Эволюция эвм

Фирма IBM также сделала первые шаги в области автоматизации программирования, создав в 1953 году для машины IBM-701 «Систему быстрого кодирования». В 1957 году группа Д. Бэкуса завершила работу над ставшим  впоследствии популярным языком программирования высокого уровня ФОРТРАНОМ. Он способствовал  расширению сферы деятельности компьютеров.

В 1951 году фирма Ferranti стала выпускать машину «Марк-1». А через 5 лет выпустила ЭВМ «Pegasus», использующую концепцию регистров общего назначения.

В СССР в 1948 году проблемы развития вычислительной техники становятся общегосударственной  задачей.

В 1950 году в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и  ВТ АН СССР) организован отдел цифровой ЭВМ для разработки и создания большой ЭВМ. Эту работу возглавил  С. А. Лебедев (1902—1974). В 1951 году здесь  была спроектирована машина БЭСМ, а  в 1952 году началась её эксплуатация.

В проекте вначале предлагалось использовать трубки Вильямса, но до 1955 г. в качестве элемента памяти использовали ртутные линии. БЭСМ могла совершать 8 000 оп/с. Серийно она стала выпускаться с 1956 года под названием БЭСМ-2.

Транзисторные ЭВМ [править]

В середине 50-ых гг. XX века, когда ламповые компьютеры достигли «насыщения», ряд  фирм объявил о работах по созданию транзисторных ЭВМ. Первоначально  это вызвало скептицизм из-за того, что производство полупроводников  будет сложным и дорогостоящим. Однако этого не случилось — постоянно  совершенствовались методы производства транзисторов. В 1955 году в США было объявлено о создании цифрового  компьютера TRADIC, построенного на 800 транзисторах и 11 000 германиевых диодах. В этом же году фирма объявила о создании полностью транзисторной ЭВМ. Первая такая машина «Philco-2000» была сделана в ноябре 1958 года, она содержала 56 тыс. транзисторов, 1 200 диодов, но всё же в её составе было 450 электронных ламп. «Philco-2000» выполняла сложение за 1,7 мкс, умножение — за 40,3 мкс.

В Англии транзисторная ЭВМ «Elliot-803»  была выпущена в 1958 году, в ФРГ —  «Simens-2002» и в Японии H-1 — в 1958 году, во Франции и Италии — в 1960 году. В СССР группа разработчиков  во главе с Е. Л. Брусиловским в 1960 году в НИИ математических машин  в Ереване завершила разработку полупроводниковой ЭВМ «Раздан-2», её серийный выпуск начат в 1961 году. В это же время появились компьютеры и не на полупроводниках. Так, в Японии была выпущена ЭВМ «Senac-1» на параметронах, в СССР — «Сетунь», а во Франции  — CAB-500 на магнитных элементах. «Сетунь», разработанная в МГУ под руководством Н. П. Брусенцова, стала единственной серийной ЭВМ, работавшая в троичной системе счисления.

Значительным событием в конструировании  машин второго поколения стали  ЭВМ «Atlas» (выпущена в Англии в 1961 году), в которой были применены  концепции виртуальной (кажущейся) памяти, «Stretch» и CDC-6600 (США) и БЭСМ-6 (СССР).

В 1960 году фирма IBM разработала мощную вычислительную систему «Stretch» (IBM-7030), разработчики которой добились 100-кратного увеличения быстродействия: в её состав входило 169 тыс. дрейфовых транзисторов с тактовой частотой переключения в 100 МГц.

Большой вклад в развитие компьютеров  второго поколения внесла фирма Control Data, разработавшая в 1960 году ЭВМ CDC-6600 (первый образец был установлен в Лос-Анжелесе в 1964 г.).

В архитектуре CDC-6600 было использовано новое решение — многопроцессорная  обработка: многочисленные арифметико-логические устройства с десятью периферийными  процессорами, что обеспечивало машине производительность более чем 3 млн. оп/с.

В СССР после выпуска первой серийной ЭВМ второго поколения «Раздан-2»  было разработано ещё около 30 моделей  по такой же технологии. Минским  заводом вычислительной техники  им. Серго Орджоникидзе в 1963 году была выпущена первая транзисторная ЭВМ «Минск-2», а затем её модификации: «Минск-22», «Минск-22М», «Минск-23» и в 1968 году — «Минск-32», которые долгое время играли главную роль в автоматизации различных отраслей народного хозяйства.

В Институте кибернетики АН УССР под руководством В. М. Глушкова в 60-е  гг. ХХ века разработан ряд различных  малых машин: «Проминь» (1962 г.), «Мир», «Мир-1» (1965 г.) и «Мир-2» (1969 г.) — впоследствии применяемых в вузах и научно-исследовательских  организациях.

В 1964 году в Ереване также были созданы малые ЭВМ серии «Наири», отличающихся от ЭВМ «Мир» некоторыми структурными особенностями.

В том же году в Пензе была разработана  и пущена в производство серия  машин «Урал» (главный конструктор  Б. И. Рамеев), позже в 1965 и 1967 гг. появились  модификации — «Урал-11» и «Урал-16». ЭВМ серии «Урал» имели унифицированную  систему связи с периферийными  устройствами.

Машина МЭСМ-6 состояла из 60 тыс. транзисторов и 200 тыс. полупроводниковых диодов, имела высокую надёжность и высокое  быстродействие — 1 млн. оп/с.

При появлении ЭВМ второго поколения  разработчики занялись разработкой  и создание языков программирования, обеспечивающих удобный набор программ.

Одним из первых языков программирования был АЛГОЛ (создан группой ученых американской Ассоциацией по вычислительной техники)..

Эпоха интегральных схем [править]

В декабре 1961 года специальный комитет  фирмы IBM, изучив техническую политику фирмы в области разработки вычислительной техники, представил план-отчёт создания ЭВМ на микроэлектронной основе. Во главе реализации плана встали два  ведущих разработчика фирмы —  Д. Амдал и Г. Блау. Работая с  проблемой производства логических схем, они предложили при создании семейства использовать гибридные  интегральные схемы, для чего при  фирме в 1963 году было открыто предприятие  по их выпуску. В начале апреля 1964 года фирма IBM объявила о создании шести  моделей своего семейства IBM-360 («System-360»), появление которого ознаменовало появление  компьютеров третьего поколения.

За 6 лет существования семейства  фирма IBM пустила более 33 тыс. машин. Затраты на научно-исследовательские  работы составили примерно полмиллиарда долларов (по меркам того времени —  сумма была просто огромной).

При создании семейства «System-360»  разработчики встретились с трудностями  при создании операционной системы, которая должна была отвечать за эффективное  размещение и использование ресурсов ЭВМ. Первая из них, универсальная операционная система называлась DOS, предназначенная для малых и средних ЭВМ, позже была выпущена операционная система OS/360 — для больших. До конца 60-х гг. фирма IBM в общей сложности выпустила более 20 моделей семейства IBM-360. В модели 85 впервые в мире был применена кэш-память (от фр. cache — тайник), а модель 195 стала первой ЭВМ на монолитных схемах.

В конце 1970 года фирма IBM стала выпускать  новое семейство вычислительных машин — IBM-370, которой сохранило  свою совместимость с IBM-360, но и имело  ряд изменений: они были удобны для  комплектования многомашинных и  многопроцессорных вычислительных систем, работающих на общем поле оперативной  памяти.

Почти одновременно с IBM компьютеры третьего поколения стали выпускать и  другие фирмы. В 1966—1967 гг. их выпускали  фирмы Англии, ФРГ и Японии. В  Англии фирмой ICL был основан выпуск семейства машин «System-4» (производительность от 15 до 300 тыс. оп/с). В ФРГ были выпущены машины серии 4004 фирмы Siemens (машины этого  семейства полностью копировали ЭВМ семейства «Spectra-70»), а в  Японии — машины серии «Hytac-8000», разработанные  фирмой Hitachi (это семейство являлось модификацией семейства «Spectra-70»). Другая японская фирма Fujitsu в 1968 году объявила о создании серии ЭВМ «FACOM-230».

В Голландии фирма Philips Gloeilampenfabriken, образованная в 1968 году для выпуска компьютеров, стала выпускать компьютеры серии P1000, сравнимой с IBM-360. В декабре 1969 года ряд стран (НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СССР и ЧССР, а также в 1972 году — Куба, а в 1973 году — СРР) подписали Соглашение о сотрудничестве в области вычислительных технологий.

На выставке «ЕСЭВМ-73» (1973 г.) были показаны первые результаты этого сотрудничества: шесть моделей компьютеров третьего поколения и несколько периферийных устройств, а также четыре ОС для  них.

С 1975 года начался выпуск новых  модернизированных моделей ЕС-1012, ЕС-1022, ЕС-1032, ЕС-1033, имеющих наилучшее  соотношение производительность/стоимость, в которых использовались новые  логические схемы и схемы полупроводниковой  памяти.

Вскоре появились машины второй серии сотрудничества. Наиболее ярким  представителем его была мощная модель ЕС-1065, представлявшая собой многопроцессорную  системы, состоящую из четырех процессоров  и имевшую память 16 Мбайт. Машина была выполнена на интегральных схемах ИС-500 и имела производительность 4—5 млн. оп/с.

С машинами третьего поколения связано  ещё одно значительное событие —  разработка и внедрение визуальных устройств ввода-вывода алфавитно-цифровой и графической информации с помощью  электронно-лучевых трубок — дисплеев, использование которых позволило  достаточно просто реализовать возможности  вариантного анализа.

История появления первых прототипов современных дисплеев относится  к послевоенным годам. В 1948 году Г. Фуллер, сотрудник лаборатории вычислительной техники Гарвардского университета, описал конструкцию нумероскопа. В  этом приборе, под руководством ЭВМ, на экране электронно-лучевой трубки появлялась цифровая информация.

Дисплей принципиально изменил  процесс ввода-вывода данных и упростил общение с компьютером.

В 70-ых гг. XX века благодаря появлению  микропроцессоров стало возможным  осуществлять буферизацию как данных, принимаемых с экранного терминала, так и данных, передаваемых ЭВМ. Благодаря  чему регенерацию изображения на экране удалось реализовать средствами самого терминала. Появилась возможность  редактирования и контроля данных перед  их передачей в ЭВМ, что уменьшило  число ошибок. На экране появился курсор — подвижная метка, инициализирующая место ввода или редактирования символа. Экран дисплея стал цветным. Появилась возможность отображения  на экране сложных графических изображений  — это дало возможность для  создания красочных игр (хотя первые компьютерные игры появились ещё  в 1950-е, но были псевдографическими) и  предназначенных для работы с  графикой программ.

Четвёртое поколение [править]

Это поколение ЭВМ связано с  развитием микропроцессорной техники. В 1971 году компания Intel выпустила микросхему Intel-4004 — первый микропроцессор и  родоначальник доминирующего и  самого известного сегодня семейства.

История четвёртого поколения началось с того, что японская фирма Busicom (ныне уже не существует) заказала Intel Corporation изготовить 12 микросхем для использования их в калькуляторах различных моделей. Малый объём каждой партии микросхем увеличивал стоимость их разработки. Однако разработчикам удалось создать такое устройство — микропроцессор, который мог использоваться во всех микрокалькуляторах. Его тактовая частота — около 0,75 МГц. Процессор был четырёхразрядным, то есть позволял кодировать все цифры и специальные символы, что было достаточно для калькулятора.

Однако компьютеры работают не только с цифрами, но и с текстом. Для  того чтобы закодировать все цифры, буквы и специальные символы, потребовался бы 8-разрядный процессор. Он появился в 1972 году и назывался Intel-8008, а в 1974 году появился процессор Intel-8080. Он был выполнен по NMOS-технологии (англ. N-cannel Metal Oxide Semiconductor), его тактовая частота составила 2 МГц, при этом в самом микропроцессоре было реализовано деление чисел.

Таким образом, история развития электроники  подошла к созданию персональных компьютеров (ПК). Во второй половине 70-х гг. появилась потребность в компьютерах для одного рабочего места. Первые такие ПК базировались на 8-разрядных процессорах — Intel-8080 и процессорах фирмы Zilog Corporation — Z80. ОС для них разработала компания Digital Research CP/M (англ. Control Program for Microcomputers).

Создателями первого ПК были два  молодых американских техника: Стивен Джобс, работавший в фирме Atari, и Стив Возняк из компании HewlettPackard. Летом 1976 года в гараже родителей Джобса они соорудили первый ПК и назвали его «Apple-I» — «яблоко». Для того чтобы достать необходимые детали Джобсу пришлось продать свой автомобиль «Фольксваген».

Apple-I не имел ни клавиатуры, ни  корпуса. В апреле 1977 года они  сконструировали ещё один ПК  — Apple-II (в это же время появилась  и знаменитая эмблема фирмы  Apple — надкушенное разноцветное  яблоко), он имел одноплатную конструкцию  и шину расширения, позволяющую  подсоединять дополнительные устройства. Клавиатура была помещена в  отдельный корпус. В качестве  центрального процессора был  взят надёжный 8-разрядный 6502. Память  составляла всего лишь 8 Кбайт,  но для её увеличения использовалась  магнитофонная лента, запускаемая  с обычного кассетного магнитофона.  В дальнейшем к Apple-II были разработаны  графические видеоадаптеры, дисковая  ОС для управления ОП и нижний регистр для символов, который могли размешаться на экране в 80 столбцах.

За 10 с не большим лет ПК фирмы Apple (образована в 1977 году) завоевал рынок  — было продано более 2 млн. экземпляров. Цена его колебалась в районе 1000 долларов.

Своим коммерческим успехом он обязан в значительной степени его открытой архитектуре и модульной системе, позволяющей расширять системы  за счёт добавления новых устройств.

К 1980 году стал очевиден успех идеи ПК. Их рынок достиг нескольких десятков тысяч в год. Крупнейшая электронная  корпорация США IBM, лидер в производстве компьютеров, уже совершила одну стратегическую ошибку, уступив рынок  мини-ЭВМ компании Digital Equipment Corporation (DEC). Ещё одним поводом для беспокойства стал успех компьютеров фирмы Apple Computer. И IBM решает быстро захватить рынок ЭВМ. Сомнений не было, что для этого нужно создать новую модель ПК. Для этого нужен был новый процессор (взамен устаревшего 6502 или Z80) — им стал процессор Intel-8088.

В 1976 году компания Intel начала усиленно работать над микропроцессором Intel-8086. Размер его регистров был увеличен вдвое, что дало возможность увеличить в 10 раз производительность по сравнению с 8080. Кроме того, размер адресной шины был увеличен до 16 бит, чем опередил своё время — ему дополнительно нужна 16-разрядная микросхема.