Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
реферат Развитие ЭВМ и ВТ
Информация:
Тип работы: реферат.
Добавлен: 08.05.2012.
Год: 2011.
Страниц: 9.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
Содержание
1.Счет в древности
2.Первые устройства
для счета
3.Логарифмическая
линейка
4.Механизмы для
счета. Арифметические машины.
Механическая
машина Шиккарда
Арифмометр
Блеза Паскаля
Разностная
машина Чарльза Бэббиджа
5. Поколение
современных ЭВМ
6.Суперкомпьютеры
7.Заключение
Счет
в древности
История развития вычислительной техники
уходит корнями вглубь веков, к тем временам,
когда наши далекие предки начали вести
товарно-денежные взаимоотношения. Тогда
им и потребовался какой-либо инструмент
для ведения вычислений. Первыми приспособлениями
для вычислений были, вероятно, всем известные счётные
палочки, которые и сегодня используются
в начальных классах многих школ для обучения
счёту. Развиваясь, эти приспособления
становились более сложными, например,
такими как финикийские глиняные фигурки,
также предназначаемые для наглядного
представления количества счита
емых предметов, однако для удобства помещаемые
при этом в специальные контейнеры. Такими
приспособлениями, похоже, пользовались
торговцы и счетоводы того времени. Постепенно
из
простейших
приспособлений для счёта рождались
всё более и более сложные
устройства. Несмотря на простоту ранних
вычислительных устройств, опытный счетовод
может получить результат при помощи простых
счёт даже быстрее, чем нерасторопный
владелец современного калькулятора.
Естественно, сама по себе, производительность
и скорость счёта современных вычислительных
устройств давно уже превосходят возможности
самого выдающегося расчётчика человека.
Первые
устройства для счета
Римский абак
Историю цифровых устройств
следует начать со счетов.
Подобный инструмент
был известен у всех
народов. Самый древний-древнегреческий
абак (доска или «саламинкая
доска» по имени острова
Саламин в Эгейском
море) представлял собой
посыпанную морским
песком дощечку. На песке
находились бороздки,
на которых камешками
обозначались числа.
Одна борозда соответствовала
единицам другая-десяткам
и.т.д. Если в какой-то
борозде при счете набиралось
более 10 камешков, их
снимали и добавляли
один камешек в следующем
разряде. На абаке считали
египтяне, римляне, японцы.
Особенного развития
достигли вычисления
на абаке в древнем Китае.
Китайцы могли производить
на абаке деления и действия
с дробями, извлечения
квадратных и кубических
корней. Римляне усовершенствовали
абак, перейдя от древних
досок, песка и камешков
к мраморным доскам
с выточенными желобками
и мраморными шариками.
К таким же устройствам
относятся также китайский
суан-пан, японский
соробан, и русские
счеты.
Логарифмическая
линейка
Первая
логарифмическая
линейка В. Оутреда
В 1622 году английский
математик Вильям Оутред (1754-1660) создает
счетную логарифмическую линейку. Кстати,
это именно он ввел обозначение «X» для
умножения. Линейка необыкновенно удобна:
считать на ней возможно очень быстро,
места почти не занимает, её можно всюду
носить с собой в кармане. Не зря столько
веков просуществовал этот вычислительный
прибор: лишь недавно калькулятор окончательно
вытеснил логарифмическую
линейку из инженерного обихода Механизмы
для счета. Арифметические
машины.
Людям приходилось
считать всё больше и больше. По
мере роста потребностей человека и
задач, которые он ставил перед собой,
росло значение вычислений, росла
их необходимость. Эта необходимость
заставила искать пути механизации
счета. И счет был поручен специальным
механизмам - арифметическим машинам.
Механическая
машина Шиккарда
Первая
механическая машина была описана в
1623 г. ученым Вильгельмом Шиккардом, реализована
в единственном экземпляре и предназначалась
для выполнения четырех арифметических
операций над 6-разрядными числами.
Машина включала в себя два блока - суммирующее
и множительное устройства. В ней был предусмотрен
и механизм для записи результатов промежуточных
действий. Сама суммирующая машина была
шестиразрядной и была изготовлена с помощью
соединенных между собой зубчатых передач.
Эти зубчатые колеса входили в зацепление
одно с другим. На каждой оси располагалась
зубчатое колесо с десятью зубцами и вспомогательное
колесико с выступающим пальцем –
зубцом Механическая
машина Шиккарда .
При зацеплении палец
поворачивал колесо
следующего разряда
на десятую часть полного
оборота, таким образом
осуществляя передачу
единицы в следующий,
более высокий разряд.
Это происходило после
того как осуществлялся
полный оборот предыдущего
десятизубчатого колеса.
При вычитании зубчатые
колеса начинали вращаться
в противоположную сторону.
В специально предусмотренных
в машине окошках можно
было видеть цифры. Таким
образом можно было
вести контроль за ходом
производимых арифметических
действий.. Однако, из-за
недостаточной известности
машина Шиккарда и принципы
ее работы не оказали
существенного влияния
на дальнейшее развитие
ВТ, но она по праву открывает
эру механической вычислительной
техники.
Арифмометр
Блеза Паскаля
В
отличие от счетных инструментов, типа
абака, в арифметической машине вместо
предметного представления чисел, использовалось
их представление в виде углового положения
оси (вала) или колеса которое несёт эту
ось. Одна из первых машин такого типа
была создана 1642 году знаменитым французским
ученым (математиком, физиком, философом)
Блезом Паскалем.
В машине Б.
Паскаля использовалась более сложная
схема переноса старших разрядов, в дальнейшем
редко используемая; 50 построенных впоследствии
им машин способствовали достаточно широкой
известности изобретения и формированию
общественного мнения о возможности автоматизации
умственного труда. До нашего времени
дошло только 8 машин Паскаля, из которых
одна является 10-разрядной. Именно машина
Паскаля положила начало механического
этапа развития вычислительной техники.
Разностная
машина Чарльза Бэббиджа
Считается, что
первым ученым, предложившим использовать
принцип
программного
управления для автоматического
выполнения арифметических
вычислений, был
Чарльз Бэббидж.
Английским профессором
математики Чарльзом Бэббиджем (1791-1871)
была разработана
полностью автоматическая вычислительная
машина с программным управлением. Разочарованный
большим количеством ошибок в
вычислениях Королевского
Астрономического Общества, Бэббидж
пришел к
мысли о необходимости
автоматизации вычислений. Первая попытка
реали-
зации такой
машины была предпринята Бэббиджем
в 1822, когда он создал
машину, предназначенную
для решения дифференциальных уравнений,
на-
зыванную “разностной
машиной”. Работа модели основывалась
на принципе,
известном в
математике как "метод конечных разностей".
При вычислении
многочленов используется
только операция сложения, которая
легко автома-
тизируется. Бэббиджем
была использована десятичная система
счисления, а
не двоичная,
как в современных компьютерах.
В течение 10 лет
Бэббидж работал над большой
разностной машиной.
Движение механических
частей машины должен был осуществлять
паровой
двигатель. Большая,
как локомотив, машина должна была автоматически
вы-
полнять вычисления
и печатать результаты. Большая разностная
машина так
и не была построена
до конца. Однако, работая над ней
в течение 10 лет, Бэб-
бидж пришел
к идее создания механической аналитической
машины. Идеи
Бэббиджа намного
опередили свое время, аналитическая
машина не могла
быть создана
в то время.
В 1871 году Бэббидж
изготовил опытный образец арифметического
уст-
ройства ("завода")
аналитической машины и принтера.
Большую помощь
в работе над аналитической машиной
оказывала Бэб-
биджу графиня
Ада Лавлейс (1815-1842), дочь английского
поэта Байрона.
Ада Лавлейс
была одним из немногих людей, кто
полностью понял про-
ект Бэббиджа. Она
помогала добиваться финансирования работы
Британским
правительством
и вела большую работу по популяризации
проекта, описывая
его в научных
статьях и докладах. Прекрасное понимание
леди Лавлейс
принципов работы аналитической машины
позволило ей создавать программы (последовательность
инструкций для аналитической машины).
Таким образом, ее можно считать первым
программистом. В 80-ых годах ХХ-го
столетия в
ее честь был назван язык программирования
АДА.
Технические трудности,
с которыми пришлось встретиться при
реализации не позволили осуществить
проект. Поэтому Бэббидж не опубликовал
проект полностью,
а ограничился описанием его
в своих лекциях, прочитан-
ных им в Италии
и в Турине. Записи этих лекций были
опубликованы в 1842
году слушавшим
их итальянским математиком Л. Менабреа
и переведены на
английский язык
Адой Лавлейс. Они были изданы в Англии
с ее подробными
примечаниями.
Хотя движимая
паром аналитическая машина Бэббиджа
никогда не была
построена, однако,
работая над ней Бэббидж определил
основные черты со-
временного компьютера.
Аналитическая машина состояла из более
чем 5000
деталей и включала
в себя:
устройство
ввода программы при помощи отверстий
на перфокартах,
"склад"
(память) для тысячи 50-ти разрядных десятичных
чисел.
"завод",
устройство для выполнения операций над
числами (арифметиче-ское устройство)
блок управления,
который позволял обрабатывать инструкции
в любой последовательности
устройство
выпуска продукции (вывода результатов
на печать).
Аналитическая
машина - это программируемая автоматическая
вычис-
лительная машина
с последовательным управлением, содержащая
арифмети-
ческое устройство
и память. Отличительной чертой аналитической
машины
можно считать
использование команды условного
перехода, изменяющей
управление обработкой
в зависимости от результатов
вычислений.
Ввод инструкций
в компьютер осуществлялся при
помощи перфокарт.
Идею использования
перфокарт для кодирования инструкций
Бэббидж
заимствовал у
Жаккарда.
В ткацком станке,
построенном в 1820 и названном
по имени его изобре-
тателя Джозефа
Жаккарда, использовались перфокарты
для управления стан-
ком. При помощи
перфокарт задавался узор, который
нужно было выткать.
Создание ткацкого
станка, управляемого картами, с пробитыми
на них отвер-
стиями, и соединенными
друг с другом в виде ленты, относится
к одному из
ключевых открытий,
обусловивших дальнейшее развитие вычислительной
техники.
В 1889 году американский
изобретатель Герман Холлерит (1860-1929)
применил способ
Жаккарда для ввода данных при
помощи перфокарт. Ему
необходимо было
построить устройство для обработки
результатов периписи
населения в
Америке. Обработка результатов
переписи 1880 года заняла поч-
ти семь лет.
Учитывая рост населения, на обработку
результатов следующей
переписи потребовалось
бы не менее 10 лет. Г.Холлерит разработал
машину
с вводом с перфокарт,
способную автоматически формировать
таблицы дан-
ных.
Машина автоматически
обрабатывала результаты. Каждое отверстие
на
перфокарте представляло
одно значение. Перфокарта вставлялась
в пресс.
Под перфокартой
были расположены чашечки с ртутью
в местах пробивки
всех возможных
отверстий. На перфокарту опускались стерженьки,
замы-
кавшие электрическую
цепь через ртуть там, где было
пробито отверстие.
Счетчики считали
количество отверстий на всех перфокартах,
соответст-
вующее данному
признаку. Машина позволяла считать
и сочетание различ-
ных признаков.
Вместо десяти лет результаты периписи
были обработаны
машиной Холлерита
всего за шесть недель. Перфокарты
широко использова-
лись для ввода
и вывода информации в первых электронных
компьютерах
вплоть до 1960-ых
годов.(В 1896г. Холлерит основал фирму,
которая в 1924г.
получила название
IBM - International Business Mashines - и стала впоследст-
вии мировым
лидером в производстве компьютеров).
Аналитическая
машина Бэббиджа так и не была построена.
Все, что
дошло от нее
до наших дней, - это ворох чертежей
и рисунков, а также не-
большая часть
арифметического устройства и печатающее
устройство, скон-
струированное
сыном Бэббиджа.
Разностной машине
повезло больше. Шведский издатель,
изобретатель и
переводчик Пер
Георг Шойц, прочтя как-то об этом устройстве,
построил его
слегка видоизмененный
вариант. В 1854 году устройство прошло испытание
в Лондоне, а
годом позже Разностная машина Шойца
была удостоена золотой медали на Всемирной
выставке в Париже. Чарльз Бэббидж намного
обогнал свое время. Только спустя 100 лет
бы-
ли реализованы
его идеи по созданию вычислительных
устройств, выпол-
няющих заданную
последовательность действий - программу.
Поколение
современных ЭВМ
Историю
развития современных ЭВМ разделяют
на 4 поколения. Но деление компьютерной
техники на поколения — весьма
условная, нестрогая классификация
по степени развития аппаратных и
программных средств, а также
способов общения с компьютером.
Идея
делить машины на поколения вызвана
к жизни тем, что за время короткой
истории своего развития компьютерная
техника проделала большую эволюцию,
как в смысле элементной базы (лампы,
транзисторы, микросхемы и др.), так
и в смысле изменения её структуры,
появления новых возможностей, расширения
областей применения и характера
использования. Этот прогресс показан
в таблице
Поколение
современных ЭВМ
I поколение
(до 1955 г.)
Все
ЭВМ I-го поколения были сделаны на
основе электронных ламп, что делало
их ненадежными - лампы приходилось
часто менять. Эти компьютеры были
огромными, неудобными и слишком
дорогими машинами, которые могли
приобрести только крупные корпорации
и правительства. Лампы потребляли
огромное количество электроэнергии и
выделяли много тепла.
Притом
для каждой машины использовался
свой язык программирования. Набор
команд был небольшой, схема арифметико-логическо о
устройства и устройства управления
достаточно проста, программное обеспечение
практически отсутствовало. Показатели
объема оперативной памяти и быстродействия
были низкими. Для ввода-вывода использовались
перфоленты, перфокарты, магнитные
ленты и печатающие устройства, оперативные
запоминающие устройства были реализованы
на основе ртутных линий задержки
электроннолучевых трубок.
Эти
неудобства начали преодолевать путем
интенсивной разработки средств
автоматизации программирования, создания
систем обслуживающих программ, упрощающих
работу на машине и увеличивающих
эффективность её использования. Это,
в свою очередь, потребовало значительных
изменений в структуре компьютеров,
направленных на то, чтобы приблизить
её к требованиям, возникшим из опыта
эксплуатации компьютеров. Основные компьютеры
первого поколения:
1946г.
ЭНИАК
В 1946 г. американские
инженер-электронщик Дж. П. Эккерт и
физик Дж.У. Моучли в Пенсильванском
университете сконструировали, по заказу
военного ведомства США, первую электронно-вычислител ную
машину - “Эниак” (Electronic Numerical Integrator and
Computer). Которая предназначалась для
решения задач баллистики. Она
работала в тысячу раз быстрее, чем
"Марк-1", выполняя за одну секунду
300 умножений или 5000 сложений многоразрядных
чисел. Размеры: 30 м. в длину, объём - 85 м3.,
вес - 30 тонн. Использовалось около 2000 электронных ламп
и1500 реле. Мощность ее была до 150 кВт.
1949г.
ЭДСАК.
Первая машина с хранимой программой
- ”Эдсак” - была создана в Кембриджском
университете (Англия) в 1949 г. Она имела
запоминающее устройство на 512 ртутных
линиях задержки. Время выполнения
сложения было 0,07мс, умножения - 8,5мс.
1951г.
МЭСМ
В 1948г. году академик Сергей
Алексеевич Лебедев предложил проект первой
на континенте Европы ЭВМ – Малой электронной
счетно-решающей машины. В 1951г. МЭСМ официально
вводится в эксплуатацию, на ней регулярно
решаются вычислительные задачи. Машина
оперировала с 20разрядными двоичными
кодами с быстродействием 50 операций в
секунду, имела оперативную память в 100
ячеек на электронных лампах.
1951г. UNIVAC-1.
(Англия)
В 1951 г. была создана
машина “Юнивак”(UNIVAC) - первый серийный
компьютер с хранимой программой. В этой
машине впервые была использована магнитная
лента для записи и хранения информации.
1952-1953г.
БЭСМ-2
Вводится в
эксплуатацию БЭСМ-2(большая электронная
счетная машина) с быстродействием около
10 тыс. операций в секунду над 39-разрядными
двоичными числами. Оперативная память
на электронно-акустическ х линиях задержки
- 1024 слова, затем на электронно-лучевых
трубках и позже на ферритовых сердечниках.
ВЗУ состояло из двух магнитных барабанов
и магнитной ленты емкость свыше 100 тыс.
слов.
II
поколение
(1958-1964)
В 1958 г. в ЭВМ были применены
полупроводниковые транзисторы, изобретённые
в 1948 г. Уильямом Шокли, они были более
надёжны, долговечны, малы, могли выполнить
значительно более сложные вычисления,
обладали большой оперативной памятью.
1 транзистор способен был заменить ~ 40
электронных ламп и работает с большей
скоростью.
Во II-ом поколении
компьютеров дискретные транзисторные
логические элементы вытеснили электронные
лампы. В качестве носителей информации
использовались магнитные ленты ("Минск-2" "Урал-14")
и магнитные
сердечники,
появились высокопроизводительн е устройства
для работы с магнитными лентами, магнитные
барабаны и первые магнитные диски.
В
качестве программного обеспечения
стали использовать языки программирования
высокого уровня, были написаны специальные
трансляторы с этих языков на язык
машинных команд. Для ускорения вычислений
в этих машинах было реализовано
некоторое перекрытие команд: последующая
команда начинала выполняться до
окончания
предыдущей.
Появился широкий
набор библиотечных программ для
решения разнообразных математических
задач. Появились мониторные системы,
управляющие режимом трансляции
и исполнения программ. Из мониторных
систем в дальнейшем выросли современные
операционные системы.
Машинам второго
поколения была свойственна программная
несовместимость, которая затрудняла
организацию крупных информационных
систем. Поэтому в середине 60-х
годов наметился переход к созданию
компьютеров, программно совместимых
и построенных на микроэлектронной технологической
базе.
III поколение
(1964-1972)
В 1960 г. появились первые интегральные
схемы (ИС) которые получили широкое распространение
в связи с малыми размерами, но громадными
возможностями. ИС - это кремниевый кристалл,
площадь которого примерно 10 мм2.
1 ИС способна заменить десятки тысяч транзисторов.
1 кристалл выполняет такую же работу,
как и 30-ти тонный “Эниак”. А компьютер
с использованием ИС достигает производительности
в 10 млн. операций в секунду.
В 1964 году, фирма IBM объявила о создании
шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших
первыми компьютерами третьего поколения.
Машины
третьего поколения — это семейства
машин с единой архитектурой, т.е.
программно совместимых. В качестве
элементной базы в них используются
интегральные схемы, которые также
называются микросхемами.
Машины
третьего поколения имеют развитые
операционные системы. Они обладают
возможностями мультипрограммировани ,
т.е. одновременного выполнения нескольких
программ. Многие задачи управления памятью,
устройствами и ресурсами стала
брать на себя операционная система
или же непосредственно сама машина.
Примеры
машин третьего поколения –семейства
IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ
(Семейство малых ЭВМ) и др. Быстродействие
машин внутри семейства изменяется от
нескольких десятков тысяч до миллионов
операций в секунду. Ёмкость оперативной
памяти достигает нескольких сотен тысяч
слов.
IV поколение
(с 1972 г. по настоящее время)
Четвёртое
поколение — это теперешнее поколение
компьютерной техники, разработанное
после 1970 года
Впервые стали
применяться большие интегральные
схемы (БИС), которые по мощности примерно
соответствовали 1000 ИС. Это привело
к снижению стоимости производства
компьютеров. В 1980 г. центральный процессор
небольшой ЭВМ оказалось возможным
разместить на кристалле площадью 1/4
дюйма (0,635 см2.). БИСы применялись
уже в таких компьютерах, как “Иллиак”,
”Эльбрус”, Макинтош. Быстродействие
таких машин составляет тысячи миллионов
операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла
до 500 млн. двоичных разрядов. В таких машинах
одновременно выполняются несколько команд
над несколькими наборами операндов.
C точки зрения
структуры машины этого поколения
представляют собой многопроцессорные и многомашинные
комплексы, работающие на общую память
и общее поле внешних устройств. Ёмкость
оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт.
Распространение
персональных компьютеров к концу
70-х годов привело к некоторому
снижению спроса на большие ЭВМ и
мини-ЭВМ. Это стало предметом
серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation)
— ведущей компании по производству больших
ЭВМ, и в 1979 г. фирма IBM решила попробовать
свои силы на рынке персональных компьютеров,
создав первые персональные компьютеры-
IBM PC
Персональный
компьютер.
Персональный
Компьютер, компьютер, специально созданный
для работы в однопользовательском режиме.
Появление персонального компьютера прямо
связано с рождением микрокомпьютера.
Очень часто термины «персональный компьютер»
и «микрокомпьютер» используются как
синонимы.
ПК - настольный или портативный
компьютер, который использует
микропроцессор в качестве единственного
центрального процессора, выполняющего
все логические и арифметические
операции. Эти компьютеры относят
к вычислительным машинам четвертого
и пятого поколения. Помимо ноутбуков,
к переносным микрокомпьютерам относят
и карманные компьютеры — палмтопы. Основными
признаками ПК являются шинная организация
системы, высокая стандартизация аппаратных
и программных средств, ориентация на
широкий круг потребителей.
Анатомия
персонального компьютера:
С развитием
полупроводниковой техники персональный
компьютер, получив компактные
электронные компоненты, увеличил
свои способности вычислять и
запоминать. А усовершенствование
программного обеспечения облегчило
работу с ЭВМ для лиц с
весьма слабым представлением
о компьютерной технике. Основные
компоненты: плата памяти и дополнительное
запоминающее устройство с произвольной
выборкой (РАМ); главная панель с
микропроцессором (центральным процессором)
и местом для РАМ; интерфейс
печатной платы; интерфейс платы
дисковода; устройство дисковода
(со шнуром), позволяющее считывать
и записывать данные на магнитных
дисках; съемные магнитные или
гибкие диски для хранения
информации вне компьютера; панель
для ввода текста и данных. Какими
должны быть ЭВМ V поколения.
Сейчас ведутся
интенсивные разработки ЭВМ V поколения.
Разработка последующих поколений
компьютеров производится на основе больших
интегральных схем повышенной степени
интеграции, использованияоптоэле тронных
принципов (лазеры, голография).
Ставятся совершенно
другие задачи, нежели при разработке
всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками
ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи,
как увеличение производительности в
области числовых расчётов, достижение
большой ёмкости памяти, то основной задачей
разработчиков ЭВМ V поколения является
создание искусственного интеллекта машины
(возможность делать логические выводы
из представленных фактов), развитие "интеллектуализа ии"
компьютеров - устранения барьера между
человеком и компьютером. Компьютеры будут
способны воспринимать информацию с рукописного
или печатного текста, с бланков, с человеческого
голоса, узнавать пользователя по голосу,
осуществлять перевод с одного языка на
другой. Это позволит общаться с ЭВМ всем
пользователям, даже тем, кто не обладает
специальных знаний в этой области. ЭВМ
будет помощником человеку во всех областях. К
классу суперкомпьютеров относят компьютеры,
которые имеют мак-
симальную на время
их выпуска производительность. Суперкомпьютеры
Первые
суперкомпьютеры появились уже
среди компьютеров второго
поколения (1955 -
1964, см. компьютеры второго поколения),
они были пред-
назначены для
решения сложных задач, требовавших
высокой скорости вы-
числений. Это LARC
фирмы UNIVAC, Stretch фирмы IBM и "CDC-6600"
(семейство CYBER)
фирмы Control Data Corporation, в них были
применены
методы параллельной
обработки (увеличивающие число
операций, выпол-
няемых в единицу
времени), конвейеризация команд (когда
во время выпол-
нения одной
команды вторая считывается из памяти
и готовится к выполне-
нию) и параллельная
обработка при помощи процессора
сложной структуры,
состоящего из
матрицы процессоров обработки
данных и специального
управляющего
процессора, который распределяет задачи
и управляет пото-
ком данных в
системе. Компьютеры, выполняющие параллельно
несколько
программ при
помощи нескольких микропроцессоров,
получили названиемультипроцес орных
систем.
Отличительной
особенностью суперкомпьютеров являются
векторные
процессоры, оснащенные
аппаратурой для параллельного
выполнения опера-
ций с многомерными
цифровыми объектами — векторами
и матрицами. В
них встроены векторные
регистры и параллельный конвейерный
механизм
обработки. Если
на обычном процессоре программист
выполняет операции
над каждым компонентом
вектора по очереди, то на векторном
— выдаёт
сразу векторые
команды
Компьютеры фирмы
Cray Research стали классикой в области
векторно-
конвейерных суперкомпьютеров.
Существует легенда, что первый суперком-
пьютер Cray был
собран в гараже, однако этот гараж
был размером 20 х 20
метров, а платы
для нового компьютера заказывались
на лучших заводах
США.
Компьютер Cray-1,
работа над которым была закончена
в 1976 году от-
носится к классу
первых сверхвысокопроизводи ельных
векторных компью-
теров. К этому
классу относятся также машины Иллиак-IV,
STAR-100, ASC.
Производительность
Cray-1 составляла 166 Мфлоп/сек. Компьютер
был соб-
ран на интегральных
схемах. Выполнял 128 инструкций.
В состав структуры
компьютера Cray-1 входили:
1. Основная
память, объемом до 1048576 слов, разделенная
на 16 незави-
симых блоков, емкостью
64К слов каждый;
2. Регистровая
память, состоящая из пяти групп быстрых
регистров,
предназначенных
для хранения и преобразования адресов,
для хранения и
обработки векторных
величин;
3. Функциональные
модули, в состав которых входят 12 параллельно
ра-
ботающих устройств,
служащих для выполнения арифметических
и логиче-
ских операций
над адресами, скалярными и векторными
величинами.
Двенадцать функциональных
устройств машины Cray-1, играющие роль
арифметико-логически
преобразователей, не имеют непосредственной
связи
с основной памятью.
Так же как и в машинах семейства
CDC-6000, они име-
ют доступ только
к быстрым операционным регистрам,
из которых выбира-
ются операнды
и в которые записываются результаты
выполнения операций;
4. Устройство,
выполняющее функции управления параллельной
рабо-
той модулей, блоков
и устройств центрального процессора;
5. 24 канала
ввода-вывода, организованные в 6 групп
с максимальной
пропускной способностью
5000 слов в секунду (2 млн. байт в сек.);
6. Три группы
операционных регистров, непосредственно
связанных с
арифметико-логически и
устройствами, называются основными. К
ним от-
носятся восемь
А-регистров, состоящих из 24 разрядов
каждый. А-регистры
связаны с двумя
функциональными модулями, выполняющими
сложение
(вычитание) и
умножение целых чисел. Эти
операции используются главным
образом для
преобразования адресов, их базирования
и индексирования. Они
также используются
для организации счетчиков циклов.
В ряде случаев А-
регистры используются
для выполнения арифметических операций
над це-
лыми числами.
До середины
80-х годов в списке крупнейших
производителей супер-
компьютеров в
мире были фирмы Sperry Univac и Burroughs. Первая
извест-
на, в частности,
своими мэйнфреймами UNIVAC-1108 и UNIVAC-1110, ко-
торые широко использовались
в университетах и государственных
организа-
циях.
После слияния Sperry
Univac и Burroughs объединенная фирма UNISYS
продолжала поддерживать
обе линии мэйнфреймов с сохранением
совмести-
мости снизу
вверх в каждой. Это является ярким
свидетельством непрелож-
ного правила,
поддерживавшего развитие мэйнфреймов
- сохранение работо-
способности ранее
разработанного программного обеспечения.
В мире суперкомпьютеров
известна и компания Intel. Многопроцессор-
ные компьютеры
Paragon фирмы Intel в семействе многопроцессорных
струк-
тур с распределенной
памятью стали такой же классикой,
как компьютеры
фирмы Cray Research в
области векторно-конвейерных суперкомпьютеров.
Заключение
Человечество
научилось пользоваться простейшими
счётными приспособлениями тысячи лет
назад. Наиболее востребованной оказалась
необходимость определять количество
предметов, используемых в меновой
торговле. Одним из самых простых
решений было использование весового
эквивалента меняемого предмета,
что не требовало точного пересчёта
количества его составляющих. Для
этих целей использовались простейшие
балансирные весы, которые стали,
таким образом, одним из первых устройств
для количественного определения
массы.
В наше
время трудно представить себе, что
без компьютеров можно обойтись.
А ведь не так давно, до начала 70-х
годов вычислительные машины были доступны
весьма ограниченному кругу специалистов,
а их применение, как правило, оставалось
окутанным завесой секретности
и мало известным широкой публике.
Однако в 1971 году произошло событие,
которое в корне изменило ситуацию
и с фантастической скоростью
превратило компьютер в повседневный
рабочий инструмент десятков миллионов
людей. В том, вне всякого сомнения
знаменательном году еще почти никому
не известная фирма Intel из небольшого
американского городка с красивым
названием Санта-Клара (шт. Калифорния),
выпустила первый микропроцессор. Именно
ему мы обязаны появлением нового
класса вычислительных систем – персональных
компьютеров, которыми теперь пользуются,
по существу, все, от учащихся начальных
классов и бухгалтеров до ученых
и инженеров.
В конце
XX века невозможно представить себе
жизнь без персонального компьютера.
Компьютер прочно вошел в нашу
жизнь, став главным помощником человека.
На сегодняшний день в мире существует
множество компьютеров различных
фирм, различных групп сложности,
назначения и поколений. и т.д.................
