Классификация компьютеров. Особенности и технические характеристики классов

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» 
 
 
 
 

Факультет Экономики  и Управления

Кафедра «Систем управления энергетикой и промышленными  предприятиями» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по дисциплине: 

Информатика. 

Тема: 

«Классификация  компьютеров. Особенности  и технические  характеристики классов» 
 
 
 
 

                                                                                                                      
 
 

                                                                                     
 
 
 
 

   

                                                 Дата:29.11.09 
 
 

Екатеринбург 2009

 

                           Введение. 

    С ранних времен человек всячески пытается облегчить  свой труд. С того момента, как первобытный  человек взял в руки палку, орудия в его руках начали преобразовываться и стремительно развиваться. В человеческих руках стали появляться копья, топоры, плуг, меч…и так до первой ракеты.

    Появление, собственно, компьютеров и вычислительных машин позволило науке сделать  огромный рывок в развитии. Стало  возможным проводить всевозможные операции, которые человеческому мозгу не подвластны.

    Компьютер – это устройство или средство, предназначенное для обработки информации. Однако компьютер может обрабатывать только ту информацию, которая представлена в числовой форме. Информацию в иной форме представления для ввода в компьютер необходимо преобразовать в числовую форму. 

    Так как человек не обходится одной сферой деятельности, он  создает различные орудия для данной деятельности. Компьютеры этому не исключения. Каждый компьютер имеет свое назначение. Каждая отрасль производства стремится к тому, чтобы максимально улучшить коэффициент полезного действия, увеличить производительность, а так же сделать данный процесс наиболее дешевым. В этом то и состоит главная задача вычислительных машин — упрощать и ускорять работу! 

      Существуют различные классификации компьютерной техники:

• по этапам развития (по поколениям);
• по архитектуре;
• по производительности;
• по условиям эксплуатации;
• по количеству процессоров;
• по потребительским свойствам и т.д.

    Четких  границ между классами компьютеров не существует. По мере совершенствования структур и технологии производства, появляются новые классы компьютеров, границы существующих классов существенно изменяются. 
 
 
 
 

 

Поколения компьютеров. Технические характеристики и особенности  классов.

    

     Идея  делить машины на поколения  вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования.

 

 

Краткая историческая справка(Нулевое поколение)

    История счётных устройств насчитывает  много веков. Ниже в хронологическом  порядке приводятся некоторые наиболее значимые события этой истории, их даты и имена участников.

    «Нулевое» — примерно до 1940 года. Вычислительный элемент — механический. Простые арифметические операции. Арифмометры, механические счетные машины.

    Около 500 г. н.э. Изобретение счётов (абака) — устройства, состоящего из набора костяшек, нанизанных на стержни.

    1614 г. Шотландец Джон Непер изобрёл логарифмы. Вскоре после этого Р. Биссакар создал логарифмическую линейку. 

    1642г. Французский ученый Блез Паскаль приступил к созданию арифметической машины — механического устройства с шестернями, колёсами, зубчатыми рейками и т.п. Она умела "запоминать" числа и выполнять элементарные арифметические операции.

    1670-1680 гг  Готфилд Дейбниц сконструировал счетную машину, которая выполняла все четыре арифметические действия.

    1804 г. Французский инженер Жаккар изобрёл перфокарты для управления автоматическим ткацким станком, способным воспроизводить сложнейшие узоры. Работа станка программировалась колодой перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом челнока.

    1834 г. Английский ученый Чарльз Бэббидж составил проект "аналитической" машины, в которую входили: устройства ввода и вывода информации, запоминающее устройство для хранения чисел, устройство, способное выполнять арифметические операции, и устройство, управляющее последовательностью действий машины. Команды вводились с помощью перфокарт. Проект не был реализован.

    1876 г. Английский инженер Александер Белл изобрёл телефон.

    1878 г. Русский ученый П. Чебышев сконструировал счетную машину, выполняющую сложение и вычитание многознычных чисел.

    1890 г. Американский инженер Герман Холлерит создал статистический табулятор, в котором информация, нанесённая на перфокарты, расшифровывалась электрическим током. Табулятор использовался для обработки результатов переписи населения в США.

    1892 г. Американский инженер У. Барроуз  выпустил первый коммерческий сумматор.

    1897 г. Английский физик Дж. Томсон сконструировал электронно-лучевую трубку.

    1901 г. Итальянский физик Гульельмо Маркони установил радиосвязь между Европой и Америкой.

    1904—1906 гг. Сконструированы электронные диод и триод.

    1930 г. Профессор Массачусетского технологического института (МТИ) Ванневар Буш построил  дифференциальный анализатор, с появлением которого связывают начало современной компьютерной эры.  
Это была первая машина, способная решать сложные дифференциальные уравнения, которые позволяли предсказывать поведение таких движущихся объектов, как самолет, или действие силовых полей, например, гравитационного поля.

    1936 г. Английский  математик Алан Тьюринг и независимо от него Э. Пост выдвинули и разработали концепцию абстрактной вычислительной машины. Они доказали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности её алгоритмизации.

    1938 г. Немецкий инженер Конрад Цузе построил первый чисто механический компьютер. 

    1938 г. Американский математик и инженер Клод Шеннон показал возможность применения аппарата математической логики для синтеза и анализа релейно-контактных переключательных схем.

    1939 г. Американец болгарского происхождения профессор физики Джон Атанасофф создал прототип вычислительной машины на базе двоичных элементов. 

 
1941 г. Конрад Цузе сконструировал первый универсальный компьютер на электромеханических элементах. Он работал с двоичными числами и использовал представление чисел с плавающей запятой.

    1944 г. Под руководством американского математика Говарда Айкена создана автоматическая вычислительная машина "Марк—1" с программным управлением. Она была построена на электромеханических реле, а программа обработки данных вводилась с перфоленты. 

    Начиная с этого события, можно уже говорить о зарождении первого поколения вычислительных машин. 
 

    1945 г. Джон фон Нейман в отчёте "Предварительный доклад о машине Эдвак" сформулировал основные принципы работы и компоненты современных компьютеров.  
 

    1946 г. Американцы Дж. Эккерт и Дж. Моучли сконструировали первый электронный цифровой компьютер "Эниак" (Electronic Numerical Integrator and Computer). Машина имела 20 тысяч электронных ламп и 1,5 тысячи реле. Она работала в тысячу раз быстрее, чем "Марк—1", выполняя за одну секунду 300 умножений или 5000 сложений.  
 

    1948 г. В американской фирме Bell Laboratories физики Уильям Шокли,Уолтер Браттейн и Джон Бардин создали транзистор. За это достижение им была присуждена Нобелевская премия.

    1948 г. Норберт Винер (Norbert Wiener) опубликовал книгу "Кибернетика",оказавшую влияние на все последующие исследования в области искусственного интелекта.

    1949 г. В Англии под руководством Мориса Уилкса построен первый в мире компьютер с хранимой в памяти программой EDSAC.

    1951 г. В Киеве построен первый в континентальной Европе компьютер МЭСМ (малая электронная счетная машина), имеющий 600 электронных ламп. Создатель С.А. Лебедев.

    1951—1955 гг. Благодаря деятельности российских ученых С.А. Лебедева, М.В. Келдыша, М.А. Лаврентьева, И.С. Брука, М.А. Карцева, Б.И. Рамеева, В.С. Антонова, А.Н. Невского, Б.И. Буркова и руководимых ими коллективов Советский Союз вырвался в число лидеров вычислительной техники, что позволило в короткие сроки решить важные научно-технические задачи овладения ядерной энергией и исследования Космоса.

    1952 г. Под руководством С.А. Лебедева в Москве построен компьютер БЭСМ—1 (большая электронная счетная машина) — на то время самая производительная машина в Европе и одна из лучших в мире.

    1953 г. Джей Форрестер реализовал оперативную память на магнитных сердечниках (сore memory), которая существенно удешевила компьютеры и увеличила их быстродействие. Память на магнитных сердечниках широко использовалась до начала 70-х годов. На смену ей пришла память на полупроводниковых элементах.

    1955—1959 гг. Российские ученые А.А. Ляпунов, С.С. Камынин, Э.З. Любимский, А.П. Ершов, Л.Н. Королев, В.М. Курочкин, М.Р. Шура-Бура и др. создали "программирующие программы" — прообразы трансляторов. В.В. Мартынюк создал систему символьного кодирования — средство ускорения разработки и отладки программ.

    1955—1959 гг. Заложен фундамент теории программирования (А.А. Ляпунов, Ю.И. Янов, А.А. Марков, Л.А. Калужин) и численных методов (В.М. Глушков, А.А. Самарский, А.Н. Тихонов). Моделируются схемы механизма мышления и процессов генетики, алгоритмы диагностики медицинских заболеваний (А.А. Ляпунов, Б.В. Гнеденко, Н.М. Амосов, А.Г. Ивахненко, В.А. Ковалевский и др.).

    1958 г. Джек Килби из фирмы Texas Instruments создал первую интегральную схему.

    1957 г. Первое сообщение о языке Фортран (Джон Бэкус).