Основы построения ЭВМ. Основные определения. Вычислительная машина. Функция Аккермана – тест для компьютера, страница 8

Предыстория

Реализован только принцип программного управления извне

1944г

Марк-1 (IBM) на реле с программным управлением от перфолент. Айкен 

1947г

Марк-2. То же

1946г

ENIAC (Пенсильванский университет, школа Мура) – 1-ая электрическая ЭВМ (на лампах). Эккерт, Моугли.

I поколение

1949 (по 1952)

EDVAC– 3500 ламп – первая ЭВМ с хранимой программой управления в памати Реализованы идеи фон-Неймана. первая «работающая» ЭВМ.

1949-51

EDSAC – Кембриджский Университет, Уилкс

1951

(работы начались в 1948) МЭСМ под руководством С.А. Лебедева (в АНУССР, Киев)

1953

БЭСМ (также Лебедев, но в ИТМ и ВТАНУССР) 8000 оп/сек., большой вклад М.В. Келдыша.

1953-1958

серийные машины БЭСМ-2, Стрела (самая первая серийная; разработана  под руководством Букляевского), М-3, Минск-1, 12, 14. Урал 1, 2, 4, М-20 и др.

Характерен жестко последовательный режим обработки команд, Только зарождаются (ЭВМ М-20) индексная арифметика и локальное совмещение. Программирование на языке машинных команд. Режим «открытого пользования» (программист-математик сам находится за пультом ЭВМ) – зависимость производительности от оператора, находящегося за пультом.

Зарождение стандартных программ (и библиотек!), систем ввода-вывода, языков высокого уровня.

II поколение

1960

IBM-7070(c 58г.), Атлас (Англия 61-62гг.), Стретп (США), Минск2, Раз?2,3, М-220, БЭСМ-4  5-30 тыс оп/с.

Управляющие машины «Днепр», ВНИИЭП-3,

Малые машины «Капри», «Мир»

1968

БЭСМ-6  (С.А. Лебедев, В.А. Мельников) – 1 млн оп/с. – сверхбыстродействующая ЭВМ

Минск-22, 32, Урал-14

Реализация идеи многопрограммного управления.

Трансляция с алгоритмических языков.

Основное – поиск структурных решений, обеспечивающих максимальную загрузку всех устройств ЭВМ, а главное – процессора. Отсюда стремление обеспечить повышение производительности за счет совмещения выполнения команд (программ), а также за счет наиболее эффективного общения между человеком и машиной:  трансляторы с алгоритмических языков, широкий набор библиотек программ.

Второе направление – дифференциация по применению. «Закрытый» режим работы для математика-программиста (ввод через оператора), но для эффективности такого режима работы необходимо иметь эффективные средства отладки.

Конец этого поколения характеризовался развитым математическим обеспечением: трансляторы с синхронным семантическим и синтаксическим контролем, административные программы из подпрограмм, мониторные системы, распределение памяти, подпрограммы контроля.

III поколение

1967

IBM-360

Стремление к повышению надежности, быстродействия, снижения стоимости. Пути: унификация, программная совместимость, микропроцессорное управление.

Элементарная база – ИС.

ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ, АСВТ

Развитие систем прерывания. Развитие ОС.

Главная идея – унификация, построение по модульному принципу.

С точки зрения математика и разработчика ПО:

–  I поколение – программы писали на внутреннем, либо простейшем ? языке машины;

–  II поколение – появление трансляторов я алгоритмических языков, широкий набор библиотеки программ;

–  IIIпоколение – семейства программно совместимых машин с развитой системой прерывания и операционными системами; базы данных;

–  IV поколение – коммунальное использование вычислительных мощностей, языки параллельных вычислительных процессов в вычислительных сетях; развитие средств работы в PMB.

–   

И второе особо важное в этом III поколении – использование и развитие микропрограммного управления

<27>

IV поколение

Начало 70-х годов. Элементарная база – БИС.

«Размытое» поколение.

С одной стороны (главное) – развитие, совершенствование организации – многопроцессорные машины. Организация режимов разделения времени, соединение машин в сети, системы. Большое внимание уделяется совершенствованию организации управления обработкой потока задач в многопроцессорной структуре. Управление взаимодействием процессоров (распределение ресурсов).

Эффективное быстродействие – до десятков млн оп/с.

ИЛЛИАК IV, STAR 100,  «Эльбрус-2» (100 млн оп/с), ПС2000 – до 64 процессоров (суммарное быстродействие 200 млн оп/с), ПС 3000.

С другой стороны – микро-ЭВМ

Появление СБИС  микропроцессоры.

Персональные компьютеры (развитие контакта человека с ЭВМ). Аппаратурная реализация функций ОС. 1 млн оп/с.

Четвертое поколение – поколение коммунального использования вычислительных мощностей, сетей ЭВМ и микро-ЭВМ. Для машин III и IV поколений характерны большие возможности, предоставляемые пользователям, многие функции теперь возложены вновь на аппаратуру. Дальнейшее развитие систем управления, прямого доступа, защиты и динамического распределения памяти.

V поколение

«Японский вызов» (захват в 90-х годах мирового лидерства в области ВТ). Высокая производительность, низкая стоимость. Новые качественные свойства: общение при помощи естественного языка, развитая графика; обучаемость; ассоциативный поиск информации (понимание «базы данных»  «база знаний»)

Производительность: 2 млн оп/с – персональные компьютеры, 1–100 млрд оп/с – сверхпроизводительные ЭВМ.

Емкость ОЗУ: 0,5–5 Мбайт и 8-160 Мбайт соответственно.