История ЭВМ

    В  эти годы производство компьютеров  приобретает промышленный размах. Пробившаяся в лидеры фирма  IBM первой реализовала семейство  ЭВМ - серию полностью совместимых  друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM.

Начиная с ЭВМ 3-го поколения, традиционным стала  разработка серийных ЭВМ. Хотя машины одной серии сильно отличались друг от друга по возможностям и производительности, они были информационно, программно и аппаратно совместимы. Например, странами СЭВ были выпущены ЭВМ единой серии («ЕС ЭВМ») «ЕС-1022», «ЕС-1030», «ЕС-1033», «ЕС-1046», «ЕС-1061», «ЕС-1066» и др. Производительность этих машин достигала от 500 тыс. до 2 млн. операций в секунду, объём оперативной памяти достигал от 8 Мб до 192 Мб.

    К  ЭВМ этого поколения также  относится «IВМ-370», «Электроника  — 100/25», «Электроника — 79»,  «СМ-3», «СМ-4» и др.

    Для  серий ЭВМ было сильно расширено  программное обеспечение (операционные  системы, языки программирования  высокого уровня, прикладные программы и т.д.).

    Невысокое  качество электронных комплектующих  было слабым местом советских  ЭВМ третьего поколения. Отсюда  постоянное отставание от западных  разработок по быстродействию, весу  и габаритам, но, как настаивают  разработчики СМ, не по функциональным возможностям. Для того, чтобы компенсировать это отставание, в разрабатывались спецпроцессоры, позволяющие строить высокопроизводительные системы для частных задач. Оснащенная спецпроцессором Фурье-преобразований СМ-4, например, использовалась для радиолокационного картографирования Венеры.

    Еще  в начале 60-х появляются первые  миникомпьютеры - небольшие маломощные  компьютеры, доступные по цене  небольшим фирмам или лабораториям. Миникомпьютеры представляли собой  первый шаг на пути к персональным компьютерам, пробные образцы которых были выпущены только в середине 70-х годов. Известное семейство миникомпьютеров PDP фирмы Digital Equipment послужило прототипом для советской серии машин СМ.

    Между  тем количество элементов и  соединений между ними, умещающихся в одной микросхеме, постоянно росло, и в 70-е годы интегральные схемы содержали уже тысячи транзисторов. Это позволило объединить в единственной маленькой детальке большинство компонентов компьютера - что и сделала в 1971 г. фирма Intel, выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было произвести в следующем десятилетии настоящую революцию - ведь микропроцессор является сердцем и душой современного персонального компьютера.

    Но  и это еще не все - поистине, рубеж 60-х и 70-х годов был  судьбоносным временем. В 1969 г.  зародилась первая глобальная  компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 году одновременно  появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.

§5 Четвертое  поколение ЭВМ 

   К сожалению,  начиная с середины 1970-х годов  стройная картина смены поколений нарушается. Все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, - прежде всего за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров.

    Обычно  считается, что период с 1975 г. принадлежит компьютерам четвертого  поколения. Их элементной базой  стали большие интегральные схемы  (БИС. В одном кристалле интегрированно  до 100 тысяч элементов). Быстродействие  этих машин составляло десятки млн. операций в секунду, а оперативная память достигла сотен Мб. Появились микропроцессоры (1971 г. фирма Intel), микро-ЭВМ и персональные ЭВМ. Стало возможным коммунальное использование мощности разных машин (соединение машин в единый вычислительный узел и работа с разделением времени).

Однако, есть и  другое мнение - многие полагают, что  достижения периода 1975-1985 г.г. не настолько  велики, чтобы считать его равноправным поколением. Сторонники такой точки  зрения называют это десятилетие  принадлежащим "третьему-с половиной" поколению компьютеров. И только с 1985г., когда появились супербольшие интегральные схемы (СБИС. В кристалле такой схемы может размещаться до 10 млн. элементов.), следует отсчитывать годы жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день.

    Развитие  ЭВМ 4-го поколения пошло по 2-м направлениям:

    1-ое  направление — создание суперЭВМ - комплексов многопроцессорных  машин. Быстродействие таких машин  достигает нескольких миллиардов  операций в секунду. Они способны обрабатывать огромные массивы информации. Сюда входят комплексы ILLIAS-4, CRAY, CYBER, «Эльбрус-1», «Эльбрус-2» и др. Многопроцессорные вычислительные комплексы (МВК) "Эльбрус-2" активно использовались в Советском Союзе в областях, требующих большого объема вычислений, прежде всего, в оборонной отрасли. Вычислительные комплексы "Эльбрус-2" эксплуатировались в Центре управления космическими полетами, в ядерных исследовательских центрах. Наконец, именно комплексы "Эльбрус-2" с 1991 года использовались в системе противоракетной обороны и на других военных объектах.

    2-ое  направление — дальнейшее развитие  на базе БИС и СБИС микро-ЭВМ  и персональных ЭВМ (ПЭВМ). Первыми  представителями этих машин являются Apple, IBM - PC ( XT , AT , PS /2), «Искра», «Электроника», «Мазовия», «Агат», «ЕС-1840», «ЕС-1841» и др.

    Начиная  с этого поколения ЭВМ повсеместно  стали называть компьютерами. А  слово «компьютеризация» прочно  вошло в наш быт.

    Благодаря  появлению и развитию персональных  компьютеров (ПК), вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной. Складывается парадоксальная ситуация: несмотря на то, что персональные и миникомпьютеры по-прежнему во всех отношениях отстают от больших машин, львиная доля новшеств - графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети - обязаны своим появлением и развитием именно этой "несерьезной" техники. Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше.

§6 Пятое поколение  ЭВМ 

    ЭВМ  пятого поколения — это ЭВМ  будущего. Программа разработки, так  называемого, пятого поколения  ЭВМ была принята в Японии  в 1982 г. Предполагалось, что к  1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки - задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров пятого поколения не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется.

    Предполагается, что их элементной базой будут  служить не СБИС, а созданные на их базе устройства с элементами искусственного интеллекта. Для увеличения памяти и быстродействия будут использоваться достижения оптоэлектроники и биопроцессоры.

    На  ЭВМ пятого поколения ставятся  совершенно другие задачи, нежели  при разработке всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи, как увеличение производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из представленных фактов), развитие "интеллектуализации" компьютеров - устранения барьера между человеком и компьютером.

    К  сожалению, японский проект ЭВМ  пятого поколения повторил трагическую судьбу ранних исследований в области искусственного интеллекта. Более 50-ти миллиардов йен инвестиций были потрачены впустую, проект прекращен, а разработанные устройства по производительности оказались не выше массовых систем того времени. Однако, проведенные в ходе проекта исследования и накопленный опыт по методам представления знаний и параллельного логического вывода сильно помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом.

    Уже  сейчас компьютеры способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой. Это позволяет общаться с компьютерами всем пользователям, даже тем, кто не имеет специальных знаний в этой области.

    Многие  успехи, которых достиг искусственный  интеллект, используют в промышленности  и деловом мире. Экспертные системы  и нейронные сети эффективно  используются для задач классификации  (фильтрация СПАМа, категоризация  текста и т.д.). Добросовестно служат человеку генетические алгоритмы (используются, например, для оптимизации портфелей в инвестиционной деятельности), робототехника (промышленность, производство, быт - везде она приложила свою кибернетическую руку), а также многоагентные системы. Не дремлют и другие направления искусственного интеллекта, например распределенное представление знаний и решение задач в интернете: благодаря им в ближайшие несколько лет можно ждать революции в целом ряде областей человеческой деятельности.

§7 Современные  персональные компьютеры 

    Современные  персональные компьютеры (ПК или  РС в английской транскрипции) в соответствии с принятой  классификацией надо отнести  к ЭВМ четвертого поколения.  Но с учетом быстро развивающегося  программного обеспечения, многие авторы публикаций относят их к 5-му поколению.

    Персональные  компьютеры появились на рубеже 60 – 70-х годов. Американская  фирма Intel разработала первый 4-разрядный  микропроцессор (МП) 4004 для калькулятора. Он содержал около тысячи транзисторов и мог выполнять 8000 операций в секунду. Вскоре была выпущена 8-битная версия данного МП, получившая название 8008. Оба МП всерьез восприняты не были, поскольку рассчитывались для конкретных применений. Они относятся к МП первого поколения.

    В  конце 1973 г. Intel разработала однокристальный  8-разрядный МП 8080, рассчитанный для  многоцелевых применений. Он был  сразу замечен компьютерной промышленностью  и быстро стал "стандартным". По стоимости он был доступен  даже для любителей. Одни фирмы начали выпускать МП 8080 по лицензиям, другие - предложили его улучшенные варианты. Так, группа инженеров фирмы Intel, образовав собственную фирму Zilog, в 1976 г. выпустила МП Z80, сохраняющий базовую архитектуру 8080. Фирма Motorola разработала собственный 8-разрядный МП М6800, нашедший впоследствии широкое применение.

    Стив  Возняк (будущий «отец» компьютеров  Apple) собрал свой первый компьютер  в 1972 году из деталей, забракованных  местным производителем полупроводников  в городе Беркли, штат Калифорния. Стив назвал свое изобретение Cream Soda Computer, поскольку пил именно этот напиток во время сборки аппарата. В начале 1976 года Стив Возняк, работая в Hewlett-Packard, предложил свой компьютер Apple руководству HP, но не нашел поддержки. В Hewlett-Packard победил другой проект – HP-85, основанный на идее совмещения компьютера и калькулятора. Тогда 1 апреля 1976 года два Стива – Возняк и Джобс – полушутя-полусерьезно зарегистрировали Apple Computer Company. И уже в июле предложили магазинам компьютер Apple-1 по цене $666,66.

    Apple-1 стал пользоваться спросом. Его  успех был вызван простотой  операционной системы. Прежде  ПК управлялись через "командную  строку", и пользователь, для того  чтобы ставить задачи компьютеру, должен был быть хоть немного  программистом. Создание же "мышки" и графически удобного интерфейса сделало ПК доступным для "чайников" и во многом определило успех Apple-1.

    Фирма  IBM обратила внимание на персональные  компьютеры, когда рынок "вырос  из пеленок". К 1980 году только  в США уже было продано более миллиона ПК, и маркетологи предсказывали взрывообразный рост спроса. Свои модели представили десятки компаний. Компьютеры при всей внешней схожести отличались большим разнообразием и были несовместимы друг с другом. Каждый производитель разрабатывал собственную архитектуру ПК. Считалось, что наиболее перспективной архитектурой обладает компьютер PDP-11, разработанный компанией DEC. Технические решения этой компании легли в основу первых отечественных компьютеров «Электроника».

   Однако, в конце 1980 года совет директоров IBM принял решение создать "машину, которая нужна людям". Стратегическим партнером в качестве поставщика процессоров была выбрана Intel. Команда разработчиков IBM PC заключила союз и с недоучившимся студентом Гарвардского университета Биллом Гейтсом. На существовавшие тогда ПК ставилась популярная операционная система CP/M, созданная компанией Digital Research, или система UCSD компании Softech. Однако эти операционные системы стоили $450 и $550 соответственно, а Гейтс за свою PC-DOS брал всего лишь $40. IBM сделала выбор в пользу дешевизны.