Зміст
Введення
1. Архітектура ПК
1.1 Основна компонування частин комп'ютера і зв'язок між ними
1.2 Поняття архітектури ЕОМ. Принципи фон Неймана
1.3 BIOS. Послідовність завантаження ЕОМ
1.4 Призначення, функції базових програмних засобів, що виконується програма
1.5 Види, призначення, функції, специфіка периферійних пристроїв
2. Класифікація ЕОМ
2.1 Можливості ЕОМ і класифікація ЕОМ
3. Покоління ЕОМ
3.1 Історія поколінь ЕОМ:
3.2 Перспективи розвитку ЕОМ
Висновок
Введення
Сукупність пристроїв, призначених для автоматичної або автоматизованої обробки інформації називають обчислювальною технікою. Конкретний набір, пов'язаних між собою пристроїв, називають обчислювальною системою. Центральним пристроєм більшості обчислювальних систем є електронна обчислювальна машина (ЕОМ) або комп'ютер.
Персональні комп'ютери (ПК), що з'явилися трохи більше десяти років тому, швидко перестали грати роль екзотичних чудасій. З ними, так чи інакше, стикається все більша і більша кількість людей, які вирішують за допомогою комп'ютерів найрізноманітніші завдання - від обчислювальних до чисто комунікаційних. Сучасний ПК інтегрує в собі функції потужного програмованого калькулятора, "інтелектуальної" пишучої машинки, захоплюючої іграшки, вузла зв'язку, а останнім часом - ще й аудіо - відеоцентру.
В даний час співіснують комп'ютери всіляких категорій - від суперкомп'ютерів до мікрокомп'ютерів. Безсумнівно, найбільш масовими є серед них ПК.
Комп'ютер вважається універсальним, якщо він однаково добре пристосований для вирішення різноманітних (різнотипних) завдань.
Комп'ютер є однокористувацький, якщо за ним може працювати тільки одна людина (це, звичайно, не виключає можливість роботи декількох чоловік поперемінно).
Нарешті, комп'ютер є мікрокомп'ютером, якщо його основу утворює мікропроцесор. Процесор взагалі - це мозковий центр будь-якого комп'ютера. Він робить всі обчислення, і він же здійснює загальне управління всіма компонентами комп'ютера. Мікропроцесором, вважають мініатюрний процесор, виконаний на одному єдиному напівпровідниковому кристалі. Не потрібно забувати про виняткової складності мікропроцесорів: найбільш досконалі з них містять не один мільйон транзисторів.
1. Архітектура ПК
1.1 Основна компонування частин комп'ютера і зв'язок між ними
При описі архітектури комп'ютера визначається склад входять до нього компонент, принципи їх взаємодії, а також їх функції та характеристики.
Практично всі універсальні ЕОМ відображають класичну неймановскую архітектуру, представлену на схемі. Ця схема багато в чому характерна як для мікроЕОМ, так і для міні ЕОМ та ЕОМ загального призначення.
Розглянемо пристрої докладніше.
Основна частина системної плати - мікропроцесор (МП) або CPU (Central Processing Unit), він керує роботою всіх вузлів ПК та програмою, яка описує алгоритм розв'язуваної задачі. МП має складну структуру у вигляді електронних логічних схем. У якості його компонент можна виділити:
A). АЛП - арифметико-логічний пристрій, призначений для виконання арифметичних і логічних операцій над даними та адресами пам'яті;
Б). Регістри або мікропроцесорна пам'ять - сверхоперативная пам'ять, що працює зі швидкістю процесора, АЛУ працює саме з ними;
B). УУ - пристрій управління - управління роботою всіх вузлів МП за допомогою вироблення і передачі іншим його компонентів керуючих імпульсів, що надходять від кварцового тактового генератора, який при включенні ПК починає вібрувати з постійною частотою (100 МГц, 200-400 МГц). Ці коливання і задають темп роботи всієї системної плати;
Г). Спр - система переривань - спеціальний реєстр, що описує стан МП, що дозволяє переривати роботу МП в будь-який момент часу для негайної обробки деякого запиту, що поступив, або постановки його в чергу; після обробки запиту СПР забезпечує відновлення перерваного процесу;
Д). Пристрій управління спільною шиною - інтерфейсна система.
Для розширення можливостей ПК і підвищення функціональних характеристик мікропроцесора додатково може поставлятися математичний співпроцесор, службовець для розширення набору команд МП. Наприклад, математичний співпроцесор IBM-сумісних ПК розширює можливості МП для обчислень з плаваючою точкою; співпроцесор в локальних мережах (LAN-процесор) розширює функції МП в локальних мережах.
Характеристики процесора:
швидкодія (продуктивність, тактова частота) - кількість операцій, які виконуються в секунду.
розрядність - максимальна кількість розрядів двійкового числа, над якими одночасно може виконуватися машинна операція.
1.2 Поняття архітектури ЕОМ. Принципи фон Неймана
Архітектурою ПК називається його опис на деякому загальному рівні включає опис для користувача можливостей програмування систем команд систем адресації організації пам'яті. Архітектура визначає принцип дії, інформаційні зв'язки взаємне з'єднання основних логічних вузлів комп'ютера: процесора; оперативного ЗУ, Зовнішніх ЗУ і периферійних пристроїв.
Класичні принципи побудови архітектури ЕОМ були запропоновані в 1946 році і відомі як принципи фон Неймана ".
Вони такі:
Використання двійкової системи представлення даних
Автори переконливо продемонстрували переваги двійкової системи для технічної реалізації, зручність і простоту виконання у ній арифметичних і логічних операцій. ЕОМ стали обробляти і нечислові види інформації - текстову, графічну, звукову та інші, але двійкове кодування даних як і раніше становить інформаційну основу будь-якого сучасного комп'ютера.
Принцип збереженої програми Нейман першим здогадався, що програма може також зберігатися у вигляді нулів і одиниць, причому в тій же самій пам'яті, що й оброблювані нею числа. Відсутність принципової різниці між програмою і даними дало можливість ЕОМ самій формувати для себе програму відповідно до результатів обчислень. Пристрій управління (УУ) і арифметико-логічний пристрій (АЛП) в сучасних комп'ютерах об'єднані в один блок - процесор, що є перетворювачем інформації, що надходить з пам'яті і зовнішніх пристроїв.
Пам'ять (ЗУ) зберігає інформацію (дані) і програми. Запам'ятовуючі пристрої у сучасних комп'ютерів "багатоярусно" і включає оперативне запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) і зовнішні запам'ятовуючі пристрої (ВЗУ).
ОЗУ - це пристрій, що зберігає ту інформацію, з якою комп'ютер працює безпосередньо в даний час (виконується програма, частину необхідних для неї даних, деякі керуючі програми).
ВЗП - пристрої набагато більшої місткості, ніж ОЗУ, але істотно більш повільні.
Принцип послідовного виконання операц і й:
Структурно основна пам'ять складається з пронумерованих осередків. Процесору в довільний момент часу доступна будь-яка клітинка. Звідси випливає можливість давати імена областей пам'яті, так, щоб до запам'ятованих у них значенням можна було б згодом звертатися або змінювати їх у процесі виконання програми з використанням привласнених імен.
Принцип довільного доступу до осередків оперативної пам'яті Програми і дані зберігаються в одній і тій же пам'яті. Тому ЕОМ не розрізняє, що зберігається в даній комірці пам'яті - число, текст або команда. Над командами можна виконувати такі ж дії, як і над даними.
BIOS - базова система введення-виведення, що зберігається в ПЗП і призначена для виконання базових апаратних функцій з урахуванням особливостей апаратної частини конкретної ПЕОМ. Цим забезпечується незалежність операційної системи і прикладних програм від особливостей ПЕОМ, на якій вони функціонують.
1.3 BIOS. Послідовність завантаження ЕОМ
BIOS включає в себе програмну підтримку стандартних ресурсів ПЕОМ і забезпечує діагностику апаратних засобів, їх конфігурування і виклик завантажувача операційної системи. Зазвичай BIOS прив'язаний до конкретного типу системної плати.
Останнім часом BIOS найчастіше зберігають в Flash пам'яті, що допускає перезапис вмісту. Це дозволяє оновлювати версії BIOS, проте, зворотним боком цього є можливість виведення ПЕОМ з ладу через псування BIOS при неправильній його перезапису або під впливом вірусів.
Для оновлення BIOS нові версії слід отримувати безпосередньо від виробників системної плати або з сайтів, що зберігають такі версії. Власне виробники BIOS (фірми AMI, Award, Phoenix) під конкретні плати їх не налаштовують: Цієї настройкою (доопрацюванням) базових версій BIOS і займаються виробники системних плат.
Функції BIOS поділяються на такі групи:
Ініціалізація і тестування апаратних засобів по включенні харчування - POST (Power On Self Test)
Налаштування і конфігурація апаратних засобів і системних ресурсів-BIOS Setup
Завантаження операційної системи з дискових носіїв - Bootstrap Loader
Обслуговування апаратних переривань від системних пристроїв (таймера, клавіатури, дисків) - BIOS Hardware Interrupts
Відпрацювання базових функцій програмних звернень (сервісів) до системних пристроїв - BIOS Services
Всі ці функції виконує системний модуль System BIOS, що зберігається в мікросхемі ПЗУ або флеш-пам'яті, встановленої на системній платі.
Система CMOS (енергозалежна пам'ять CМОS). Особливість цієї пам'яті полягає в тому, що вона живиться від спеціального джерела живлення, незалежно включений або вимкнений основне джерело харчування. У ній міститься інформація про гнучких дисках, про жорсткому диску, процесорі, а також свідчення системних годин. Запуск BIОS
При включенні комп'ютера по адресній шині процесора виставляється стартовий адресу. Процесор звертається за цією адресою за першою командою. Після чого починає працювати під керуванням програми. Так як, в ОЗУ немає ніякої інформації те стартова адреса вказується на ПЗП. Програми знаходяться в ПЗП утворюють базову систему введення-виведення. Функція цієї системи здійснює перевірку складу і працездатності комп'ютерної системи, а також забезпечує взаємодію з такими пристроями, як клавіатура, монітора і дисковода. Система CMOS (енергозалежна пам'ять CМОS). Особливість цієї пам'яті полягає в тому, що вона живиться від спеціального джерела живлення, незалежно включений або вимкнений основне джерело харчування. У ній міститься інформація про гнучких дисках, про жорсткому диску, процесорі, а також свідчення системних годин. Запуск BIОS Робота програм, записаних в мікросхемі ВIОS, відображається на чорному екрані біжать білими рядками. У цей момент комп'ютер перевіряє свої пристрої. Перш за все виконується перевірка оперативної пам'яті (скільки її і вся вона в порядку). Перевіряється наявність жорстких дисків і дисковода гнучких дисків, а також наявність клавіатури. Якщо щось не працює, програми, виконують перевірку, доповідатимуть про несправності. Якщо все гаразд, то програми ВIОS закінчують свою роботу і наостанок дають команду завантажити з жорсткого диска в оперативну пам'ять спеціальний пакет програм, який називається операційною системою. Після того як цей пакет завантажений, він починає роботу і відтепер все, що ми робимо з комп'ютером , відбувається під управлінням операційної системи. Тепер ми маємо справу тільки з нею і можемо забути, що у комп'ютера є процесор, що йому потрібні якісь інструкції і дані. Відтепер всю роботу з процесором та іншими пристроями бере на себе операційна система, а нам залишається тільки навчиться працювати з нею, а точніше кажучи з тим пакетом програм,
завантажити і з гнучкого диска. Для цього потрібен спеціальний гнучкий диск, який називають системним. Таким методом запускають комп'ютер при усуненні несправностей.
1.4 Призначення, функції базових програмних засобів, що виконується програма
Програмне забезпечення Програми - це впорядковані послідовності команд. Кінцева мета будь-якої комп'ютерної програми - управління апаратними засобами. Навіть якщо на перший погляд програма ніяк не взаємодіє з обладнанням, не вимагає ніякого введення даних з пристроїв введення та не здійснює виведення даних на пристрої виведення, все одно її робота полягає в управлінні апаратними пристроями комп'ютера.
Програмне та апаратне забезпечення у комп'ютері працюють у нерозривному зв'язку і в безперервній взаємодії. Незважаючи на те що ми розглядаємо ці дві категорії окремо, не можна забувати, що між ними існує діалектичний зв'язок, і роздільне їх розгляд є по меншій мірі умовним.
Склад програмного забезпечення обчислювальної системи називають програмною конфігурацією. Між програмами, як і між фізичними вузлами і блоками існує взаємозв'язок - багато програм працюють, спираючись на інші програми більш низького рівня, тобто, ми можемо говорити про міжпрограмному інтерфейсі. Можливість існування такого інтерфейсу теж заснована на існуванні технічних умов та протоколів взаємодії, а на практиці він забезпечується розподілом програмного забезпечення на декілька взаємодіючих між собою рівнів. Рівні програмного забезпечення являють собою пірамідальну конструкцію. Кожен наступний рівень спирається на програмне забезпечення попередніх рівнів. Таке членування зручно для всіх етапів роботи з обчислювальною системою, починаючи з установки програм до практичної експлуатації та технічного обслуговування. Зверніть увагу на те, що кожен вищерозміщений рівень підвищує функціональність всієї системи. Так, наприклад, обчислювальна система з програмним забезпеченням базового рівня не здатна виконувати більшість функцій, але дозволяє встановити системне програмне забезпечення.
Базовий рівень. Найнижчий рівень програмного забезпечення представляє базове програмне забезпечення. Воно відповідає за взаємодію з базовими апаратними засобами. Як правило, базові програмні засоби безпосередньо входять до складу базового обладнання і зберігаються в спеціальних мікросхемах, званих постійними запам'ятовуючими пристроями (ПЗУ - Read Only Memory, ROM). Програми та дані записуються ("прошиваються") в мікросхеми ПЗУ на етапі виробництва і не можуть бути змінені в процесі експлуатації.
У тих випадках, коли зміна базових програмних засобів під час експлуатації є технічно доцільним, замість мікросхем ПЗУ застосовують перепрограмувальні постійні запам'ятовувальні пристрої (ППЗУ - Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). У цьому випадку зміна змісту ПЗУ можна виконувати як безпосередньо у складі обчислювальної системи (така технологія називається флеш - технологією), так і поза її, на спеціальних пристроях, званих программаторами.
1.5 Види, призначення, функції, специфіка периферійних пристроїв
Клавіатура - клавішний пристрій керування персональним комп'ютером. Служить для введення алфавітно-цифрових (знайомих) даних, а також команд управління. Комбінація монітора та клавіатури забезпечує найпростіший інтерфейс користувача. За допомогою клавіатури керують комп'ютерною системою, а за допомогою монітора отримують від неї оклик. Принцип дії. Клавіатура відноситься до стандартних засобів персонального комп'ютера. Її основні функції не потребують підтримки спеціальними системними програмами (драйверами). Необхідне програмне забезпечення для початку роботи з комп'ютером вже є в мікросхемі ПЗУ в складі базової системи введення-виведення (BIOS), і тому комп'ютер реагує на натиснення клавіш ОЗУ після включення. Миша - пристрій управління маніпуляторного типу. Являє собою плоску коробочку з двома-трьома кнопочками. Переміщення миші по плоскій поверхні синхронізовано з переміщенням графічного об'єкта (покажчика миші) на екрані монітора. Пристрій виводу: принтер (лазерний, матричний, струйний). Матричні принтери - це недорогі принтери, які першими почали застосовуватися в IBM РС - сумісних комп'ютерах. У матричних принтерах друк проводиться друкуючої головкою з висуваються голочками. Струменеві принтери - це найбільш поширений в даний час тип принтерів. Вони ненаголошені, тобто безшумні, які формують зображення з допомогою друкуючої головки, що містить безліч капілярів-сопів від 50 до 200. Лазерні принтери дозволяють отримувати найкращу якість чорно-білого або кольорового відбитку. Вони мають високу швидкість друку 10 і більше сторінок на хвилину. Однією з основних характеристик лазерних принтерів є роздільна здатність - кількість друкованих крапок на одиницю довжини. Пристрій зберігання даних. Для зберігання даних комп'ютера використовують накопичувачі. Накопичувач - це пристрій, що складається з носія інформації та приводу. Привод являє собою сукупність різних механічних та електронних компонентів: корпусу, двигуна і т.д. Плоттер-пристрій який креслить графіки малюнки або діаграми під управлінням ПК.
Плоттери використовують для одержання складних конструкторських креслень архітектурних планів. роликові плоттери - прокручують папір під пером а планшетні перемішають перо через всю поверхню горизонтально лежить папері.
Сканер для введення в ПК графічних зображень створює оцифроване зображення документа і перешкодить його в пам'ять ПК.
2. Класифікація ЕОМ
2.1 Можливості ЕОМ і класифікація ЕОМ
Щоб судити про можливості ЕОМ, їх прийнято розділяти на групи за певними ознаками, тобто класифікувати. Порівняно недавно класифікувати ЕОМ за різними ознаками не становило великої праці. Важливо було лише визначити ознаку класифікації, наприклад: але призначенням, за габаритами, по продуктивності, за вартістю, по елементній базі і т.д. Наприклад:
Із розвитком технології виробництва ЕОМ класифікувати їх стало все важче, бо стиралися грані між такими важливими характеристиками, як продуктивність, ємність внутрішньої і зовнішньої пам'яті, габарити, вага, енергоспоживання та ін Наприклад, персональний комп'ютер, для розміщення якого досить столу, має практично такі ж можливості і технічні характеристики, що й досить досконала в недавньому минулому ЕОМ Єдиної системи (ЄС), що займає машинний зал в сотні квадратних метрів. Тому поділ ЕОМ за названими ознаками не можна сприймати як класифікацію за технічними параметрами. Це, швидше, евристичний підхід, де велику вагу має передбачувана сфера застосування комп'ютерів.
З цієї точки зору класифікацію обчислювальних машин за такими показниками, як габарити і продуктивність, можна представити таким чином:
такі потужні ЕОМ та системи (супер-ЕОМ);
великі ЕОМ (універсальні ЕОМ загального призначення);
середні ЕОМ;
малі або міні-ЕОМ;
мікро-ЕОМ;
персональні комп'ютери;
мікропроцесори.
Зазначимо, що поняття "великі", "середні" і "малі" для вітчизняних ЕОМ досить умовні і не відповідають подібним категоріям зарубіжних ЕОМ.
Історично першими з'явилися великі ЕОМ (універсальні ЕОМ загального призначення), елементна база яких пройшла шлях від електронних ламп до схем з надвисокою ступенем інтеграції. У процесі еволюційного розвитку великих ЕОМ можна виділити окремі періоди, що асоціюються з п'ятьма поколіннями ЕОМ. Покоління ЕОМ визначається елементною базою (лампи, напівпровідники, мікросхеми різного ступеня інтеграції), архітектурою та обчислювальними можливостями.
Основне призначення великих ЕОМ - виконання робіт, пов'язаних з обробкою і зберіганням великих обсягів інформації, проведенням складних розрахунків і досліджень в ході вирішення обчислювальних та інформаційно-логічних задач. Такими машинами, як правило, оснащуються обчислювальні центри, використовувані спільно декількома організаціями. Великі машини становили основу парку обчислювальної техніки до середини 70-х років і успішно експлуатуються понині. До них відносяться більшість моделей фірми IBM (сімейства 360, 370, 390) та їх вітчизняні аналоги ЄС ЕОМ.
В даний час висловлюються полярні думки про перспективи розвитку великих машин. Відповідно до одного з них, можливості великих машин повністю перекриваються, з одного боку, супер-ЕОМ, а з іншого - міні-ЕОМ і, виробивши свій ресурс, цей клас припинить своє існування. Інша сторона переконує в необхідності розвитку універсальних великих і супер-ЕОМ, які мають здатність працювати одночасно з великою кількістю користувачів, створювати гігантські бази даних і забезпечувати ефективну обчислювальну роботу. До цього слід додати, що великі ЕОМ забезпечують стійкість обчислювального процесу, безпека інформації і низьку вартість її обробки.
Продуктивність великих ЕОМ норою виявляється недостатньою для ряду додатків, наприклад, таких як прогнозування метеообста н овкі, ядерна енергетика, оборона і т.д. Ці обставини стимулювали створення надвеликих або суперЕОМ. Такі машини володіють колосальним швидкодією в мільярди операцій за секунду, заснованому на виконанні паралельних обчислень та використанні багаторівневої ієрархічної структури ЗУ (запам'ятовуючих пристроїв), вимагають для свого розміщення спеціальних приміщень і вкрай складні в експлуатації. Вартість окремої ЕОМ такого класу сягає десятків мільйонів доларів. Представники цього класу ЕОМ - комп'ютери фірм Cray Research, Control Data Corporation (CDC) і вітчизняні супер-ЕОМ сімейства Ельбрус.
Середні ЕОМ представляють певний інтерес в історичному плані. На певному етапі розвитку ЕОМ, коли їх номенклатура та, відповідно, можливості були обмеженими, поява середніх машин було закономірним. Обчислювальні машини цього класу мають дещо меншими можливостями, ніж великі ЕОМ, але зате їм властива і більш низька вартість. Вони призначені для використання скрізь, де доводиться постійно обробляти досить великі обсяги інформації з прийнятними тимчасовими витратами. В даний час важко визначити чітку межу між середніми ЕОМ і великими з одного боку і малими - з іншого. До середніх можуть бути віднесені деякі моделі ЄС ЕОМ, наприклад: ЄС-1036, ЄС-1130, ЄС-1120. За кордоном середні ЕОМ випускають фірми IBM (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, СОМРАРЕХ і ін.
Малі ЕОМ становлять найчисленніший і швидко розвивається клас ЕОМ. Їх популярність пояснюється малими розмірами, низькою вартістю (у порівнянні з великими і середніми ЕОМ) і універсальними можливостями.
Клас міні-ЕОМ з'явився в 60-ті роки (12-розрядна ЕОМ PD5-5 фірми DEC). Їх поява була обумовлена розвитком елементної бази і надмірністю ресурсів великих і середніх ЕОМ для ряду додатків. Для міні-ЕОМ характерно уявлення даних з вузьким діапазоном значень (машинне слово - 2 байти), використання принципу магістрального в архітектурі і більш просте взаємодія людини і ЕОМ. Такі машини широко застосовуються для управління складними видами обладнання, створення систем автоматизованого проектування і гнучких виробничих систем. До міні-ЕОМ відносяться машини серії PDP (потім VAX) фірми DEC та їх вітчизняні аналоги - моделі сімейства малих ЕОМ (СМ ЕОМ).
При переході від схем з малої та середньої ступенями інтеграції до інтегральних мікросхем з великої та надвеликої ступенями інтеграції виявилося можливим створення на одній ВІС або НВІС функціонально закінченого пристрою обробки інформації, що виконує функції процесора. Такий пристрій прийнято називати мікропроцесором. Винахід мікропроцесора призвело до появи ще одного класу ЕОМ - мікро-ЕОМ. Визначальною ознакою мікро-ЕОМ є наявність одного або декількох мікропроцесорів. Створення мікропроцесора не тільки змінило центральну частину ЕОМ, а й призвело до необхідності розробки малогабаритних пристроїв її периферійної частини. Мікро-ЕОМ, завдяки малим розмірам, високої продуктивності, підвищеної надійності та невеликій вартості знайшли широке pac п pocтpaненіе у всіх сферах народного господарства та оборонного комплексу. З появою мікропроцесорів і мікро-ЕОМ стає можливим створення так званих інтелектуальних терміналів, що виконують складні процедури попередньої обробки інформації.
Успіхи в розвитку мікропроцесорів і мікро-ЕОМ привели до появи персональних ЕОМ (ПЕОМ), призначених для індивідуального обслуговування користувачів та орієнтованих на вирішення різних завдань неспеціалістами в області обчислювальної техніки. Все обладнання персональної ЕОМ розміщується в межах столу. ПЕОМ, що випускаються в сотнях тисяч і мільйонах екземплярів, вносять корінні зміни у форми використання обчислювальних засобів, в значній мірі розширюють масштаби їх застосування. Вони широко використовуються як для підтримки різних видів професійної діяльності (інженерної, адміністративної, виробничої, літературної, фінансової та ін), так і в побуті, наприклад для навчання та дозвілля. Персональний комп'ютер дозволяє ефективно виконувати науково-технічні і фінансово-економічні розрахунки, організовувати бази даних, готувати та редагувати документи і будь-які інші тексти, вести діловодство, обробляти графічну інформацію і т.д. Виконання багатьох із зазначених функцій підтримується численними ефективними універсальними функціональними пакетами програм. На основі ПЕОМ створюються автоматизовані робочі місця (АРМ) для представників різних професій (конструкторів, технологів, адміністративного апарату тощо). Ринок персональних і мікро-ЕОМ безупинно розширюється за рахунок поставок провідних світових фірм: IBM, DEC, Hewlett Packard, Apple (США), COMPARE /, Siemens (Німеччина), ICL (Англія) та ін Вітчизняна промисловість, на жаль, тут не представлена.
Ринок персональних і мікро-ЕОМ безупинно розширюється за рахунок поставок провідних світових фірм: IBM, DEC, Hewlett Packard, Apple (США), COMPARE /, Siemens (Німеччина), ICL (Англія) та ін Вітчизняна промисловість, на жаль, тут не представлена.
3. Покоління ЕОМ
3.1 Історія поколінь ЕОМ
1. 1946 створення машини ЕНІАК на електронних лампах. Запам'ятовувальні пристрої (ЗП) були побудовані на електронних. лампах, електронно-променевих трубках (ЕПТ) і лініях затримки.
2.60-ті роки. ЕОМ побудовані на транзисторах, ЗУ на транзисторах, лініях затримки та феритових сердечниках.
3.70-ті роки. ЕОМ побудовані на інтегральних мікросхемах (ІМС). ЗУ на ІМС.
4. Початок створюватися з 1971 р. з винаходом мікропроцесора (МП). Побудовані на основі великих інтегральних схем (ВІС) та над БІС (НВІС).
П'яте покоління ЕОМ будується за принципом людського мозку, управляється голосом, використовується нова технологія на основі арсеніду галію.
ЕОМ призначені для обробки інформації і відображення результатів обробки. Для вирішення завдання повинна бути написана програма.
Під час вирішення завдання програма і операнди (числа, над якими проводиться операції) знаходяться в оперативній пам'яті (ОЗП). Швидкодія ОЗУ порівнянно з швидкодією АЛП. У процесі виконання завдання АЛУ постійно взаємодіє з ОЗУ, передаючи в ОЗУ проміжні і кінцеві результати і отримуючи з ОЗУ операнди дії всіх частин ЕОМ при рішенні завдання здійснюється під впливом керуючих сигналів, вироблюваних пристроєм управління відповідно до програми, записаної в ОЗУ.
ПЗУ призначено для зберігання стандартних програм, таких як sin і cos, констант, тобто
Існує ще понад ОЗУ (СОЗУ), яке володіє малим об'ємом і високою швидкодією. СОЗУ застосовується для короткочасного зберігання операндів і проміжних результатів.
Якість ЕОМ визначається: обсягом ОЗУ (тобто кількістю збережено в ОЗУ двійкових слів); швидкодією, обумовленим кількістю операцій на сек. Після виконання завдання, програма та результати через пристрій виведення записуються у зовнішнє ЗУ. В якості зовнішніх ЗУ використовуються магнітна стрічка, гнучкий магнітний диск, магнітний барабан, перфострічка, перфокарти. Програма вводиться в ОЗУ з зовнішніх ЗУ або з клавіатури через пристрій введення.
3.2 Перспективи розвитку ЕОМ
Поява нових поколінь ЕОМ зумовлено розширенням сфери їх застосування, що вимагає більш продуктивною, дешевої і надійної обчислювальної техніки. В даний час прагнення до реалізації нових споживчих властивостей ЕОМ стимулює роботи зі створення машин п'ятого і наступного поколінь. Обчислювальні засоби п'ятого покоління, крім більш високої продуктивності і надійності при більш низькій вартості, що забезпечуються новітніми електронними технологіями, повинні задовольняти якісно новим функціональним вимогам:
працювати з базами знань у різних предметних областях та організовувати на їх основі системи штучного інтелекту;
забезпечувати простоту застосування ЕОМ шляхом реалізації ефективних систем введення-виведення інформації голосом, діалогової обробки інформації з використанням природних мов, пристроїв розпізнавання мови і зображення;
спрощувати процес створення програмних засобів шляхом автоматизації синтезу програм.
В даний час ведуться інтенсивні роботи як по створенню ЕОМ п'ятого покоління традиційної (неймановской) архітектури, так і по створенню та апробації перспективних архітектур і схемотехнічних рішень. На формальному і прикладному рівнях досліджуються архітектури на основі паралельних абстрактних обчислювачів (матричні і клітинні процесори, систолические структури, однорідні обчислювальні системи, нейронні мережі та ін) Розвиток обчислювальної техніки з високим паралелізмом багато в чому визначається елементною базою, ступенем розвитку паралельного програмного забезпечення і методологією розпаралелювання алгоритмів вирішуваних завдань.
Проблема створення ефективних систем паралельного програмування, орієнтованих на високорівневе розпаралелювання алгоритмів обчислень і обробки даних, представляється досить складною і передбачає диференційований підхід з урахуванням складності розпаралелювання та необхідність синхронізації процесів в часі.
Поряд з розвитком архітектурних і системотехнічних рішень ведуться роботи з удосконалення технологій виробництва інтегральних схем і по створенню принципово нових елементних баз, заснованих на оптоелектронних та оптичних принципах.
У плані створення принципово нових архітектур обчислювальних засобів велика увага приділяється проектам нейрокомп'ютерів, що базуються на понятті нейронної мережі (структури на формальних нейронах), що моделює основні властивості реальних нейронів. У разі застосування біо-або оптоелементов можуть бути створені відповідно біологічні або оптичні нейрокомпиотери. Багато дослідників вважають, що в наступному столітті нейрокомпьютсри в значній мірі витіснять сучасні ЕОМ, що використовуються для розв'язання важкоформалізованих завдань. Останні досягнення в мікроелектроніці та розробка елементної бази на основі біотехнологій дають можливість прогнозувати створення біокомпиотеров.
Висновок
Важливим напрямом розвитку обчислювальних засобів п'ятого і наступних поколінь є інтелектуалізація ЕОМ, пов'язана з наділенням її елементами інтелекту, інтелектуалізацією інтерфейсу з користувачем і ін Робота в даному напрямку, зачіпаючи, в першу чергу, програмне забезпечення, зажадає і створення ЕОМ певної архітектури, які у системах управління базами знань, - комп'ютерів баз знань, а так само інших підкласів ЕОМ. При цьому ЕОМ повинна мати здатність до навчання, виробляти асоціативну обробку інформації і вести інтелектуальний діалог при вирішенні конкретних завдань.
На закінчення відзначимо, що ряд названих питань реалізований в перспективних ЕОМ п'ятого покоління або знаходиться в стадії технічного опрацювання, інші - у стадії теоретичних досліджень і пошуків.