Реферати українською » Информатика, программирование » Структурна схема принципу роботи ЕОМ


Реферат Структурна схема принципу роботи ЕОМ

Контрольна робота з дисципліни «Інформатика»

Виконала Студентка I курсу групи Б Спеціальність «Фінанси і кредиту» Александрова У. А

Російський Державний Соціальний Університет філія м. Обнінськ

Обнінськ 2007 р.

Запровадження

Ключова роль сучасної інфраструктурі інформатизації належить системам комунікації і обчислювальним мереж, у яких зосереджені найновіші засоби обчислювальної техніки, інформатики, зв'язку, і навіть щонайпрогресивніші інформаційні технології. Саме вони забезпечують користувачам широкий набір інформаційно-обчислювальних послуг з доступом до локальних і віддаленим машинним ресурсів, технологіям і баз даних.

Дорогою розвитку електронної обчислювальної техніки (починаючи з середини 40-х років) можна назвати чотири покоління великих ЕОМ, відмінних елементної базою, функционально-логической організацією, конструктивно-технологическим виконанням, програмним забезпеченням, технічними і експлуатаційними характеристиками, ступенем доступу до ЭВМ[1] із боку користувачів. Смене поколінь супроводжувало зміна основних техніко-експлуатаційних і техніко-економічних показників ЕОМ, й у першу чергу як-от швидкодія, ємність пам'яті, надійність і вартість. У цьому однією з основних тенденцій розвитку був і залишається прагнення зменшити трудомісткість підготовки програм розв'язуваних завдань, полегшити зв'язок операторів з машинами, збільшити ефективність їх використання.

Можливості поліпшення техніко-експлуатаційних показників ЕОМ значною мірою залежить від елементів, що використовуються побудови їх електронних схем. Тому, за розгляді етапів розвитку ЕОМ кожне покоління зазвичай, у першу чергу характеризується використовуваної елементарної базою.

ЕОМ першого покоління

Основним активним елементом ЕОМ першого покоління була електронна лампа, інші компоненти електронної апаратури – це звичайні резисторы, конденсатори, трансформатори. Для побудови оперативної пам'яті ЕОМ вже з середини 1950-х років почали застосовувати спеціально розроблені цієї мети елементи – ферритовые сердечники з прямокутної петлею гистерезиса. Як устрою вводу-виводу спочатку використовувалася стандартна телеграфний апаратура (телетайпи, стрічкові перфоратори, трансмітери, апаратура счетно-перфорационных машин), та був спеціально для ЕОМ розробили електромеханічні запам'ятовуючі пристрої на магнітних стрічках, барабанах, дисках і швидкодіючі друкують устрою.

Машини першого покоління мали значні розміри, споживали велику потужність, мали порівняно мале швидкодія, малу ємність оперативної пам'яті, невисоку надійність праці та недостатньо розвинене програмне забезпечення. У ЕОМ цього покоління було закладено основи логічного побудови машин і продемонстровано можливості цифровий обчислювальної техніки.

У цей час зародилася професія програмістів – творців програм для ЕОМ і перші мови програмування. У цей час фон Нейман сформулював основні засади всіх сучасних комп'ютерів – використання змінних програм як коштів управління ЕОМ і методи обробки даних, наявних у пам'яті машини. Комп'ютери на електронні лампи. (1948-1958)

Комп'ютери з урахуванням електронних ламп з'явилися торік у в 40-ві роки ХХ століття. Перша електронна лампа -вакуумний діод - було побудовано Флемінгом лише 1904 року, хоча ефект проходження електричного струму через вакуум відкрили Эдисоном в 1883 року. Невдовзі Лі де Форрест винаходить вакуумний триод - лампу із трьома електродами, потім з'являється газонаполненная електронна лампа - тиратрон, пятиэлектродная лампа - пентод тощо. буд. До 1930-х електронні вакуумні і газонаполненные лампи використовувалися головним чином радіотехніці. Однак у 1931 року англієць Винни-Вильямс побудував (потреб експериментальної фізики) тиратронный лічильник електричних імпульсів, відкривши цим нову сферу застосування електронних ламп. Електронний лічильник складається з низки тригерів. Триггер , винайдений М. А. Бонч-Бруевичем (1918) і - незалежно - американцями У. Икклзом і Ф. Джорданом (1919), містить 2 лампи й у кожен момент може у одному з цих двох стійких станів; він являє собою електронне реле. Подібно электромеханическому, може бути використано для зберігання однієї двоичной цифри. Використання електронної лампи як основне елемента ЕОМ створювало чимало закутків. Через те, що висота скляній лампи - 7см, машини були розмірів. Кожні 7-8 хв. одне з ламп виходила з експлуатації, бо як в комп'ютері їх було 15 - 20 тисяч, то тут для пошуку це й заміни пошкодженій лампи вимагалося дуже чимало часу. З іншого боку, вони виділяли дуже багато тепла, й у експлуатації "сучасного" комп'ютера на той час були потрібні спеціальні системи охолодження.

Аби розібратись у заплутаних схемах величезного комп'ютера, потрібна була цілі бригади інженерів. Устройств входження у цих комп'ютерах був, тому дані занотовувалися на згадку про з допомогою сполуки потрібного штекера із потрібною гніздом.

Прикладами машин I-го покоління можуть бути Mark 1, ENIAC, EDSAC[2] - перша машина з береженої програмою. UNIVAC[3] . Перший примірник Юнивака було передано у Бюро переписом населення США. Пізніше було створено чимало різних моделей Юнивака, які було застосовано у різноманітних галузях діяльності. Отже, Юнивак був першим серійним комп'ютером. З іншого боку, це був першим комп'ютер, де замість перфокарт використовувалася магнітна стрічка.

ЕОМ другого покоління

На зміну лампам в машинах другого покоління (наприкінці 1950-х років) прийшли транзистори. На відміну від лампових ЕОМ транзистори машини мали великими швидкодією, ємністю оперативної пам'яті і надійністю. Істотно зменшилися розміни, маса кафе і споживана потужність. Значним досягненням стало застосування друкованого монтажу. Підвищилася надійність електромеханічних пристроїв вводу-виводу, питома вага збільшився. Машини другого покоління мали великими обчислювальними і логічними можливостями.

Особливість машин другого покоління – їх диференціація щодо застосування. З'явилися машини на вирішення науково-технічних та знайти економічних завдань, керувати виробничими процесами і різними об'єктами (управляючі машини).

Поруч із технічним удосконаленням ЕОМ розвиваються методи лікування й прийоми програмування обчислень, вищої щаблем якого є автоматичне програмування, яка потребує мінімальних витрат праці математиков-программистов. Велике розвиток виробництва і застосування отримали алгоритмічні мови, істотно спрощують процес підготовки завдань до вирішення на ЕОМ. З появою алгоритмічних мов різко скоротилися штати «чистих» програмістів, оскільки складання програм цими мовами стало у змозі самим користувачам.

У період розвитку і вдосконалення машин другого покоління які з однопрограммными з'явилися многопрограммные (мультипрограммные) ЕОМ. На відміну від однопрограммных машин яких програми виконуються лише по черзі, в многопрограммных ЕОМ можлива спільне впровадження кількох програм з допомогою організації паралельної роботи основних пристроїв машини.

ЕОМ третього покоління

Приблизно так, як поява транзисторів створило другого покоління комп'ютерів, поява інтегральних схем ознаменувало новий етап у розвитку обчислювальної техніки - народження машин третього покоління. Інтегральна схема, яку теж називають кристалом, є мініатюрну електронну схему, вытравленную лежить на поверхні кремнієвого кристала площею близько 20 мм2.

Перші інтегральні схеми (ІВ) з'явилися торік у 1964 року. Спочатку їх використовували лише у космічній і військової техніки. Сьогодні ж їх можна знайти деінде, включно з автомобілями і побутових пристроїв. Що ж до комп'ютерів, то без інтегральних схем просто немислимі!

Поява ІВ означало справжню революцію у обчислювальної техніки. Адже лише вона здатна замінити тисячі транзисторів, кожен із що у своє чергу вже замінив 40 електронних ламп. Інакше кажучи, один малюсінький кристал має так само обчислювальними можливостями, як і 30-тонний Эниак! Швидкодія ЕОМ третього покоління зросла у 100 раз, а габарити значно зменшилися.

До всіх гідностям ЕОМ третього покоління додалося і те, що й виробництво виявилося дешевше, ніж виробництво машин другого покоління. Завдяки цьому, багато організацій змогли придбати й освоїти такі машини. І це, своєю чергою, стало зростання попиту універсальні ЕОМ, призначені на вирішення найрізноманітніших завдань. Більшість створених доти ЕОМ були спеціалізованих машин, де можна було регулювати завдання якоїсь однієї типу.

ЕОМ четвертого покоління

Для машин четвертого покоління (кінець 1970-х років) характерно застосування великих інтегральних схем (БІС). Високий рівень інтеграції сприяє збільшення щільності компонування електронної апаратури, підвищення його надійності і швидкодії, зниження вартості. Це своє чергу, істотно впливає на логічний структуру ЕОМ і його програмне забезпечення. Тіснішим стає зв'язок структури машини та її програмного забезпечення, особливо ОС.

Чітко проявляється тенденція до уніфікації ЕОМ, створенню машин, що становлять єдину систему. Яскравим вираженням цієї тенденції є створення й розвиток ЄС ЕОМ – Єдиної системи електронних обчислювальних машин.

Промисловий випуск перших моделей ЄС ЕОМ було розпочато в 1972 р., за її створенні були використані всі сучасні досягнення у галузі електронної обчислювальної техніки, технологій і конструювання ЕОМ, у сфері створення систем програмного забезпечення. Об'єднання знань наукових і виробничих потужностей країн-розроблювачів дозволило досить стислі терміни розв'язати комплексну науково-технічну проблему. ЄС ЕОМ являла собою безупинно розвивається систему, у якій поліпшувалися техніко-експлуатаційних показники машин, удосконалювалося периферійне обладнання та розширювалася його номенклатура.

Крім зазначених вище великих ЕОМ, із другої половини 1950-х років почали розвиватися мини-ЭВМ, відмінні меншими функціональними можливостями переважно за браком набору команд і меншою розрядності чисел, які мають оброблювані дані.

Укладання

За короткий час мікропроцесори пройшли великий шлях розвитку: від першого покоління 4- і 8-разрядных мікропроцесорів, виконаних по р – канальної МОП-технологии, до четвертого покоління 32- і 64-разрядных мікропроцесорів.

Нині реалізується програма для розробки у найближчі 8-10 років нових типів комп'ютерів:

багатопроцесорних комп'ютерів з високим рівнем паралелізму обробки інформації;

комп'ютерів з нейронними мережами;

комп'ютерів, у яких передачі інформації використовується світло.

Поява персональних комп'ютерів – найяскравіше події області обчислювальної техніки, це динамічно що розвивається сектор галузі. З упровадженням комп'ютерів вирішення завдань інформатизації суспільства поставлено на реальні підстави. З іншого боку, знадобився новий підхід до організації систем обробки даних, до створення нових інформаційних технологій. Виникла необхідність переходу від систем централізованої обробки даних до систем розподіленої обробки даних, т. е. до комп'ютерним (обчислювальним) мереж різних рівнів – від локальних до глобальних.

Розвиток обчислювальної техніки

Обчислювальна техніка не відразу досягла рівня.

У його розвитку відзначають передісторію і чотири покоління ЕОМ.

Покоління Элементная база Швидкодія

Програмне

забезпечення

Застосування Приклади

1-е

(1946 - 1959)

Електронні

лампи

10 - 20 тис. оп/c Машинные мови Розрахункові завдання ЭНИАК (США), МЕЛМ (СРСР)

2-ге

(1960 - 1969)

Полупроводники 100 - 500 тис. оп/с Алгоритмические мови, диспетчерські системи, пакетний режим Інженерні, наукові, економічні завдання IВМ 701 (США), БЭСМ-6, БЭСМ-4 (СРСР)

3-тє

(1970 - 1979)

Интегральные мікросхеми Порядку 1 млн. оп/с Операційні системи, режим поділу часу

АСУ, САПР, научно-техничес-

киє завдання

IBM 360 (США), ЄС 1030, 1060 (СРСР)

4-те

(1980 - час)

БІС, мікропроцесори Десятки і сотні млн. оп/с Бази і банки даних

Управління, комунікації,

АРМ, обробка текстів, графіка

ПЕОМ, сервери

Примітка:

БІС - великі інтегральні схеми;

АСУ - автоматизовану систему управління;

САПР - система автоматичного проектування;

АРМ - автоматизоване робоче місце,

БЭСМ і МЕЛМ - відповідно велика і мала електронні лічильні машини;

ПЕОМ - персональна електронна обчислювальну машину.

Список літератури

Каймин У. А. Інформатика: Підручник. – М: ИНФРА-М, 2000 – 2232 з. (серія «Вища ж освіта).

Острейковский У. А. Інформатика: Навчальний посібник для вузів /У. А. Острейковский – 3-тє вид., стер. – М.: Вищу школу, 2005 – 511 з.: мул.

А.П.Пятибратов, А.С.Касаткин, Р.В.Можаров. “ЕОМ, МИНИ-ЭВМ і микропроцессорная техніка в процесі”.

Гаєвський О.Ю. «Інформатика»

Схожі реферати:

Навігація