устройства мульти задачными было практически невозможно или просто очень тяжело. Часто такие устройства мы видим в разных книгах и фильмах про фантастику. Это была эпоха механических вычислительных устройств, где использовались различные шестерни, рычаги и другие, а не электронные компоненты. Если электронные компоненты и использовались, то не так как сейчас.
В 1 927 году апогеем аналоговых компьютеров стал дифференциальный анализатор, созданный Х.Л Хазеном и Ванневаром Бушем в Массачусетском технологическом институте. Сделали его на основе механических интеграторов Джеймса Томсона с использованием крутящего момента, который изобрел Х.В. Ниман. Их успели сделать около двенадцать штук пока поняли, что это уже устаревающая технология. Уже к 1 950 году цифровые электронные-компьютеры завоевали свою популярность и вытеснили аналоговые, но их еще продолжали использовать для некоторых отраслей — авиации и образования. И в течение этого же десятилетия перестали.
Цифровые компьютеры
К 1 938 году ВМС США смогли разработать и сделать электромеханический аналоговый-компьютер таких размеров, что он помещался на борт подводной лодки. Он вычислял данные для торпед, решал проблемы стрельбы по движущимся целям и т.д. Похожие устройства в дальнейшем разработали и другие страны во время Второй мировой войны.
Самые первые цифровые-компьютеры были электромеханическими. Переключатели были электрическими и приводили в действие механическое реле, чтобы осуществлять расчеты. Эти механические детали не давали большую скорость работы, поэтому в скором времени уже все такие устройства делали, используя чисто электрические компоненты.
Современные компьютеры
То, как работают современные компьютеры, принципы работы, были предложены Аланом Тьюрингом в его основополагающей работе 1936 года о вычислимых числах. Тьюринг предложил довольно несложное устройство, которое он назвал «Универсальная вычислительная машина» и которое теперь известно, как универсальная машина Тьюринга.
Он реально доказал, что его машина может вычислять все, что можно вычислить, выполняя инструкции (программы), хранящиеся на ленте, что позволяет машине быть программируемой. Фундаментальная концепция дизайна Тьюринга — это хранимая программа, в которой все инструкции для вычислений хранятся в памяти.
Машины Тьюринга по сей день являются центральным объектом изучения в теории вычислений. За исключением ограничений, налагаемых их конечными хранилищами памяти. Современные компьютерные машины, как говорят «полны по Тьюрингу», то есть имеют возможность выполнения алгоритма, эквивалентную универсальной машине Тьюринга.
Создание компьютерных вычислительных машин положило начало новой эры развития человечества и открыло перед нами возможности, которых еще никогда не было прежде.
Первые счетные устройства
Современный компьютер – результат деятельности и развития человека. Но люди нуждались в выполнении различных математических задач еще до изобретения информационных технологий. С самого начала развития человечества население училось считать, подсчитывать, умножать и делить. Это помогало в торговле, а также планировании запасов и других сферах жизни.
Самый простой вариант расчетов – использование эквивалентных предметов. Таких, которые не требуют пересчета количества его компонентов. Для этого задействовали балансирные весы. Они помогали определять массу.
Принцип эквивалентности использовался в абаке – первых в мире счетах. Также люди использовали:
- четки;
- антикитерские механизмы (появились с развитием зубчатых колес).
У разных народов рассматриваемые элементарные первые устройства для выполнения математических действий назывались по-разному. У японцев – серобян, у китайцев – суанпан, на Руси – русский шет.
Палочки Непера
В процессе подсчетов требовалось не только сложение и вычитание, но и умножение. Выполнялись такие действия при помощи палочек Непера. Их изобрел шотландский математик – Джон Непер. Он же стал первым автором логарифмов. Информация о подобных «устройствах» возникла в 1617.
Неперский прибор непосредственно выполнял умножения. Деление тоже можно осуществить, но придется постараться. Данный вариант не получил широкого распространения.
Немного теории из прошлого
Изначально английское слово «Computer» использовалось для определения человека, который занимается вычислениями. Оно появилось еще в XVII веке. А в конце XIX века это слово получило еще одно значение – оно стало использоваться для определения вычислительных машин.
Что такое ЭВМ
ЭВМ – аббревиатура, которая расшифровывается как «электронно-вычислительная машина». Появилось это слово в СССР в 40-х годах XX века. Данной аббревиатурой называли именно электронные компьютеры в Советском Союзе вплоть до 80-х годов, пока над могучей державой все еще держался железный занавес.
Позднее, после того как железный занавес спал, в Союз привезли персональные компьютеры, а вместе с ними и западное название.
То есть фактически можно было называть их персональными ЭВМ и по сей день, если бы советское название не кануло в лету.
ПК расшифровывается, как персональный компьютер. Это один из видов ЭВМ, о которых мы с вами говорили выше. Однако сегодняшние ПК уже совсем не напоминают те, что пришли к нам из далекого прошлого.
Персональные компьютеры – это многофункциональные машины, в которых предусмотрена возможность программирования, а значит, и создания разнонаправленного софта вместе с прочим высокотехнологичным функционалом.
Персональные компьютеры очень распространены в наши дни. И можно с полной уверенностью предположить, что этот текст вы читаете с экрана одного из видов ПК.
Технологии будущего
IBM создала транзисторы, подобные человеческому мозгу
В апреле 2013 года стало известно о том, что IBM нашла способ изготовления транзисторов, которые, объединенные в специальные схемы, могут полностью сымитировать работу человеческого мозга.
Новые транзисторы будут изготовлены из материалов с сильной корреляцией, таких как оксиды металлов, что позволит сделать схемы более мощными, но менее энергоемкими, заявили разработчики.
«Возможности к масштабированию стандартных транзисторов практически исчерпаны после «гонки» последних 50 лет», — заявил Стюарт Паркин (Stuart Parkin), сотрудник IBM Research. «Теперь мы должны рассматривать альтернативные устройства и материалы, которые будут работать принципиально по-другому», — добавил он.
Ученые пытаются найти способ изменения проводимости коррелирующих материалов на протяжении последних нескольких лет. Команда Паркина стала первой, которая осуществила преобразование оксидов металлов из изолированного в проводящее состояние с помощью оксидов ионов. Статью об этом методе команда недавно опубликовала в журнале «Science».
Теоретически, именно такие транзисторы смогут имитировать работу человеческого мозга, причем вычислительная мощность таких систем по сравнению с традиционными компьютерами «на кремнии» будет в миллионы разы выше.
Работа Intel над «компьютерным мозгом»
В мае 2012 года Intel в Израиле начала разработки в области создания «компьютерного мозга»: технологии, которая будет способна к самообучению. «Обучение машин имеет огромные перспективы» — заявила Джастин Раттнер (Justin Rattner), технологический директор Intel. «Несмотря на свое названием, смартфоны остаются немыми устройствами. Мой смартфон знает обо мне не больше, чем в тот день, когда я купил его», — добавил он.
По его словам, устройства нового типа будут вступать в более тесный контакт со своими владельцами. В рамках исследований, которые будут проводиться Intel Collaborative Research Institute for Computational Intelligence совместно со специалистами Technion в Хайфе и Hebrew University в Иерусалиме, планируется создать новые устройства, портативные компьютеры со специализированным программным обеспечением.
Разработки «компьютерного интеллекта» Intel будет осуществлять на базе нового исследовательского центра в Израиле, в развитие которого планирует инвестировать 15 млн долларов в ближайшие пять лет
Например, если владелец устройства будет постоянно забывать ключи дома, то первую неделю оно будет запоминать, где он обычно их оставляет, а на второй неделе начнет активно напоминать взять ключи перед уходом. Устройства такого типа станут доступны на рынке уже в 2014-2015 году, заявил Раттнер.
Муди Эден (Moody Eden), президент Intel Israel, также отметил: «В течение пяти лет все человеческие чувства будут доступны компьютерам, а через 10 лет транзисторов на одном чипе будет больше, чем нейронов в человеческом мозгу».
По словам Раттнера, Intel использует новые технологии этого плана в разработках для компании Adidas. Новая система Adidas будет определять, кто покупает обувь, женщина или мужчина, взрослый или ребенок, а затем показывать подходящие для покупателя модели.
Что такое аппаратное обеспечение
Компьютеры прошли довольно большой путь, на котором его постоянно изменяли, модернизировали, улучшали. Конечно, многое изменилось в парке компьютерной техники. Однако принципиальных изменений не произошло.
По-прежнему, все действия в компьютере основаны на вычислениях, которые делаются согласно той логике, которую заложил человек при разработке аппаратного и программного обеспечения.
Аппаратное обеспечение – включает в себя все физические части компьютера, но не включает программное обеспечение, которое им управляет, и не включает информацию, имеющуюся на компьютере.
По-английски hardware (произносится «хард») – аппаратные средства, технические средства.
На компьютерном жаргоне hardware означает «железо». Аппаратное обеспечение без программного обеспечения действительно представляет из себя всего лишь навсего железо.
Краткое резюме
Закрепим все прочитанное.
ПК – это любое компьютерное устройство, которое человек может использовать для своих нужд. На сегодняшний день персональные компьютеры – это гигантская ниша, которая делится разные виды и подвиды.
Каждый из этих гаджетов может претендовать на звание персонального, так как используется одним человеком для личных целей.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (2)
Читая статью, погрузилась в воспоминания о компьютерах 90-х, когда училась в вузе. Тогда ещё не было интернета, мы просто работали за компьютерами и даже не предполагали, что скоро будем через монитор общаться с родными на другом конце земли.
А что, реально остались люди, которые не знают что такое персональный компьютер?) Разве что те, котором под 100 лет) И то врядли)
