3.2.Поколения эвм

Когда говорят о поколениях, то в первую очередь говорят об историческом портрете ЭВМ. Фотографии, вклеенные в паспорт по истечении определенного срока, показывают, как изменился во времени один и тот же человек. Точно так же поколения ЭВМ представляют серию портретов вычислительной техники на разных этапах ее развития.

Принято считать, что с 1945 г. по настоящее время ЭВМ в своем развитии прошли пять этапов или поколений: первое - 50-е годы; второе - начало 60- х годов, третье конец 60-х годов, четвертое - 70-е годы, пятое - 80 -90-е годы.

3.2.1. Первое поколение

Основными компонентами (элементной базой) первых ЭВМ были электронные лампы. Десятки тысяч ламп потребляли много электроэнергии, выделяли большое количество тепла и занимали много места. Надежность работы ламповых устройств была низкой. Быстродействие ЭВМ первого поколения (например, ЭВМ М-20) имело порядок 20 тыс. оп./с, а объем оперативной памяти составлял 4К слов по 45 бит, но даже эти ЭВМ работали в 600 тыс. раз быстрее, чем настольные клавишные вычислительные машины.

Работа машины была организована просто: центральный Процессор ЦП приступал к исполнению очередной команды только после окончания выполнения предыдущей. Обмен данными с внешними запоминающими устройствами ВЗУ осуществлялся медленно. Скорость работы ВЗУ (накопителей на перфолентах, перфокартах, позже на магнитных лентах МЛ) была меньше скорости работы ЦП в тысячи раз. Оперативная память изготовлялась из блоков ферритовых сердечников.

Программы писались на языке машинных кодов, программист сам распределял ячейки памяти под программу, входные данные и полученные результаты.

Именно в этот период стали разрабатываться методы, облегчающие общение пользователей с ЭВМ: алгоритмические языки, стандартные подпрограммы, библиотеки программ с инструкциями по их применению т. д.

3.2.2.Второе поколение

Начало 60-х годов характеризуется внедрением новой элементной базы ЭВМ - полупроводников и созданных на их базе транзисторов, которые пришли на смену электронным лампам.

Использование транзисторных элементов позволило уменьшить расход электроэнергии, выделение тепла, сократить размеры отдельных устройств и всей машины. Увеличился срок безотказной работы ЭВМ. Быстродействие достигло 10⁴..10⁵ оп. /с, объем оперативной памяти вырос до 64К слов. Сложнее стала архитектура ЭВМ, появились накопители на магнитных дисках НМД и дисплеи. Расширилась система команд машины. Удалось распараллелить, совместить по времени, выполнение отдельных операций, таких, как работа ЦП и устройство ввода-вывода.

Появились возможности общаться с машиной в мультипрограммном режиме и режиме разделения времени. Произошел переход от написания программ на машинном языке к написанию их на алгоритмических языках. Но в то же время продолжается конфликт между медленно работающими устройствами ввода- вывода и быстрым ЦП.

3.2.3. Третье поколение

Период 60-х годов характеризуется рождением промышленной технологии создания интегральных схем (ИС) и широким использованием ИС в электронной технике. Удалось на поверхности кремниевой пластинки размеров около 1 см² создать электронную схему, содержащую несколько тысяч компонентов.

Применение ИС существенно сократило потребление электроэнергии, упростило системы охлаждения, уменьшило размеры и повысило надежность ЭВМ; ИС составили основу элементной базы вычислительных машин третьего поколения. Быстродействия машин повысилось до 10⁶...10⁷ оп./с., а оперативная память в отдельных ЭВМ расширилась до нескольких мегабайт.

В машинах третьего поколения основным способом общения стал режим разделения времени. Общение с машиной организуется сразу с нескольких терминалов, широко используются дисплейные терминальные устройства. Появились операционным системы мультидоступа, стали интенсивно развиваться языки высокого уровня. С машинами третьего поколения связано еще одно важное событие - пользователь получил возможность при общении с ЭВМ пользоваться как цифровой, так и графической информацией.