Поколение ЭВМ

В начале 80-х годов  были созданы принципиально новые  средства обработки информации —  микропроцессоры (МП). По своим логическим возможностям и структуре они  напоминают упрощенный вариант процессора обычной ЭВМ, однако конструктивно реализуются всего на одной или несколько микросхемах с высокой степенью интеграции. На базе микропроцессоров стали создаваться микро-ЭВМ, состоящие из одного или нескольких микропроцессоров, дополненных постоянной и оперативной памятью, а также необходимыми периферийными устройствами. Микропроцессоры и микро-ЭВМ широко применяются при автоматизации технологических процессов.

 

Рисунок.5 - Пример: IBM 370-168

2.5 Пятое поколение ЭВМ

 

Современные вычислительные машины и персональные компьютеры можно отнести к пятому поколению ЭВМ. Развитие элементной базы ЭВМ пятого поколения происходит на наших глазах — каждые 3-5 лет в несколько раз возрастает степень интеграции электронных схем, улучшается технология их производства, что ведет к снижению стоимости компонентов компьютера. Сетевые технологии позволяют связывать компьютеры в локальные и глобальные сети, которые, взаимодействуя и объединяясь, образуют глобальную Сеть — Интернет. ЭВМ пятого поколения используют многозадачные операционные системы с дружественным графическим интерфейсом, а большое количество прикладных программ делает их незаменимыми при решении практически любых задач. Типичный объем оперативной памяти современных персональных компьютеров — сотни мегабайт, дисковой памяти — десятки или сотни гигабайт, тактовая частота — единицы гигагерц.

Последние годы определили требования к ЭВМ будущего, которые помимо малых габаритов и небольшого энергопотребления, более высокой производительности и надежности должны обладать возможностью общения с человеком на его естественном языке, способностью производить логические выводы, обучаться, формировать в своей памяти так называемую базу знаний и т.д. Работа таких структур основана на способности обучаться и анализировать нечеткие или неполные данные и принимать решения на основе предыдущего опыта. Одной из моделей, оказавшейся наиболее плодотворной, была модель Д. Хэбба, который в 1949 г. предложил закон обучения, явившийся стартовой точкой для алгоритмов обучения искусственных нейронных сетей. Дополненный сегодня множеством других методов он продемонстрировал ученым того времени, как сеть нейронов может обучаться.

В пятидесятые и шестидесятые годы группа исследователей, объединив  эти биологические и физиологические  подходы, создала первые искусственные  нейронные сети. Выполненные первоначально как электронные сети, они были позднее перенесены в более гибкую среду компьютерного моделирования, сохранившуюся и в настоящее время. М. Минский, Ф. Розенблатт, Б. Уидроу и другие разработали сети, состоящие из одного слоя искусственных нейронов. Эти сети, часто называемые персептронами, были использованы для такого широкого класса задач, как предсказание погоды, анализ электрокардиограмм и искусственное зрение.

На сегодняшний день существует много впечатляющих демонстраций возможностей искусственных нейронных сетей: сеть научили превращать текст в фонетическое представление, которое затем с помощью уже иных методов превращалось в речь; другая сеть может распознавать рукописные буквы; сконструирована система сжатия изображений, основанная на нейронной сети.

Для улучшения существующих сетей требуется еще много  теоретической и экспериментальной  работы. Должны быть развиты новые  технологии, улучшены существующие методы, прежде чем данная область сможет полностью реализовать свои потенциальные возможности.

На сегодняшний день как бы не были ограничены возможности нейронных сетей, множество революционных открытий, могут быть не за горами.

 

Рисунок. 6 - Цифровой нейрокомпьютер с программируемой архитектурой

 

ГЛАВА 3

СОВРЕМЕННЫЕ ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

 

Современные персональные компьютеры (ПК) в соответствии с  принятой классификацией надо отнести  к ЭВМ четвертого поколения. Но с  учетом быстро развивающегося программного обеспечения, многие 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 несколько тысяч транзисторов и мог выполнять 8000 операций в секунду. По мнению представителей Intel, архитектура процессора Itanium - это самая значительная разработка со времени презентации 386-го процессора в 1985 г. Первые образцы 64-разрядного процессора Intel представляют собой картридж размером примерно 10х6 см, который включает в себя кэш-память третьего уровня емкостью 2 либо 4 Мбайт и радиатор. Картридж монтируется в разъем типа Slot и имеет 418 выводов. Процессор имеет трехуровневую иерархию сверхоперативной памяти. Если кэш-память первого и второго уровней интегрирован прямо на кристалле процессора, то микросхемы кэш-памяти третьего уровня расположены на самой плате картриджа. На реализацию процессора с соблюдением проектных норм 0,13 мКм потребовалось около 320 млн. транзисторов, из которых только 25 млн. пришлось на реализацию самого ядра, а остальные — на кэш-память. Самый большой модуль процессора — это блок вычислений с плавающей запятой, он занимает около 10% площади кристалла. Производительность Itanium составляет до 6,4 млрд. операций с плавающей запятой в секунду. Благодаря архитектуре EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) и 15 исполнительным устройствам процессор может выполнять до 20 операций одновременно. При этом он может непосредственно адресовать до 16 Тбайт (2⁴⁰) памяти при пропускной способности до 2,1 Гбайт/с. В процессоре реализована поддержка всех расширений Intel (технологии MMX, eMMX, SSE, и симметричной мультипроцессорной обработки), за исключением SSE2.

Intel рассматривает  Itanium в качестве родоначальника  нового семейства процессоров,  которое будет развиваться в ближайшие 25 лет. За первой моделью с кодовым названием Merced последуют McKinley, Madison, Deerfield и другие новые версии. По официальным данным, шесть моделей подобных кристаллов уже находятся на стадии разработки. Ожидается, что процессор McKinley дебютирует с тактовой частотой в 2 ГГц или выше. По имеющейся информации, все 64-разрядные процессоры Intel будут содержать в своем названии слово Itanium, а McKinley, Madison и прочие имена так и останутся кодовыми названиями. Он содержал около несколько тысяч 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". Одни фирмы  начали выпускать МП 8080 по лицензиям, другие - предложили его улучшенные варианты.

12 августа 1981 года IBM представила свой ПК, который  был спроектирован не хуже, чем  изделия тогдашних лидеров рынка — Commodore PET, Atari, Radio Shack и Apple. Весной 1983 г. фирма IBM выпускает модель PC XT с жестким диском, а также объявляет о создании нового поколения микропроцессоров - 80286. Новый компьютер IBM PC AT (Advanced Technologies), построенный на основе МП 80286, быстро завоевал весь мир.

Тактовые частоты  современных ПК превышают 3 ГГц, объемы ОЗУ до 4 ГБ. Емкость накопителей на жестких дисках выросла до 500 ГБ. Современные технологии позволяют на ПК прослушивать и записывать высококачественные аудио-файлы. Применение DVD приводов обеспечивает просмотр современных фильмов. Широкое распространение получили сегодня переносные ПК - nootbook, карманные ПК (КПК) и мобильные ПК - смартфоны, объединяющие функции ПК и телефона.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Завершая работу над рефератом можно прийти к  выводу, что электронно-вычислительные машины в развитии информатики играют особую роль. Собственно само существование информатики как научного направления невозможно представить без вычислительной техники. Появление вычислительных машин, их быстрое развитие и массовое внедрение в различные сферы человеческой деятельности вызвали к жизни научно-техническое направление, которое называется вычислительной техникой.

ЭВМ появились, когда возникла острейшая необходимость  в очень трудоемких и точных расчетах, особенно в таких областях науки  и техники, как: атомная физика и  теория динамик полета и управления летательными аппаратами, в исследовании аэродинамики больших скоростей. Уровень прогресса здесь во многом зависел от возможностей выполнения сложных расчетов.

ЭВМ в своем  развитии прошли несколько поколений.

Все этапы развития ЭВМ принято условно делить на поколения.

Первое поколение создавалось на основе вакуумных электроламп, машина управлялась с пульта и перфокарт с использованием машинных кодов. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы.

Второе поколение появилось в 60-е годы 20 века. Элементы ЭВМ выполнялись на основе полупроводниковых транзисторов. Эти машины обрабатывали информацию под управлением программ на языке Ассемблер. Ввод данных и программ осуществлялся с перфокарт и перфолент.

Третье поколение выполнялось на микросхемах, содержавших на одной пластинке сотни или тысячи транзисторов. Пример машины третьего поколения - ЕС ЭВМ. Управление работой этих машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент.

Четвертое поколение было создано на основе больших интегральных схем (БИС). Наиболее яркие представители четвертого поколения ЭВМ - персональные компьютеры (ПК). Персональной называется универсальная однопользовательская микро-ЭВМ. Связь с пользователем осуществлялась посредством цветного графического дисплея с использованием языков высокого уровня.

Пятое поколение создано на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле.

Предполагается, что в будущем широко распространится  ввод информации в ЭВМ с голоса, общения с машиной на естественном языке, машинное зрение, машинное осязание, создание интеллектуальных роботов и робототехнических устройств.

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1 Караменс В.В., Григ Н.Р. Компьютер: прошлое,  настоящее, будущее. - М., 2005.

2 Минасян У.К.  История техники. - М., 2000.

3 Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. - М., 2002.

4 http://otherreferats.allbest.ru

5 http://www.williamcoakley.com

6. http://www.referatt.net

7. Попова О.В. Учебное пособие по информатике. – СПб.,2005.