Hotová tabulka srovnávacích charakteristik generací počítačů. Cheat sheet: Hlavní charakteristiky počítačů různých generací

Tento princip je realizován přítomností RAM. Toto je zásadně důležité rozhodnutí, protože Zpočátku byla automatická výpočetní zařízení konstruována tak, že příkazy přicházely buď ze vstupního zařízení, nebo byly přímo všity do elektrických obvodů a pro vyřešení nového problému bylo nutné obvody přepájet. Dokonce i Charles Babbage navrhl, aby se do „skladu“ (paměti) ukládala pouze čísla a příkazy se zadávaly pomocí děrných štítků. Rozhodnutí, že příkazy a data jsou uloženy v paměti na stejné úrovni, bylo implementováno v prvních elektronických počítačích.

Princip ovládání programu

Tento princip je realizován přítomností CU. Princip programového řízení spočívá v tom, že počítač pracuje podle programu uloženého v paměti. Program se skládá z příkazů (odkaz na obrázek).

Sekvenční provádění operací

Sekvenční provádění operací spočívá v tom, že příkazy jsou prováděny jeden po druhém, provádění nového příkazu začíná po dokončení předchozího. V moderních počítačích existuje spolu se sekvenčním zpracováním možnost paralelního zpracování více procesů, což značně urychluje práci a rozšiřuje možnosti počítače. Ale v prvním vývoji tomu tak nebylo.

Binární kódování

Informace v počítači jsou ukládány a zpracovávány v zakódované podobě. Pro kódování se používá binární číselný systém. To je způsobeno pohodlností technické implementace binárních znaků 0 a 1, které jsou interpretovány elektrickými signály vysokého a nízkého napětí, a jednoduchostí operací s binárními čísly. Je třeba poznamenat, že tento princip nebyl původně implementován ve všech počítačích. Prvorozenec americké výpočetní techniky, počítač Mark-1, prováděl výpočty v desítkové soustavě, ale technická realizace desítkového kódování byla velmi komplikovaná a později se od ní upustilo.

Použití elektronických prvků a elektrických obvodů

Použití elektronických prvků a elektrických obvodů poskytuje největší spolehlivost počítače ve srovnání s elektromechanickými relé, která byla používána v prvních návrzích výpočetních zařízení.

Generace počítačů a perspektivy rozvoje výpočetní techniky

V historii vývoje výpočetní techniky lze rozlišit tři historické etapy, jejichž časové rámce jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1 Etapy vývoje výpočetní techniky

Porovnáním těchto časových úseků můžeme říci, že doba, během níž lidstvo udělalo kolosální skok od prvních počítačů k moderním superpočítačům, je okamžikem „mezi minulostí a budoucností“.

Období od roku 1945 do seř. 90. léta Vývoj výpočetní techniky bývá rozdělen do čtyř etap, které se vyznačují kvalitativními změnami v hardwaru a softwaru. Tyto fáze se nazývají generace. Hlavní charakteristiky každé generace jsou uvedeny v tabulce 2. Je však třeba poznamenat, že hranice mezi generacemi nejsou jasně definovány. V procesu vývoje výpočetní techniky byly vyvinuty počítačové modely, které měly známky nové generace.

Tabulka 2 Generace počítačů

Elektronický počítač (počítač) je zařízení pro zpracování informací. Zpracování informací se týká procesu přeměny vstupních dat na výstupní data.

Základní vlastností moderních počítačů, která je odlišuje od veškeré dříve používané výpočetní techniky, je jejich schopnost automaticky pracovat podle daného programu bez přímé účasti člověka na výpočetním procesu.

Počítač je nejúčinnějším nástrojem pro řešení ekonomických problémů. Využití počítačů umožňuje: zvýšit úroveň automatizace manažerské práce; zkrátit dobu potřebnou k získání nezbytných rozhodnutí; drasticky snížit počet chyb ve výpočtech; zvýšit spolehlivost práce vedoucích pracovníků; umožňuje zvýšit objem zpracovávaných informací; hledat optimální řešení; provádět funkce kontroly výsledků; přenášet data na dálku; vytvářet automatizované databanky; provádět analýzu dat v procesu zpracování informací atd.

Existují 4 hlavní generace počítačů . Ale rozdělení výpočetní techniky do generací je velmi podmíněná, nepřísná klasifikace podle stupně vývoje hardwaru a softwaru, stejně jako způsobů komunikace s počítačem. Myšlenka dělení strojů na generace byla přivedena k životu tím, že během krátké historie svého vývoje prošla výpočetní technika velkým vývojem, a to jak z hlediska základny prvků (výbojky, tranzistory, mikroobvody atd.) , a pokud jde o změnu jeho struktury, vznik nových příležitostí., rozšiřování oblastí použití a povahy použití.

NA PRVNÍ GENERACE (1945-1955) zahrnují vozy postavené na elektronické žárovky. Tyto stroje byly velmi drahé, zabíraly obrovské plochy, nebyly zcela spolehlivé v provozu, měly nízkou rychlost zpracování informací a dokázaly uložit velmi málo dat. Každý stroj má svůj vlastní jazyk, neexistuje žádný OS. Používaly se děrné štítky, děrné pásky, magnetické pásky, vznikly v jednotlivých kopiích a sloužily především pro vojenské a vědecké účely. Jako typické příklady strojů první generace lze uvést americké počítače UNIVAC, IBM-701, IBM-704 a také sovětské stroje BESM a M-20. Typická rychlost zpracování dat u strojů první generace byla 10-20 tisíc operací za sekundu.

spol. DRUHÁ GENERACE (1955-1965) zahrnují stroje postavené na tranzistorových prvcích. Tyto stroje výrazně snížily náklady a rozměry, zvýšily spolehlivost, rychlost a množství uložených informací. Rychlost zpracování dat u strojů druhé generace se zvýšila na 1 milion operací za sekundu. Objevily se první operační systémy, první programovací jazyky: Forton (1957), Algon (1959). Prostředky pro ukládání informací: magnetické bubny, magnetické disky. Zástupci: IBM 604, 608, 702.

Auta TŘETÍ GENERACE (1965-1980) jsou vyrobeny na integrovaných obvodech. Plocha takového obvodu je asi jeden milimetr čtvereční, ale z hlediska jeho funkčnosti je integrovaný obvod ekvivalentní stovkám a tisícům tranzistorových prvků. Integrovaný obvod je pro své velmi malé rozměry a tloušťky někdy označován jako mikročip, a čip(čip - tenký kousek). Přechod od tranzistorů k integrovaným obvodům změnil cenu, velikost, spolehlivost, rychlost a kapacitu strojů. Jedná se o stroje rodiny IBM/360. Popularita těchto strojů se ukázala být tak velká, že se po celém světě začaly kopírovat nebo vyrábět s podobnou funkčností a shodnými ve způsobech kódování a zpracování informací. Navíc programy připravené pro spuštění na strojích IBM byly úspěšně spouštěny na jejich analogech, stejně jako programy napsané pro spuštění na analogech mohly být spouštěny na strojích IBM. Takové modely strojů se obvykle nazývají softwarově kompatibilní. U nás byla takto softwarově kompatibilní s rodinou IBM / 360 série počítačů ES, která zahrnovala asi dvě desítky modelů různého výkonu. Počínaje třetí generací se počítače staly všudypřítomnými a široce se používají k řešení celé řady problémů. Charakteristické pro tuto dobu je hromadné používání strojů, protože jsou stále dost drahé, zabírají velké plochy a vyžadují složitou a nákladnou údržbu. Nositeli původní informace jsou stále děrné štítky a děrné pásky, i když značné množství informací je již soustředěno na magnetická média – disky a pásky. Rychlost zpracování informací na strojích třetí generace dosáhla několika milionů operací za sekundu. Objevila se RAM - stovky KB. Programovací jazyky: BASIC (1965), Pascal (1970), C (1972). Objevila se kompatibilita programu.

ČTVRTÁ GENERACE (1980-dosud). Dochází k přechodu z konvenčních integrovaných obvodů na velké integrované obvody a extra velké (LSI a VLSI). Pokud jsou běžné integrované obvody ekvivalentní tisícům tranzistorových prvků, pak velké integrované obvody již nahrazují desítky a stovky tisíc takových prvků. Mezi nimi je třeba zmínit rodinu strojů IBM/370 a také model IBM 196, jehož rychlost dosahovala 15 milionů operací za sekundu. Tuzemskými zástupci strojů čtvrté generace jsou stroje rodiny Elbrus. Charakteristickým rysem čtvrté generace je přítomnost několika (obvykle 2-6, někdy až několik set nebo dokonce tisíc) centrálních hlavních zařízení pro zpracování informací v jednom stroji - procesory, které se mohou navzájem duplikovat nebo samostatně provádět výpočty. Taková struktura umožňuje výrazně zvýšit spolehlivost strojů a rychlost výpočtů. Další důležitou vlastností je vznik výkonných nástrojů, které zajišťují chod počítačových sítí. To umožnilo následně na jejich základě vytvářet a rozvíjet globální celosvětové počítačové sítě. Objevily se superpočítače (kosmické lodě), osobní počítače. Objevili se neprofesionální uživatelé. RAM až několik GB. Multiprocesorové systémy, počítačové sítě, multimédia (grafika, animace, zvuk).

V počítačích PÁTÁ GENERACE dojde ke kvalitativnímu přechodu od zpracování dat ke zpracování znalostí. Architektura počítačů budoucí generace bude obsahovat dva hlavní bloky. Jedním z nich je tradiční počítač. Nyní je ale s uživatelem mimo kontakt. Toto spojení je realizováno blokem nazývaným termín „inteligentní rozhraní“. Jeho úkolem je porozumět textu psanému v přirozeném jazyce a obsahujícímu podmínku problému a převést jej do funkčního programu pro počítač.

Novruzlu Elnur 10 a

1. Elektronický počítač (počítač)

2.

2.1. jápočítačová generace

2.2. IIpočítačová generace

2.3. IIIpočítačová generace

2.4. IV počítačová generace

2.5. PROTI počítačová generace

3. Generování počítače (tabulka)

Seznam použité literatury

1. GENERACE POČÍTAČE

Stažení:

Náhled:

MBOU Astrachaň střední škola č. 52

SHRNUTÍ k tématu:

"ELEKTRONICKÝ POČÍTAČ"

Připravený

Žák 10. třídy

Novruzlu Elnura

Kontrolováno učitelem informatiky a ICT

Komissarová I.M.

Astrachaň, 2013

Strana

1. Elektronický počítač (počítač) 3
2. Elektronická etapa vývoje výpočetní techniky

1. I generace počítačů 3
2. II generace počítačů 4-5
3. III generace počítačů 5-7
4. IV generace počítačů 7-8
5. V generace počítačů 8-10

1. Generování počítače (tabulka) 11
2. Reference 12

1. ELEKTRONICKÝ VÝPOČETNÍ STROJ (POČÍTAČ)

Elektronický počítač (počítač) je vysokorychlostní počítač, který s velkou přesností řeší matematické a logické problémy při provádění několika desítek tisíc operací za sekundu. Technickým základem počítačů jsou elektronické obvody. Počítač má paměťové zařízení (paměť) určené k příjmu, ukládání a vydávání informací, aritmetické zařízení pro operace s čísly a ovládací zařízení. Každý stroj má specifický příkazový systém.

1. ELEKTRONICKÁ ETAPA VÝVOJE POČÍTAČOVÉHO ZAŘÍZENÍ

1. I generace počítačů

Všeobecně se uznává, že první generace počítačů se objevila během druhé světové války po roce 1943, i když za prvního funkčního zástupce je třeba považovat stroj V-1 (Z1) Konrada Zuse, předvedený přátelům a příbuzným v roce 1938. Byl to první elektronický (postavený na vlastnoručně vyrobených reléových analogech) stroj, vrtošivý v manipulaci a nespolehlivý ve výpočtech. V květnu 1941 v Berlíně představil Zuse Z3, což vyvolalo mezi odborníky potěšení. Přes řadu nedostatků to byl první počítač, který by za jiných okolností mohl mít komerční úspěch. Za první počítače jsou však považovány anglický Colossus (1943) a americký ENIAC (1945). ENIAC byl první elektronkový počítač.

Charakterové rysy

• Základna prvků -elektronické elektronky.
• Spojení prvků -povrchová montáž pomocí drátů.
• Rozměry - Počítač je vyroben ve formě obrovských skříní.
• Výkon –10-20 tisíc operací za sekundu.
• Obsluha je obtížná kvůli častému selhání elektronek.
• Programování - strojové kódy.
• RAM - až 2 kB.
• Použití vstupu a výstupu datděrné štítky, děrné pásky.

1. II generace počítačů

Druhá generace počítačů je přechodem na základnu tranzistorových prvků, vzhled prvních minipočítačů. Princip autonomie se dále rozvíjí - je implementován již na úrovni jednotlivých zařízení, což je vyjádřeno jejich modulární strukturou. I/O zařízení jsou vybavena vlastními CU (nazývanými řadiče), což osvobozuje centrální CU od řízení I/O operací. Zdokonalování a zlevňování počítačů vedlo ke snížení jednotkových nákladů na počítačový čas a výpočetní zdroje v celkových nákladech na automatizované řešení problému zpracování dat, přičemž zároveň došlo ke snížení nákladů na vývoj programů (tj. programování) téměř nesnížil, a v některých případech inklinoval ke zvýšení . Byl tak nastíněn trend k efektivnímu programování, který se začal realizovat ve druhé generaci počítačů a rozvíjí se dodnes. Vývoj na bázi knihoven standardních programů integrovaných systémů s vlastností přenositelnosti, tzn. fungující na počítačích různých značek. Nejčastěji používané softwarové nástroje jsou alokovány v PPP pro řešení problémů určité třídy. Technologie spouštění programů na počítači se zdokonaluje: vznikají speciální softwarové nástroje - systémový software. Cílem systémového softwaru je usnadnit a zrychlit procesoru přechod z jedné úlohy na druhou. Objevily se první systémy pro dávkové zpracování, které jednoduše automatizovaly spouštění jednoho programu za druhým a tím zvyšovaly vytížení procesoru. Systémy dávkového zpracování byly prototypem moderních operačních systémů, staly se prvními systémovými programy určenými k řízení výpočetního procesu. Při implementaci systémů pro dávkové zpracování byl vyvinut formalizovaný jazyk pro řízení úloh, s jehož pomocí programátor řekl systému a operátorovi, jakou práci chce na počítači dělat. Soubor několika úkolů, obvykle ve formě balíčku děrných štítků, se nazývá balíček úkolů. Tento prvek je živý i dnes: tzv. dávkové (neboli dávkové) soubory MS DOS nejsou nic jiného než pracovní balíčky (přípona v jejich názvu bat je zkratkou anglického slova batch, což znamená dávka). Mezi domácí počítače druhé generace patří Promin, Minsk, Hrazdan, Mir.

Charakterové rysy

• Základna prvků -polovodičové prvky (tranzistory).
• Spojení prvků -desky plošných spojů a povrchová montáž.
• Rozměry -.
• Výkon –100-500 tisíc operací za sekundu.
• Využití - výpočetní střediskase speciálním personálem obslužného personálu se objevila nová specialita - počítačový operátor.
• Programování -v algoritmických jazycích nástup OS.
• RAM - 2–32 kB.
• Představeno princip sdílení času.
• Představeno princip ovládání mikroprogramem.
• Vada - softwarová nekompatibilita.

1. III generace počítačů

Vývoj v 60. letech integrovaných obvodů - celých zařízení a uzlů desítek a stovek tranzistorů vyrobených na jediném polovodičovém krystalu (to, čemu se dnes říká mikroobvody) vedl ke vzniku počítačů 3. generace. Zároveň se objevily polovodičové paměti, které se dodnes používají v osobních počítačích jako operační paměť. Použití integrovaných obvodů značně zvýšilo možnosti počítačů. Nyní má centrální procesor schopnost pracovat paralelně a ovládat řadu periferních zařízení. Počítače mohly současně zpracovávat několik programů (princip multiprogramování). V důsledku implementace principu multiprogramování bylo možné pracovat v režimu sdílení času v interaktivním režimu. Uživatelé vzdálení od počítače dostali příležitost, nezávisle na sobě, rychle komunikovat se strojem. Během těchto let získává výroba počítačů průmyslové měřítko. IBM, která se probojovala k lídrům, byla první, kdo implementoval rodinu počítačů – řadu počítačů, které jsou vzájemně plně kompatibilní, od těch nejmenších, velikosti malé skříně (menší než tehdy ), k nejvýkonnějším a nejdražším modelům. Nejběžnější v těchto letech byla rodina System / 360 od IBM. Počínaje počítači 3. generace se vývoj sériových počítačů stal tradičním. Přestože se stroje stejné řady od sebe velmi lišily schopnostmi a výkonem, byly informačně, softwarově i hardwarově kompatibilní. Například země RVHP vyráběly počítače jedné řady ("ES COMPUTER") "ES-1022", "EC-1030", "EC-1033", "EC-1046", "EC-1061", "EC -1066" a další. Výkon těchto strojů dosahoval od 500 tisíc do 2 milionů operací za sekundu, velikost RAM dosahovala od 8 MB do 192 MB. Mezi počítače této generace patří také IBM-370, Electronics - 100/25, Electronics - 79, SM-3, SM-4 atd. U řady počítačů byl značně rozšířen software (operační systémy, programovací jazyky na vysoké úrovni , aplikační programy atd.). Nízká kvalita elektronických součástek byla slabou stránkou sovětských počítačů třetí generace. Odtud neustálé zaostávání za západním vývojem v rychlosti, hmotnosti a rozměrech, ale jak tvrdí vývojáři SM, ne ve funkčnosti. Aby se toto zpoždění kompenzovalo, byly vyvinuty speciální procesory, aby se vytvořily vysoce výkonné systémy pro konkrétní úkoly. SM-4, vybavený speciálním procesorem Fourierovy transformace, byl například použit pro radarové mapování Venuše. Na počátku 60. let se objevily první minipočítače - malé počítače s nízkou spotřebou, které byly dostupné pro malé firmy nebo laboratoře. Minipočítače představovaly první krok k osobním počítačům, jejichž prototypy byly vydány teprve v polovině 70. let. Jako prototyp pro sovětskou řadu strojů SM posloužila známá rodina minipočítačů PDP od Digital Equipment. Mezitím počet prvků a spojů mezi nimi, zapadajících do jednoho mikroobvodu, neustále rostl a v 70. letech již integrované obvody obsahovaly tisíce tranzistorů. To umožnilo spojit většinu součástí počítače v jediném malém detailu – což Intel učinil v roce 1971 a vydal první mikroprocesor, který byl určen pro nově se objevující stolní kalkulačky. Tento vynález byl předurčen k tomu, aby v příštím desetiletí způsobil skutečnou revoluci – koneckonců mikroprocesor je srdcem a duší moderního osobního počítače. Ale to není vše – skutečně, přelom 60. a 70. let byl osudovým obdobím. V roce 1969 se zrodila první globální počítačová síť – zárodek toho, čemu dnes říkáme internet. A ve stejném roce 1969 se současně objevil operační systém Unix a programovací jazyk C ("C"), které měly obrovský dopad na svět softwaru a stále si udržují své vedoucí postavení.

Charakterové rysy

• Základna prvků -integrované obvody.
• Spojení prvků - desky plošných spojů .
• Rozměry - Počítač je vyroben ve formě stojanů stejného typu.
• Výkon –1-10 mil. operací za sekundu.
• Využití - výpočetní střediska, zobrazovací třídy, nová specialita - systémový programátor.
• Programování -algoritmické jazyky, OS.
• RAM - 64 kB.
• Platí princip sdílení času, princip modularity, princip řízení mikroprogramem, princip trunku.
• Vzhled magnetické disky, displeje, plotry.

1. IV generace počítačů

Bohužel od poloviny 70. let se harmonický obraz generační výměny rozbil. Zásadních inovací v informatice je méně. Pokrok jde především cestou vývoje toho, co již bylo vynalezeno a vynalezeno – především zvyšováním výkonu a miniaturizací základny prvků a samotných počítačů. Obecně se má za to, že období od roku 1975 patří počítačům čtvrté generace. Jejich základnou se staly velké integrované obvody (LSI), v jednom krystalu je integrováno až 100 tisíc prvků. Rychlost těchto strojů byla desítky milionů operací za sekundu a RAM dosahovala stovek MB. Objevily se mikroprocesory (1971 Intel), mikropočítače a osobní počítače. Bylo možné využívat výkon různých strojů společně (propojení strojů do jednoho výpočetního uzlu a práce se sdílením času). Existuje však jiný názor - mnozí věří, že úspěchy z období 1975-1985. není tak velký, abychom ho považovali za rovnocennou generaci. Zastánci tohoto pohledu nazývají tuto dekádu patřící do „třetí a půl“ generace počítačů. A teprve od roku 1985, kdy se objevily supervelké integrované obvody (VLSI), do krystalu takového obvodu lze umístit až 10 milionů prvků, je třeba počítat roky života samotné čtvrté generace, která tímto žije den.

1. směr - tvorba superpočítačů - komplexy víceprocesorových strojů. Rychlost takových strojů dosahuje několika miliard operací za sekundu. Jsou schopni zpracovat obrovské množství informací. Patří sem komplexy ILLIAS-4, CRAY, CYBER, Elbrus-1, Elbrus-2 a další, vše v obranném průmyslu. Výpočetní systémy "Elbrus-2" byly provozovány v Centru řízení kosmických letů, v centrech jaderného výzkumu. A konečně to byly komplexy Elbrus-2, které se od roku 1991 používají v systému protiraketové obrany a v dalších vojenských objektech.

2. směr - další vývoj na bázi LSI a VLSI mikropočítačů a osobních počítačů (PC). Prvními zástupci těchto strojů jsou Apple, IBM - PC (XT, AT, PS/2), Iskra, Electronics, Mazovia, Agat, EU-1840, EU-1841 atd. Počínaje touto generací počítačů se začalo se běžně nazývají počítače. A slovo „computerization“ pevně vstoupilo do našeho každodenního života. Díky vzniku a rozvoji osobních počítačů (PC) se výpočetní technika stává skutečně masovou a veřejně dostupnou. Nastává paradoxní situace: přestože osobní a minipočítače stále ve všech ohledech zaostávají za velkými stroji, lví podíl inovací – grafické uživatelské rozhraní, nové periferie, globální sítě – vděčí za svůj vzhled a vývoj právě této „frivolní“ technologii. . Velké počítače a superpočítače samozřejmě nevymřely a dále se vyvíjejí. Nyní už ale neovládají počítačovou arénu jako kdysi.

Charakterové rysy

• Základna prvků -velké integrované obvody (LSI).
• Spojení prvků - desky plošných spojů .
• Rozměry - kompaktní počítače, notebooky.
• Výkon –10-100 milionů operací za sekundu.
• Využití - multiprocesorové a multimachine komplexy, všichni uživatelé počítačů.
• Programování -databáze a databanky.
• RAM - 2-5 MB.
• Zpracování telekomunikačních dat, integrace do počítačových sítí.

1. V generace počítačů

Počítače páté generace jsou počítače budoucnosti. Vývojový program pro tzv. pátou generaci počítačů byl přijat v Japonsku v roce 1982. Předpokládalo se, že do roku 1991 vzniknou zásadně nové počítače zaměřené na řešení problémů umělé inteligence. S pomocí jazyka Prolog a inovací v designu počítačů bylo plánováno přiblížit se k řešení jednoho z hlavních úkolů tohoto oboru informatiky - problému ukládání a zpracování znalostí. Zkrátka pro počítače páté generace by člověk nemusel psát programy, ale stačilo by „téměř přirozeným“ jazykem vysvětlit, co se od nich vyžaduje. Předpokládá se, že jejich elementovou základnou nebudou VLSI, ale zařízení vytvořená na jejich základě s prvky umělé inteligence. Pro zvýšení paměti a výkonu budou využity výdobytky optoelektroniky a bioprocesorů. Na počítačích páté generace jsou nastaveny úplně jiné úkoly než při vývoji všech předchozích počítačů. Jestliže vývojáři počítačů generací I až IV stáli před takovými úkoly, jako je zvýšení produktivity v oblasti numerických výpočtů, dosažení velké kapacity paměti, pak hlavním úkolem počítačových vývojářů páté generace je vytvořit umělou inteligenci stroje (tzv. schopnost vyvozovat logické závěry z prezentovaných faktů), rozvoj „intelektualizace“ počítačů – odstranění bariéry mezi člověkem a počítačem.

Japonský počítačový projekt páté generace bohužel zopakoval tragický osud raného výzkumu v oblasti umělé inteligence. Více než 50 miliard jenů investic bylo promarněno, projekt byl přerušen a vyvinutá zařízení neměla vyšší výkon než masové systémy té doby. Výzkum prováděný v průběhu projektu a nashromážděné zkušenosti s metodami reprezentace znalostí a paralelních inferencí však velkou měrou přispěly k pokroku v oblasti systémů umělé inteligence obecně. Už nyní jsou počítače schopny vnímat informace z ručně psaného nebo tištěného textu, z formulářů, z lidského hlasu, rozpoznávat uživatele podle hlasu a překládat z jednoho jazyka do druhého. To umožňuje všem uživatelům komunikovat s počítači, dokonce i těm, kteří v této oblasti nemají speciální znalosti. Mnoho pokroků, které umělá inteligence dosáhla, se využívá v průmyslu a obchodním světě. Expertní systémy a neuronové sítě jsou efektivně využívány pro klasifikační úlohy (filtrování SPAMu, kategorizace textů atd.). Člověku věrně slouží genetické algoritmy (používané např. k optimalizaci portfolií v investičních aktivitách), robotika (průmysl, výroba, každodenní život – všude, kam položila kybernetickou ruku), ale i multiagentní systémy. Ve střehu jsou i další oblasti umělé inteligence, jako je distribuovaná reprezentace znalostí a řešení problémů na internetu: díky nim lze v nejbližších letech očekávat revoluci v řadě oblastí lidské činnosti.

Software

Počítačové příklady

od roku 1946

Elektrická lampa

10-20 tisíc operací za 1s.

2 kB

Perforované pásky

Děrné štítky

Strojové kódy

UNIVAC, MESM, BESM, ARROW

od roku 1955

Tranzistor

100-1000 tisíc operací za 1s.

2–32 kB

Magnetická páska, magnetické bubny

Algoritmické jazyky, operační systémy

Tradis

M-20

IBM-701

BESM-6

od roku 1966

Integrovaný obvod (IC)

1-10 milionů operací za 1 s.

64 kB

Multiterminální systémy

OS

EC-1030

IBM-360

BESM-6

od roku 1975

Velký integrovaný obvod (LSI)

1-100 milionů operací za 1 s.

1-64 kB

PC sítě

Databáze a databanky

IBM-386

IBM-486

Kornet

UKSC

z 90. let 20. století.

Velmi velký integrovaný obvod (VLSI)

Více než 100 milionů operací za 1 s.

Optická a laserová zařízení

Expertní systémy

4. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

1. http://evm-story.narod.ru/#P0

1. http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/Computer

V souladu s obecně uznávanou metodikou hodnocení vývoje výpočetní techniky byly elektronkové počítače považovány za první generaci, tranzistorové počítače za druhou, počítače s integrovanými obvody za třetí a mikroprocesory za čtvrtou.

První generace počítačů (1948-1958) byl vytvořen na bázi vakuových elektrických lamp, stroj byl ovládán z dálkového ovladače a děrných štítků pomocí strojových kódů. Tyto počítače byly umístěny v několika velkých kovových skříních, které zabíraly celé haly.

Elementární základnou strojů této generace byly elektronky - diody a triody. Stroje byly navrženy tak, aby řešily relativně jednoduché vědecké a technické problémy. Tato generace počítačů zahrnuje: MESM, BESM-1, M-1, M-2, M-Z, Strela, Minsk-1, Ural-1, Ural-2, Ural-3, M-20, "Setun", BESM- 2, „Razdan“ (obr. 2.1).

Počítače první generace byly značné velikosti, spotřebovávaly hodně energie, měly nízkou spolehlivost a slabý software. Jejich rychlost nepřesahovala 2-3 tisíce operací za vteřinu, kapacita RAM byla 2 kb neboli 2048 strojových slov (1 kb = 1024) o délce 48 binárních znaků.

Druhá generace počítačů (1959-1967) se objevil v 60. letech. XX století. Počítačové prvky byly vyrobeny na bázi polovodičových tranzistorů (obr. 2.2, 2.3). Tyto stroje zpracovávaly informace pod kontrolou programů v jazyce symbolických instrukcí. Data a programy byly zadávány z děrných štítků a děrných pásek.

Základem strojů této generace byla polovodičová zařízení. Stroje byly určeny k řešení různých pracovně náročných vědeckých a technických problémů a také k řízení technologických procesů ve výrobě. Vzhled polovodičových prvků v elektronických obvodech výrazně zvýšil kapacitu paměti RAM, spolehlivost a rychlost počítačů. Snížená velikost, hmotnost a spotřeba energie. S nástupem strojů druhé generace se výrazně rozšířil rozsah využití elektronické výpočetní techniky, a to především díky vývoji softwaru.

Třetí generace počítačů (1968–1973). Základem počítače jsou malé integrované obvody (MIS), obsahující stovky nebo tisíce tranzistorů na jedné desce. Provoz těchto strojů byl řízen z alfanumerických terminálů. K ovládání byly použity jazyky na vysoké úrovni a assembler. Data a programy byly zadávány jak z terminálu, tak z děrných štítků a děrných pásek. Stroje byly určeny pro široké použití v různých oblastech vědy a techniky (výpočty, řízení výroby, přemísťování objektů atd.). Díky integrovaným obvodům se podařilo výrazně zlepšit technické a provozní vlastnosti počítačů a výrazně snížit cenu hardwaru. Například stroje třetí generace mají ve srovnání se stroji druhé generace více paměti RAM, rychlejší výkon, větší spolehlivost a nižší spotřebu energie, půdorys a hmotnost.

Čtvrtá generace počítačů (1974–1982). Prvkovou základnou počítače jsou velké integrované obvody (LSI). Nejvýraznějšími představiteli čtvrté generace počítačů jsou osobní počítače (PC). Komunikace s uživatelem probíhala prostřednictvím barevného grafického displeje s využitím jazyků vysoké úrovně.

Stroje měly dramaticky zvýšit produktivitu práce ve vědě, výrobě, managementu, zdravotnictví, službách a každodenním životě. Vysoký stupeň integrace přispěl ke zvýšení hustoty rozložení elektronického zařízení, zvýšení jeho spolehlivosti, což vedlo ke zvýšení rychlosti počítače a snížení jeho nákladů. To vše má významný dopad na logickou strukturu (architekturu) počítače a jeho software. Spojení mezi strukturou stroje a jeho softwarem se stále více přibližuje, zejména operační systém (OS) (neboli monitor) - soubor programů, které organizují nepřetržitý chod stroje bez zásahu člověka

Pátá generace počítačů (1990–současnost) vytvořené na bázi velmi velkých integrovaných obvodů (VLSI), které se vyznačují kolosální hustotou logických prvků na čipu.

6. Organizace počítačových systémů

Procesory

Na Obr. 2.1 ukazuje strukturu typického sběrnicového počítače. Centrální procesorová jednotka je mozkem počítače. Jeho úkolem je spouštět programy v hlavní paměti. Volá příkazy z paměti, určuje jejich typ a následně je provádí jeden po druhém. Komponenty jsou propojeny sběrnicí, což je sada paralelních vodičů, které přenášejí adresy, data a řídicí signály. Sběrnice mohou být externí (propojující procesor s pamětí a I/O zařízeními) a interní.

Rýže. 2.1. Schéma počítače s jedním centrálním procesorem a dvěma vstupně-výstupními zařízeními

Procesor se skládá z několika částí. Řídicí jednotka je zodpovědná za vyvolání příkazů z paměti a určení jejich typu. Aritmetická logická jednotka provádí aritmetické operace (například sčítání) a logické operace (například logické AND).

Uvnitř centrálního procesoru je paměť pro ukládání mezivýsledků a některých ovládacích příkazů. Tato paměť se skládá z několika registrů, z nichž každý plní určitou funkci. Obvykle je velikost všech registrů stejná. Každý registr obsahuje jedno číslo, které je omezeno velikostí registru. Registry se čtou a zapisují velmi rychle, protože jsou uvnitř CPU.

Nejdůležitějším registrem je čítač programu, který udává, která instrukce by měla být provedena jako další. Název „počítač programů“ je zavádějící, protože nic nepočítá, ale tento výraz se používá všude. Je zde také registr instrukcí, který obsahuje právě prováděnou instrukci. Většina počítačů má další registry, některé z nich jsou multifunkční, jiné plní jen některé specifické funkce.

7. Software. hlavní paměť.

Souhrn programů uložených na všech zařízeních dlouhodobé paměti počítače tvoří jeho software(PODLE).

Systémový software;
- aplikační software;
- nástrojový software.

Tabulka - Hlavní charakteristiky počítačů různých generací

Během 50 let se objevilo několik generací počítačů, které se navzájem nahradily. Rychlý rozvoj VT po celém světě je dán pouze vyspělou základnou prvků a architektonickými řešeními.
Protože počítač je systém skládající se z hardwaru a softwaru, je přirozené rozumět generaci počítačů vyznačujících se stejnými technologickými a softwarovými řešeními (prvková báze, logická architektura, software). Mezitím se v řadě případů ukazuje jako velmi obtížné klasifikovat BT podle generací, protože hranice mezi nimi se z generace na generaci stále více stírá.
První generace.
Základna - elektronické lampy a relé; paměť s náhodným přístupem byla prováděna na spouštěčích, později na feritových jádrech. Spolehlivost - nízká, vyžaduje chladicí systém; Počítače byly velké. Výkon - 5 - 30 tisíc aritmetických operací / s; Programování - v počítačových kódech (strojový kód), později se objevily autokódy a assemblery. Programování bylo prováděno úzkým okruhem matematiků, fyziků a elektronických inženýrů. Počítače první generace se používaly hlavně pro vědecké a technické výpočty.

Druhá generace.
Základna polovodičových prvků. Výrazně zvýšená spolehlivost a výkon, zmenšená velikost a spotřeba energie. Vývoj vstupu / výstupu, externí paměti. Řada progresivních architektonických řešení a další vývoj programovací technologie - režim sdílení času a režim multiprogramování (kombinující práci centrálního procesoru pro zpracování dat a vstupních/výstupních kanálů, stejně jako paralelizaci operací pro načítání příkazů a dat z paměti)
V rámci druhé generace se zřetelně projevila diferenciace počítačů na malé, střední a velké. Výrazně rozšířil pole působnosti počítače na řešení problémů - plánovacích - ekonomických, řízení výrobních procesů atp.
Vznikají automatizované řídicí systémy (ACS) pro podniky, celá průmyslová odvětví a technologické procesy (APCS). Konec 50. let je charakteristický vznikem řady vysokoúrovňových problémově orientovaných programovacích jazyků (HLL): FORTRAN, ALGOL-60 atd. Vývoj softwaru se dočkal ve vytváření knihoven standardních programů v různých programovacích jazycích a pro různé účely monitory a dispečeři pro řízení režimů práce počítače, plánování jeho zdrojů, které položily koncepci příští generace operačních systémů.

Třetí generace.
Základna prvků na integrovaných obvodech (IC). Existuje řada počítačových modelů, které jsou programově kompatibilní zdola nahoru a mají rostoucí možnosti model od modelu. Logická architektura počítačů a jejich periferní zařízení se stala složitější, což výrazně rozšířilo funkční a výpočetní možnosti. Operační systémy (OS) se stávají součástí počítačů. Mnoho úkolů správy paměti, vstupních/výstupních zařízení a dalších zdrojů začal přebírat OS nebo přímo hardware počítače. Software se stává výkonným: objevují se systémy pro správu databází (DBMS), systémy pro automatizaci projekční práce (CAD) pro různé účely, zlepšují se automatizované řídicí systémy a systémy řízení procesů. Velká pozornost je věnována tvorbě aplikačních softwarových balíků (APP) pro různé účely.
Programovací jazyky a systémy se vyvíjejí Příklady: - řada modelů IBM/360, USA, sériová výroba - od roku 1964; -ES COMPUTER, SSSR a země RVHP od roku 1972.
Čtvrtá generace.
Základem prvků se stávají velké (LSI) a extra velké (VLSI) integrované obvody. Počítače byly již navrženy pro efektivní využití softwaru (například počítače typu UNIX, které se nejlépe ponoří do softwarového prostředí UNIX; Prolog-machines, zaměřené na úkoly umělé inteligence); moderní NU. Zpracování telekomunikačních informací nabývá na síle zlepšováním kvality komunikačních kanálů využívajících satelitní komunikaci. Vznikají národní i nadnárodní informační a výpočetní sítě, které umožňují hovořit o počátku elektronizace lidské společnosti jako celku.
Další intelektualizaci CT určuje vytváření pokročilejších rozhraní člověk-počítač, znalostní báze, expertní systémy, systémy paralelního programování atd.
Elementová základna umožnila dosáhnout velkých úspěchů v miniaturizaci, zvýšení spolehlivosti a výkonu počítačů. Objevily se mikro- a minipočítače, které jsou svými schopnostmi lepší než střední a velké počítače předchozí generace za mnohem nižší cenu. Technologie výroby procesorů na bázi VLSI zrychlila tempo výroby počítačů a umožnila představit počítače širokým masám společnosti. S příchodem univerzálního procesoru na jednom čipu (mikroprocesor Intel-4004, 1971) začala éra PC.
Za první PC lze považovat Altair-8800, založený na Intel-8080, v roce 1974. E. Roberts. P. Allen a W. Gates vytvořili překladač z oblíbeného jazyka Basic, výrazně zvyšující inteligenci prvního PC (později založili slavnou společnost Microsoft Inc). Tvář 4. generace je do značné míry dána tvorbou superpočítačů, vyznačujících se vysokým výkonem (průměrná rychlost 50 - 130 megaflops. 1 megaflops = 1 milion operací s plovoucí desetinnou čárkou za sekundu) a netradiční architekturou (princip paralelizace založené na zpracování příkazového potrubí). Superpočítače se používají při řešení problémů matematické fyziky, kosmologie a astronomie, modelování složitých systémů atd. Vzhledem k tomu, že výkonné počítače hrají a nadále budou hrát důležitou roli při přepínání v sítích, jsou problémy sítí často diskutovány společně s otázkami o superpočítačích. nazýváme stroje řady Elbrus, počítačové systémy ps-2000 a PS-3000, obsahující až 64 procesorů řízených společným tokem instrukcí, rychlost na řadě úloh byla asi 200 megaflopů. Zároveň se vzhledem ke složitosti vývoje a realizace projektů moderních superpočítačů, které vyžadují intenzivní základní výzkum v oblasti informatiky, elektronických technologií, vysokou produkční kulturu a vážné finanční náklady, zdá velmi nepravděpodobné, že by domácí superpočítače budou vytvořeny v dohledné době, podle hlavních charakteristik, které nebudou horší než nejlepší zahraniční modely.
Je třeba poznamenat, že při přechodu na technologii IS výroby počítačů se definující těžiště generací stále více přesouvá od základny prvků k jiným ukazatelům: logická architektura, software, uživatelské rozhraní, aplikační oblasti atd.
Pátá generace.
Vzniká v útrobách čtvrté generace a je do značné míry určován výsledky práce Japonského výboru pro vědecký výzkum v oblasti počítačů publikovaných v roce 1981. Podle tohoto projektu musí počítače a výpočetní systémy páté generace kromě vysokého výkonu a spolehlivosti za nižší cenu, plně zajištěné VLSI a dalšími nejnovějšími technologiemi, splňovat následující kvalitativně nové funkční požadavky:

· zajistit snadné používání počítačů implementací systémů pro vstup/výstup informací hlasem; interaktivní zpracování informací pomocí přirozených jazyků; možnosti učení, asociativní konstrukce a logické závěry;

Zjednodušte proces tvorby softwarových nástrojů automatizací syntézy programů podle specifikací výchozích požadavků v přirozených jazycích

· zlepšit hlavní vlastnosti a provozní vlastnosti VT pro plnění různých společenských úkolů, zlepšit poměr nákladů a výsledků, rychlost, lehkost, kompaktnost počítačů; zajistit jejich rozmanitost, vysokou přizpůsobivost aplikacím a spolehlivost v provozu.

Vzhledem ke složitosti realizace úkolů stanovených pro pátou generaci je docela dobře možné ji rozdělit do viditelnějších a lépe vnímaných etap, z nichž první je z velké části realizována v rámci současné čtvrté generace.