Сравнение характеристики поколений эвм
Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ. МикроЭВМ относятся к машинам четвертого 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.
Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры (ПК). Первый ПК появился на свет в 1976 году в США. С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей человеческой деятельности.
Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения, это — суперкомпьютер. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Суперкомпьютер – это многопроцессорный вычислительный комплекс.
| Характеристики | Поколения ЭВМ | |||
| I | II | III | IV | |
| Годы применения | 1948-1958 | 1959-1967 | 1968-1973 | 1974-1982 |
| Элементная база | Лампы | Транзистор | МИС | БИС |
| Размеры | Значительные | Меньше размеров I поколения ЭВМ | Меньше размеров I и II поколений ЭВМ | Компактные |
| Количество ЭВМ в мире | Десятки | Тысячи | Десятки тысяч | Миллионы |
| Быстродействие | 10-20 тыс. операций в секунду | 100-1000 тыс. операций в секунду | 1-10 млн. операций в секунду | 10-100 млн. операций в секунду |
| Объём оперативной памяти | 2 Кбайта | 2-32 Кбайта | 64 кбайта | 2-5 мбайт |
| Типичные модели | МЭСМ, БЭСМ-2 | БЭСМ-6, Минск-2 | IBM-360, IBM-370, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ | IBM-PC, Apple |
| Носители информации | Перфокарта, перфолента | Магнитная лента | Диск | Гибкий и лазерный диски |
«Сравнительные характеристики поколений ЭВМ»
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Студент – человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10824 – | 7386 – или читать все.
Появлению современных компьютеров, которыми мы привыкли пользоваться, предшествовала целая эволюция в развитии вычислительной техники. Согласно распространенной теории, развитие индустрии ЭВМ шло на протяжении нескольких отдельных поколений.
Современные эксперты склонны считать, что их шесть. Пять из них уже состоялись, еще одно – на подходе. Что именно под термином «поколение ЭВМ» понимают IT-специалисты? Каковы принципиальные различия между отдельными периодами развития вычислительной техники?
Современный промышленный контроллер
В общем виде ПЛК представляет собой микропроцессорное устройство, с помощью которого осуществляется коммутация подключенных сигнальных проводов. Необходимые комбинации их подключения задаются программой управления на экране компьютера и затем заносятся в память контроллера.
Программирование осуществляется как на классических алгоритмических языках, так и на языках, оговоренных стандартов МЭК 61131-3. Таким образом на предприятиях появилась возможность реализации различных АСУ, используя одно микропроцессорное устройство.
Со временем разработчики систем промышленной автоматики перешли на элементную базу, совместимую с компьютерами IBM (ПК). Существует два направления в развитии аппаратных средств ПК-совместимых с ПЛК, в которых максимально сохраняется архитектура и конструктивные решения:
- ПЛК — с одновременной заменой его процессорного модуля на ПК-совместимый модуль с открытым программным обеспечением (серия контроллеров ADAM5000).
- IBM PC — в малогабаритных встраиваемых системах (модульные контроллеры стандартов РС104 и micro PC).
Поэтому современные ПЛК — это ПК-совместимый модульный контроллер, предназначенный для решения задач локального управления. Их развитие в конечном итоге должно привести к:
- уменьшению габаритных размеров;
- расширению функциональных возможностей;
- использованию единого языка программирования (МЭК 61131-3) и идеологии «открытые системы».
Простота внедрения опций
Промышленные компьютеры считаются стандартизированными серийными коммерческими (COTS) продуктами, однако это не обязательно означает, что они имеют ограниченные возможности. Напротив, производитель промышленных компьютеров, специализирующийся в данной отрасли, может предложить широкий ассортимент продукции с различными дополнительными опциями (рис. 2).
Рис. 2. Для данного промышленного компьютера могут быть выбраны самые разнообразные опции, обеспечивающие оптимальное решение для специфических приложений OEM-производителей или системных интеграторов
Хорошим примером могут послужить коммуникационные протоколы. Обычно промышленные компьютеры интегрируются в системы, имеющие в своем составе самые различные устройства. Доступность различных стандартизированных сетевых опций, возможностей хранения данных и пр. позволяет разработчикам создавать оптимальное решение для своих проектов. Конечный пользователь имеет возможность выбора конфигурации на базе комплекта лучших в своем классе компонентов, просто заполнив лист заказа и не привлекая инженера для разработки индивидуального промышленного компьютера.
Наряду с оптимизацией стандартизированные опции предлагают второе по значимости преимущество — это надежную и проверенную производительность. Каждая коммуникационная плата или устройство хранения данных разработаны для выполнения своей конкретной задачи и интеграции в качестве компонента общей сборки. Индивидуально сконфигурированные промышленные компьютеры от традиционных поставщиков обеспечивают по-настоящему всеобъемлющее и коммерчески доступное решение от компании с узнаваемым в соответствующей области брендом.
OEM-производители, системные интеграторы и конечные пользователи также предпочитают проверенные и надежные встраиваемые технологии в рамках своей продукции, даже если полностью индивидуально разработанное решение является доступным вариантом. Стандартизированные компоненты значительно повышают признание OEM-продукции, особенно теми клиентами, которые требуют детального изучения внутреннего содержания системы.
Расчет истинной стоимости интегрированной платформы управления как на начало, так и на конец жизненного цикла является непростой задачей. Команды разработчиков ОЕМ-производителей и системных интеграторов должны учитывать большое число технических и коммерческих ограничений для того, чтобы выпустить на рынок качественный продукт, способный надежно выполнять свои функции в долгосрочной перспективе.
Несмотря на то, что платформа автоматизации является всего лишь одной составляющей частью системы, она остается критически важным компонентом, имеющим значительное влияние на производительность и функциональные возможности конечного продукта.
Суперкомпьютеры
Идея построения суперкомпьютера базировалась на том, что надо уменьшить расстояние между всеми электронными компонентами, а также организовать работу не на одном процессоре, а сразу на нескольких — параллельно. В компьютерах фон-неймановской архитектуры каждая операция, необходимая для решения задачи, находится в ожидании своей очереди занять процессор. Вспомните, что такое последовательный (линейный) алгоритм, и вам станет понятна суть такой организации работы.
В суперкомпьютерах используется иной мультипроцессорный (многопроцессорный) принцип обработки информации.
Основная идея создания мультипроцессорной обработки — разделение решаемой задачи на несколько параллельных подзадач или частей. каждая часть решается на своем процессоре. За счет такого разделения существенно увеличивается производительность. Параллельное вычисление особенно эффективно в тех задачах, где применяется большое количество операций с таблицами. Так, например, при суммировании чисел в таблице скорость расчетов может возрасти более чем в десять раз по сравнению с однопроцессорным компьютером.
В том случае, когда мультипроцессорную систему использкют для решения задач, которые не удается разделить на две части, возможен другой принцип структуры — конвейерный.
- быстродействие порядка 100 000 МФЛОПС;
- объем оперативной памяти — 10 Гбайт;
- объем дисковой памяти — от 1 до 10 Тбайт;
- разрядность — 64; 128 бит.
По прогнозам аналитиков, потребность в суперкомпьютерах со временем будет сокращаться. все меньше и меньше находится желающих тратить миллионы долларов на приобретение таких компьютеров. Более дешевые малые компьютеры из года в год постоянно наращивают свои вычислительные мощности и уже во многом не уступают ранним моделям суперкомпьютеров. Это связано с тем, что идеи мультипроцессорной обработки успешно реализуются и в компьютерах других классов. Следует ожидать, что постепенно суперкомпьютеры станут выполнять роль суперсерверов.
Функции компонентов ПК: процессор
Процессор — главная вычислительная микросхема компьютера. Как правило, это самый высокотехнологичный и дорогостоящий компонент ПК. Процессоры для компьютеров выпускаются буквально несколькими фирмами в мире. Более 90% мирового рынка занимают две компании — Intel и AMD. Основной показатель производительности данного компонента ПК — частота выполнения операций. Измеряется она обычно в гигагерцах, или ГГц. Чем выше частота, тем быстрее микросхема выполняет необходимые вычисления.
Также значимый показатель производительности процессора — количество ядер. Чем их больше, тем мощнее соответствующий аппаратный компонент. Какие функции процессора компьютера можно назвать ключевыми? Можно сказать, что они, в целом, совпадают с теми, которые выполняет ПК в целом: обработка, перемещение, хранение, данных, управление файлами. Тем самым мы можем проследить значимость процессора на каждом участке работы компьютера.
Суперкомпьютер
Суперкомпьютер (кластерная архитектура) — вычислительная машина, значительно превосходит по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров.
Как правило, современные суперкомпьютеры — это большое количество высокопроизводительных серверных компьютеров, соединенных друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания вычислительного задачи. Таким образом, большинство суперкомпьютеров — это кластерные архитектуры.
Кластер — это разновидность параллельной или распределенной системы, которая состоит из нескольких связанных между собой компьютеров и используется как единственный, унифицированный компьютерный ресурс.
Кластер всегда состоит из узлов, которые являются полноценными компьютерами, соединенными сетью для выполнения обмена данными. При этом, эти компьютеры не обязательно должны быть однотипными, система может быть и гетерогенной, объединяя в себе компьютеры разной архитектурой — от ПК до сверхпроизводительных суперкомпьютеров. Кластер может быть как территориально сосредоточен, так и распределен, последнем способствует развитие глобальной сети Internet.
Компьютеры, образуют кластер, — так называемые узлы кластера — всегда относительно независимы, что позволяет останавливать или исключать из них для проведения профилактических работ или установки дополнительного оборудования без нарушения работоспособности всего кластера.
Аппаратная и программная часть комплекса позволяет при обнаружении отказа одного процессора быстро перераспределить работу на другие процессоры внутри кластера. При этом сбой в работе кластера выражается лишь в некотором снижении производительности системы или в недоступности приложений на короткое время, необходимое для переключения на другой узел. Производительность кластерной системы легко масштабируется, а это значит, что добавление в систему дополнительных процессоров, оперативной и дисковой памяти или новых узлов может выполняться при необходимости в любое время.
Кластерная архитектура на сегодняшний день является наиболее распространенной для создания высокопроизводительных вычислительных комплексов: в списке самых мощных суперкомпьютеров мира Тор500 более 80% систем является кластерами. В отличие от «мэйнфреймов» — мощных компьютеров с традиционной архитектурой — кластер строится на базе компонентов, выпускают массово, и состоит из стандартных серверов — вычислительных узлов, объединенных высокопроизводительной системной сетью.
Какое будущее ждет суперкомпьютеры?
Очевидно, что производительность суперкомпьютеров будет разгоняться до космических цифр, их размеры — уменьшаться, а потребление энергии — сокращаться. Но самое интересное кроется в задачах, которые они смогут решать.
Эксперты считают, что через 15 лет симуляции отойдут на второй план, а машинное обучение позволит суперкомпьютерам выполнять глубокую аналитику данных. В итоге их будут применять везде: от разработки бесконечных аккумуляторов до лекарства от рака.
Использование компьютеров в торговле
В организации компьютерных услуг для торговых предприятий широко использовался так называемый штрих-код (штрих-код). Это серия широких и узких линий, в которой зашифрован номер предмета торговли.
Для печати штрих-кодов на обычных принтерах используются специальные консоли. Полученные коды считываются с помощью сканеров, преобразуются в электрические импульсы, преобразуются в двоичный код и передаются в память компьютера. Используя штрих-код, компьютер печатает название товара и его цену на квитанции, выданной покупателю.
Информация о каждом продукте, имеющемся в магазине или на складе, заносится в базу данных. По запросу компьютер анализирует количество оставшихся товаров; правила ее налогообложения; правовые ограничения на его продажу и т. д. Одновременно с подачей информации о продаваемом товаре на дисплей кассового аппарата, компьютер производит соответствующую корректировку (уточнение) товарного листа.
То же программное обеспечение, которое используется для организации бухгалтерского учета в торговле, может также использоваться для других целей, например, для контроля доступности компонентов на заводской сборочной линии, для записи поплавков реки и т. д.
Электронные деньги. Одним из важнейших компонентов информатизации является переход денежного и финансового секторов на электронные деньги.
Торговля без наличных. Оплата производится с помощью кредитных карт. Имея кредитную карту вместо наличных, покупатель не платит наличными за любую покупку, но автоматически снимает необходимую сумму со своего банковского счета и отправляет ее на счет магазина.
Безналичная торговая система POS (Point of Sale System — система кассовых аппаратов) выполняет следующие функции: проверка кредитных карт (то есть проверка их подлинности); снятие денег со счета покупателя; переводя их на счет продавца.
POS — самая массовая и значимая отрасль системы электронных денег. Она также способна обнаружить малейшие кражи денег и товаров.
Информация о кредитной карте применяется магнитной записи. Магнитная карта вставлена в каждую кредитную карту — носитель данных.
На магнитной карте предварительно записаны следующие данные: номер лицевого счета; Название банка; страна; категория платежеспособности клиента; сумма предоставленного кредита и т. д.
Сменить машины. Они устанавливаются банками только для своих клиентов, которым ранее были выданы кредитные карты. Клиент вставляет в машину кредитную карту и набирает личный код и сумму, которую он хочет получить наличными. Аппарат через банковскую сеть проверяет правильность кода, снимает указанную сумму со счета клиента и выдает ее наличными. Часто несколько банков объединяются и создают общую сеть автоматов.
Смещение счетчика. Во всем мире электронные системы потребительского кредитования и взаиморасчетов между банками активно внедряются в соответствии с общим результатом. Такие системы реализованы как автоматическая очистка (англ. Clearing — cleaning) компьютерных сетей ACH (Automated Clearing House). Сеть содержит не только банковские документы, но и информацию, важную для принятия ответственных финансовых решений.
Заключение
В наше время жизнедеятельность современного человека осуществляется на путях все более активного общения с техническими устройствами. Желание постоянно использовать компьютер для решения все более широкого круга задач имеет большое значение, так как позволяет человеку успешно использовать огромные возможности машины.
Формирование единого глобального экономического, социального и культурного пространства — объективная реальность современного мира. Сегодня компьютеры, соединенные обширной сетью, выполняют функции как Всемирного банка информации, так и самых мобильных средств связи.
Таким образом, можно отметить, что количество автоматических систем достаточно велико и охватывает все сферы человеческой жизни, и дальнейшая интеграция взаимодействия искусственного интеллекта с различными секторами общества подтверждается активными разработками в этой области.
Это наиболее перспективное направление, полностью соответствующее условиям научно-технического прогресса в контексте современной информационно-вычислительной реальности.
Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔
Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.
Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.
Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.
В случае копирования материалов, указание web-ссылки на сайт natalibrilenova.ru обязательно.
Применение компьютеров
Первые компьютеры создавались исключительно для вычислений (что отражено в названиях «компьютер» и «ЭВМ»). Даже самые примитивные компьютеры в этой области во много раз превосходят людей (если не считать некоторых уникальных людей-счётчиков). Не случайно первым высокоуровневым языком программирования был Фортран, предназначенный исключительно для выполнения расчётов.
Вторым крупным применением были базы данных. Прежде всего они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД со своими собственными языками программирования.
Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё бо́льшая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.
Наконец, компьютеры развились настолько, что компьютер стал главным информационным инструментом как в офисе, так и дома. Т. е. теперь почти любая работа с информацией осуществляется через компьютер — будь то набор текста или просмотр фильмов. Это относится и к хранению информации, и к её пересылке по каналам связи.
Наиболее сложным и слаборазвитым применением компьютеров является искусственный интеллект — применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма. Примеры таких задач — игры, машинный перевод текста, экспертные системы.
