Поколения ЭВМ

1.

Поколения ЭВМ

2.

Первое поколение ЭВМ
(1938 - 1956 годы)
• ЭВМ первого поколения в качестве элементной базы
использовали электронные лампы и реле;
• Объем оперативной памяти составлял от 512 до 2048 байт. Память
выполнялась на триггерах, позднее на ферритовых сердечниках;
• быстродействие было, как правило, в пределах 5—30 тыс.
арифметических оп/с;
• они отличались невысокой надежностью, требовали систем
охлаждения и имели значительные габариты. Процесс
программирования требовал значительного искусства, хорошего
знания архитектуры ЭВМ и ее программных возможностей.
На фото: ферритовые сердечники

3.

Первое поколение ЭВМ
• Все быстродействие определялось самым медленным элементом это
внутренняя память которая снижала общую эффективность. Во время
первого поколения пытались убрать этот недостаток за счет асинхронной
работы компонентов. Введения понятие буффера, когда передаваемые
данные копировались в буфер, освобождая устройство для следующих
операций. Уже тогда для работы устройства ввода-вывода использовалась
собственная память
• На первых порах данного этапа использовалось программирование в
машинных кодах ЭВМ, затем появились автокоды и ассемблеры. Как
правило, ЭВМ первого поколения использовались для научно-технических
расчетов, а самим процессом программирования занимался весьма узкий
круг математиков, инженеров-электриков и физиков
• Большим недостатком первого поколения в том, что изначально данные
машины разрабатывались для выполнения арифметических задач. И
решение на них каких либо аналитических задач было весьма трудоемко.

4.

Первое поколение ЭВМ
С началом второй мировой
войны правительства разных
стран начали разрабатывать
вычислительные машины,
осознавая их стратегическую
роль в ведении войны.
Увеличение финансирования
в значительной степени
стимулировало развитие
вычислительной техники.
В 1938 году была запущена первая в мире электронная
вычислительная машина Z1, созданная под руководством
немецкого инженера Конрада Цузе, а в следующем, 1941 году значительно усовершенствованная модель Z2, выполнявшая
расчеты, необходимые при проектировании самолетов и
баллистических ракет Вернера фон Брауна
В 1930-е годы германские
ученые и инженеры
разработали принципы
построения электронных
вычислительных машин на
основе уже работавших в те
времена табуляторов
Холлерита и механических
арифмометров.
На фото: Конрад Цузе и z1

5.

Первое поколение ЭВМ
• В 1943 году английские инженеры завершили создание вычислительной
машины для дешифровки сообщений немецкой армии, названной
"Колосс". Однако эти устройства не были универсальными
вычислительными машинами, они предназначались для решения
конкретных задач.
На фото: Алан Тьюринг
На фото: «Колосс»

6.

Первое поколение ЭВМ
В 1944 году, получив данные о немецких разработках через разведку, американский
инженер Говард Эйкен при поддержке фирмы IBM сконструировал компьютер для
выполнения баллистических расчетов. Этот компьютер, названный "Марк I", по
площади занимал примерно половину футбольного поля и включал более 600
километров кабеля.
В компьютере "Марк I" использовался
принцип электромеханического реле,
заключающийся в том, что
электромагнитные сигналы
перемещали механические части.
"Марк I" был довольно медленной
машиной: для того чтобы произвести
одно вычисление требовалось 3-5 с.
Однако, несмотря на огромные
размеры и медлительность. "Марк I"
управлялся с помощью программы,
которая вводилась с перфоленты. Это
дало возможность, меняя вводимую
программу, решать довольно широкий
класс математических задач.
На фото: «Марк I»

7.

Первое поколение ЭВМ
В 1946 году американские ученые Джон Мокли и Дж. Преспер Эккерт сконструировали
электронный числовой интегратор и вычислитель(ЭНИАК) - компьютер, в котором
электромеханические реле были заменены на электронные вакуумные лампы.
Применение вакуумных ламп позволило
увеличить скорость работы ЭНИАК в
1000 раз по сравнению с "Марк I".
ЭНИАК состоял из 18000 вакуумных
ламп, 70000 резисторов, 5 миллионов
соединительных спаек и потреблял 160
кВт электрической энергии, что по тем
временам было достаточно для
освещения большого города. ЭНИАК
использовался для расчета
баллистических таблиц, расчетов в
области атомной энергетики (то есть
повторением того, что делали немцы),
аэродинамики.
В 1951 году был создан первый компьютер,
предназначенный для коммерческого
использования, - УНИАК
(универсальный автоматический
компьютер). В 1952 году с помощью
УНИАК был предсказан результат
выборов президента США.
На фото: ЭНИАК

8.

Первое поколение ЭВМ
• Компьютеры первого поколения в
Росси появились с опозданием. К
ним можно отнести МЭСМ – Малая
Электронная Счетная Машина
разработанная в институте
электротехники АН УССР под
руководством С.А. Лебедева 1950 г.
МЭСМ стала первой отечественной
универсальной ламповой
вычислительной машиной в СССР. В
1952-1953 годах МЭСМ оставалась
самой быстродействующей (50
операций в секунду) вычислительной
машиной в Европе.
• Отечественный компьютер первого
поколения БЭСМ-2. В нем было
около 4 000 электронных ламп. Он
был собран на трех стойках, одна из
них была стойка магнитного
оперативного запоминающего
устройства и пульт управления
На 1 фото: МЭСМ, на 2 фото БЭСМ-2

9.

Первое поколение ЭВМ
• В ЭВМ первого поколения реализованы фундаментальные
принципы построения вычислительных машин.
• Один из больших недостатков этих компьютеров это не
согласованность быстродействия арифметического логического устройства, управляющего устройства и
оперативной памяти из-за различной элементной базы.

10.

Второе поколение ЭВМ
(1960-1970-е годы)
Второе поколение начинается с ЭВМ RCA-501, появившейся в 1959 г. в США и
созданной на полупроводниковой элементной базе. Между тем, еще в 1955 г.
была создана бортовая транзисторная ЭВМ для межконтинентальной
баллистической ракеты ATLAS.
Новая элементная технология позволила резко повысить надежность ВТ, снизить
ее габариты и потребляемую мощность, а также значительно повысить
производительность. Это позволило создавать ЭВМ с большими логическими
возможностями и производительностью, что способствовало распространению
сферы применения ЭВМ на решение задач планово-экономических,
управления производственными процессами и др.
В рамках второго поколения все более четко проявляется дифференциация ЭВМ
на малые, средние и большие.
Конец 50-х годов характеризуется началом этапа автоматизации
программирования, приведшим к появлению языков программирования
Fortran (1957 г.), Algol-60 и др.

11.

Второе поколение ЭВМ
Логические схемы второго поколения ЭВМ строились на
дискретных полупроводниковых и магнитных элементах
(диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые
микро трансформаторы). В качестве конструктивнотехнологической основы использовались схемы с печатным
монтажом (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал
использоваться блочный принцип конструирования машин,
который позволяет подключать к основным устройствам
большое число разнообразных внешних устройств, что
обеспечивает большую гибкость использования компьютеров.
Тактовые частоты работы электронных схем повысились до
сотен килогерц.
Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных
дисках1 и на флоппи-дисках - промежуточный уровень памяти
между накопителями на магнитных лентах и оперативной
памятью.

12.

Второе поколение ЭВМ
В 1964 году появился
первый монитор для
компьютеров - IBM 2250.
Это был монохромный
дисплей с экраном 12 х 12
дюймов и разрешением
1024 х 1024 пикселей. Он
имел частоту кадровой
развертки 40 Гц.

13.

Второе поколение ЭВМ
Создаваемые на базе компьютеров системы
управления потребовали от ЭВМ более
высокой производительности, а главное надежности. В компьютерах стали широко
использоваться коды с обнаружением и
исправлением ошибок, встроенные схемы
контроля.
В машинах второго поколения были впервые
реализованы режимы пакетной обработки и
телеобработки информации.
Первой ЭВМ, в которой частично
использовались полупроводниковые
приборы вместо электронных ламп, была
машина SEAC (Standarts Eastern Automatic
Computer), созданная в 1951 году.
В начале 60-х годов полупроводниковые
машины стали производиться и в СССР.
На фото: машина SEAC