На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Развитие технологических основ информатики

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 19.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 5. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):



 
 
 
 
 
 
 
Реферат
по дисциплине История отраслей наук
на тему Развитие технологических основ информатики
 
 
 
 
                                                                                   
 
 
 
 
 
 
 
2007 год


Содержание
 
Введение
1. Миниатюризация элементов на протяжении всей истории вычислительной техники – от первых счетных приборов до современных ЭВМ.
2. Полупроводниковые интегральные схемы – технологическая основа развития информатики со второй половины XX века до наших дней.
3. Закон Мура
4. Первое десятилетие XXI в. Возможности технологии интегральных схем и проекты в области информатики, находящейся в стадии реализации.
Заключение
Литература

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Введение

Развитие человеческого общества привело к потребности счета. Первый прибор, которым воспользовался человек для облегчения счета, были пальцы на его руках. Со счетом на пальцах связано появление десятичной системы счисления. Затем стали использоваться деревянные палочки (бирки), кости, камни, узелки, четки — своеобразные бусы.
Но на этом человек не остановился, возрастающие потребности в обработке различной информации, способствовали развитию науки и техники в области информатики.
Данная работа рассматривает этапы развития технологических основ информатики – от первых счетных приборов до современных электронно-вычислительных машин, а также будущие проекты информационных технологий.
 
 
 
 


1. Миниатюризация элементов на протяжении всей истории вычислительной техники – от первых счетных приборов до современных ЭВМ.

Потребность в вычислениях возникла у человека давно. А по мере роста потребностей и задач, которые ставило перед собой человечество, росло значение и необходимость вычислений. Эта необходимость и заставила искать пути механизации счета.
Стремительное развитие цифровой вычислительной техники (ВТ) и становление науки о принципах ее построения и проектирования началось в 40-х годах нашего века, когда технической базой ВТ стала электроника, затем микроэлектроника, а основой для развития архитектуры компьютеров (электронных вычислительных машин ЭВМ) – достижения в области искусственного интеллекта.
До этого времени в течение почти 500 лет цифровая вычислительная техника сводилась к простейшим устройствам для выполнения арифметических операций над числами. Основой практически всех изобретенных за 5 столетий устройств было зубчатое колесо, рассчитанное на фиксацию 10 цифр десятичной системы счисления.
Первый в мире эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего устройства на основе колес с десятью зубцами принадлежит Леонардо да Винчи. Он был сделан в одном из его дневников (ученый начал вести дневник еще в 1492 г.).
В 1623 г. немецкий ученый Вильгельм Шиккард предложил свое решение той же задачи на базе шестиразрядного десятичного вычислителя, состоявшего также из зубчатых колес, рассчитанного на выполнение сложения, вычитания, а также табличного умножения и деления. Оба изобретения были обнаружены только в наше время и оба остались только на бумаге.
Первым механическим цифровым вычислительным устройством, реально осуществленным и ставшим известным, стала "паскалина" великого французского ученого Блеза Паскаля (- 6-ти (или 8-ми) разрядное устройство, на зубчатых колесах, рассчитанное на суммирование и вычитание десятичных чисел (1642 г.)).
Для выполнения арифметических операций Паскаль заменил поступательное перемещение костяшек в абаковидных инструментах (доска с вертикальными прорезями, по которым передвигали какие-нибудь предметы) на вращательное движение оси (колеса), так что в его машине сложению чисел соответствовало сложение пропорциональных им углов. Машина Паскаля была практически первым суммирующим механизмом, построенным на совершенно новом принципе, при котором считают колеса.
Труды Паскаля оказали заметное влияние на весь дальнейший ход развития вычислительной техники. Они послужили основой для создания большого количества всевозможных систем суммирующих машин.
Через 30 лет после "Паскалины" в 1673 г. появился "арифметический прибор" Готфрида Вильгельма Лейбница – двенадцатиразрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление, для чего, в дополнение к зубчатым колесам использовался ступенчатый валик.
О машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы. В цифровых электронных вычислительных машинах, появившихся более двух веков спустя, устройство, выполняющее арифметические операции (те же самые, что и "арифметический прибор" Лейбница), получило название арифметического. Позднее, по мере добавления ряда логических действий, его стали называть арифметико-логическим.
Оно стало основным устройством современных компьютеров. Таким образом, два гения XVII века, установили первые вехи в истории развития цифровой вычислительной техники. Заслуги В.Лейбница, однако, не ограничиваются созданием "арифметического прибора". Начиная со студенческих лет и до конца жизни он занимался исследованием свойств двоичной системы счисления, ставшей в дальнейшем, основной при создании компьютеров.
В конце XVIII века во Франции были осуществлены следующие шаги, имеющие принципиальное значение для дальнейшего развития цифровой вычислительной техники – "программное" управление (с помощью перфокарт) ткацким станком, созданное Жозефом Жакардом, и технология вычислений, при ручном счете, предложенная Гаспаром де Прони, разделившего численные вычисления на три этапа:
?  разработка численного метода,
?  составление программы последовательности арифметических действий,
?  проведение собственно вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой.
Эти два новшества были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем. Он осуществил качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники – переход от ручного к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе. Им был разработан проект Аналитической машины – механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением (1830-1846 гг.). Машина включала пять устройств – арифметическое (АУ), запоминающее (ЗУ), управления, ввода, вывода (как и первые ЭВМ появившиеся 100 лет спустя). АУ строилось на основе зубчатых колес, на них же предлагалось реализовать ЗУ (на 1000-50-разрядных чисел!). Для ввода данных и программы использовались перфокарты. Предполагаемая скорость вычислений – сложение и вычитание за 1 сек, умножение и деление – за 1 мин.
Следует отметить, что в конце XIX века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные машины, данные в которые вводились с помощью перфокарт. Он основал фирму, давшую впоследствии начало известной фирме по производству вычислительной техники IBM.
К 30-м годам XX века стала очевидной связь между релейными схемами и алгеброй логики. На электромагнитных реле создавали логические схемы для вычислительных машин, оперирующих перфокартами. Эти машины могли выполнять довольно сложные арифметические действия [1].
Еще десятью годами ранее, в 1934 г. немецкий студент Конрад Цузе, работавший над дипломным проектом, решил сделать (у себя дома) цифровую вычислительную машину с программным управлением и с использованием – впервые в мире – двоичной системы счисления. В том же 1937 г., когда заработала первая в мире двоичная машина Z1, Джон Атанасов (болгарин по происхождению, живший в США) начал разрабатывать специализированный компьютер, впервые в мире применив электронные лампы (300 ламп).
Пионерами электроники оказались и англичане – в 1942-43 годах в Англии была создана (с участием Алана Тьюринга) ВМ "Колоссус". В ней было 2000 электронных ламп.
Во время второй мировой войны в 1941 году Цузе создал первую чисто релейную машину. Его машина Z3 состояла из 2600 электромагнитных реле, на которых было построено арифметическое устройство и память на 64 двоичных числа. Управлялась машина программой, задаваемой перфорированной лентой.
В 1946 г в США начала работать машина ЭНИАК, построенная Дж. В. Мочли и Д. П. Эккертом. В ней было использовано свыше 18 тыс. электронных ламп и 1.5 тыс. реле. Однако машина оставалась десятичной, а ее память составляла лишь 20 слов. Программы хранились вне оперативной памяти.
Гениальную идею Беббиджа осуществил Говард Айкен, американский ученый, создавший в 1944 г. первый в США релейно-механический компьютер. Ее основные блоки – арифметики и памяти были – исполнены на зубчатых колесах.
Если Беббидж намного опередил свое время, то Айкен, использовав все те же зубчатые колеса, в техническом плане при реализации идеи Беббиджа использовал устаревшие решения. Машина была передана Гарвардскому университету и эксплуатировалась в течении многих лет. Эта программно управляемая вычислительная машина весом 5 т. и стоимостью 500 тыс. долларов предназначалась для баллистических расчетов ВМС США.
Завершающую точку в создании первых ЭВМ поставили, почти одновременно, в 1949-52 гг. ученые Англии, Советского Союза и США (Морис Уилкс, ЭДСАК, 1949 г.; Сергей Лебедев, МЭСМ, 1951 г.; Исаак Брук, М1, 1952 г.; Джон Мочли и Преспер Эккерт, Джон фон Нейман ЭДВАК, 1952 г.), создавшие ЭВМ с хранимой в памяти программой [3].
Вообще, всю историю развития вычислительной техники можно разделить на эру простейших машин, эру радиоламп, эру транзисторов и эру интегральных схем. Но в настоящее время более распространено иное деление по периодам развития компьютерной техники – по поколениям машин. Каждому поколению свойственны определенные характеристики.
Предки нынешних машин – ЭВМ первого поколения – ламповые гиганты, вобрали в себя все премудрости электроники 40-х и начала 50-х годов нашего столетия. Жили они не очень долго – до середины 50-х годов. Выпускались же они значительно дольше и эксплуатировались вплоть до 70-х годов.
Компьютеры 40-х – 50-х годов были очень громоздкими, потому что создавались на основе электронных ламп, да и к тому же потребляли сумасшедшее количество энергии. Следует также добавить, что в среднем каждые 10 минут одна из ламп, а их число могло достигать нескольких десятков тысяч, перегорала, что делало ЭВМ очень ненадежной и малоэффективной. Такие недостатки компьютеров очень сильно мешали их распространению, потому что очень немногие организации могли позволить себе покупать ящики с дорогостоящим оборудованием и содержать группу обслуживающего персонала, да и к тому же быстродействие тогдашних компьютеров было более чем неудовлетворительным.
Первый шаг к уменьшению размеров и повышению быстродействия ЭВМ стал возможен благодаря изобретению в 1948 году полупроводниковых транзисторов. В 50-х годах прошлого века были найдены дешевые способы производства транзисторов, и к их концу годов появились компьютеры, собранные на полупроводниках. Единственным устройством компьютера, где не удалось заменить лампы, были блоки памяти, но там стали использовать схемы на основе изобретенных тогда магнитных сердечников (своего рода конденсаторов).
Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач.
В эти годы появились первые алгоритмические языки, а, следовательно, и первые системные программы – компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора.
К середине 60-х годов развитие технологии позволило создать еще более миниатюрные компьютерные устройства, и фирма Digital Equipment выпустила в 1965 году компьютер размером с холодильник, который назывался PDP-8 и стоил около 20 тысяч долларов. Но к тому времени был подготовлен еще один шаг к совершенствованию PC – были изобретены интегральные схемы [4].
До появления интегральных схем транзисторы изготовлялись по отдельности, и при сборке схем их приходилось соединять и спаивать вручную. В 1958 году Джек Кибли придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов. Годом позже Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) открыл более совершенный метод, который позволял на одной пластине создавать и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Такие электронные схемы стали называть интегральными схемами, или чипами. В дальнейшем количество элементов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, быстро увеличивалось (то есть повышалась интеграция элементов), и в 1968 году фирма Burroughs выпустила первый компьютер, основанный на интегральных схемах, а в 1970 году Intel стала продавать интегральные схемы памяти. Изобретение чипов не только привело к уменьшению габаритов устройств компьютера (а, следовательно, и размеров самих РС), но также позволило резко уменьшить их стоимость.
В том же 1970 году Маршиан Эдвард Хофф из той же Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ, то есть создал первый микропроцессор, который получил название Intel-4004. Правда, возможности этого процессора были куда скромнее, чем у большой ЭВМ, но фирма Intel в 1973 году выпустила более мощный процессор Intel-8008 (уже 8-битовый), а вскоре создала усовершенствованную его версию, Intel-8080, которая получила большую популярность и де факто стала стандартом для микропроцессорной индустрии 70-х годов.
Вначале эти процессоры, как ни странно, никакого отношения не имели к компьютерам – они в основном использовались электронщиками-любителями и в различных специализированных устройствах. Но в 1974 году объявили о создании на базе микропроцессора Intel-8008 компьютера. Годом позже на основе Intel-8080 появился Алтаир-8800 - первый компьютер, предназначенный для массового покупателя. Возможности его были очень ограничены – объем оперативной памяти составлял всего 256 байт, а клавиатура и экран отсутствовали вовсе, и пользователям, приходилось покупать недостающие устройства и ставить дополнительную память. В конце 1975 года Билл Гейтс и Полл Аллен, будущие основатели Microsoft, создали для этого компьютера интерпретатор языка Basic, что позволило относительно просто общаться с PC и писать для него программы, а это в свою очередь способствовало все большей популяризации персональных компьютеров [2].
К концу прошлого века производством компьютеров уже занялось довольно много фирм. Теперь они продавались в полной комплектации, с монитором, клавиатурой и другими периферийными устройствами. Росту популярности персональных компьютеров способствовали также появившиеся тогда прикладные программы – текстовые и табличные процессоры, программы для финансовых расчетов и так далее.
По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на поколения:
Первое поколение, 50-е годы: ЭВМ на электронных вакуумных лампах.
Второе поколение, 60-е годы: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах).
Третье поколение, 70-е годы: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе).
Четвертое поколение, 80-е годы: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном корпусе).
Пятое поколение, 90-е годы: ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
Шестое и последующие поколения; оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейтронной структурой – с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейтронных биологических систем.
Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предыдущими существенно лучшие характеристики. Так, производительность ЭВМ и емкость всех запоминающих устройств увеличивается, как правило, больше чем на порядок.

2. Полупроводниковые интегральные схемы – технологическая основа развития информатики со второй половины XX века до наших дней.

Качественное изменение ЭВМ произошло после эпохального открытия – изобретения в 1947 году Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли полевого транзистора. Применение полупроводниковых транзисторов вместо вакуумных ламп (триодов) позволило существенно уменьшить размеры и энергопотребление машин второго поколения и повысить их быстродействие и надежность.
Дальнейшее развитие компьютеров связано с использованием интегральных схем, впервые изготовленных в 1960 году американцем Робертом Нойсом. Интегральная схема – это множество, от десятков до миллионов, транзисторов, размещенных на одном кристалле полупроводника. Использование интегральных схем (компьютеры третьего поколения), больших и сверхбольших интегральных схем (четвертое поколение) привело к значительному упрощению процесса изготовления ЭВМ и увеличению их быстродействия. В 80-е годы началось изготовление персональных компьютеров, которые постепенно приобрели современный вид. Примерно тогда же появились первые мобильные компьютеры, или ноутбуки. Огромной производительности достигли многопроцессорные вычислительные комплексы — так называемые суперкомпьютеры.
Второе поколение компьютеров создавалось в период с 1955 по 1964гг. Успехи полупроводниковой технологии привели к смене элементной базы. Запоминающие устройства на магнитных сердечниках, магнитных барабанах и магнитных лентах вытеснили полностью запоминающие устройства на электронно-лучевых трубках и ртутных ультразвуковых линиях задержки, применяемых в компьютерах первого поколения, используется оперативная память на феррит-диодных ячейках.
Переход к полупроводниковой технологии позволил значительно уменьшить габариты и потребляемую компьютером мощность. Быстродействие, надежность и скорость вычислений повысились в несколько раз, транзисторный компьютер IBM 7090 позволил решать задачи в 5 раз быстрее, чем его ламповый аналог IBM 709.
Впервые идея создания интегральных схем – устройств, вмещающих в себя, как минимум, фрагменты электронных схем, начала активно обсуждаться в 1952 году в Англии. Начало этому положил эксперт по радарам Дж. Даммер (G.W.A. Dummer). В 1952 году Г.В. Даммер выдвинул идею создания монолитной полупроводниковой интегральной схемы, но только в 1962 году началось промышленное производство интегральных схем [5].
Благодаря интегральным схемам удалось значительно улучшить техни­ческие и эксплуатационные характеристики компьютеров. Быстрыми темпами развивалась технология производства больших интегральных схем. В 1971 году фирма Intel выпустила первый 4-х разрядный микропроцессор, выполненный на одном кристалле и способный выполнять набор из 45 команд, в то время его называли микропрограммным компьютером на одном кристалле.
Микропроцессор содержал 2300 транзисторов на кристалле, тактовая частота составляла 108 кГц, быстродействие 60000 оп/сек., адресуемая память 640 байт.
В 1974г. эта же фирма выпустила 8-разрядный микропроцессор 8080, выполняющий набор из 75 команд.
Технологической основой разработки полупроводниковых интегральных схем явилась планарная диффузионная технология изготовления кремниевых транзисторов.
Появление ИС означало подлинную революцию в вычислительной технике. Всего одна микросхема способна заменить тысячи, миллионы транзисторов. Один крошечный кристалл обладает значительно большими вычислительными возможностями, чем 30-тонный Эниак! Быстродействие ЭВМ третьего поколения возросло в 100 раз, а габариты значительно уменьшились.
Ко всем достоинствам ЭВМ третьего поколения добавилось еще и то, что их производство оказалось дешевле, чем производство машин второго поколения. Благодаря этому, многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения самых различных задач.
Первый экспериментальный компьютер на интегральных схемах был создан фирмой "Тексас Инструментс" по контракту с ВВС США.
Для создания компьютера использовалось 587 интегральных схем, потребляемая мощность составляла всего 16вт., вес 585 гр., занимаемый объем 100 кубических сантиметров.
Вначале для производства компьютеров использовались схемы малой интеграции. Совершенствование технологии позволило усложнить микросхемы, появились микросхемы средней интеграции (СИС)
Затем из всего многообразия микросхем были выделены функционально-полные комплекты интегральных схем, предназначенные для построения контроллеров и вычислительных машин.
Для вычислительной техники характерно использование большого коли­чества однотипных логических элементов, особенно в устройствах памяти. Технология изготовления интегральных схем памяти проще, отличается по­вторяемостью соединений, потому первыми большими интегральными схемами стали БИС памяти. БИС содержали от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч элементов на кристалле.
Компьютер IBM360, выпущенный в 1964 году, можно считать типичным универсальным компьютером третьего поколения, определившим общие черты компьютеров этого класса.
Возрастает по численности новый класс машин, класс миникомпьютеров. Структура миникомпьютера была проста, производительность некоторых миникомпьютеров достигала нескольких миллионов операций в секунду, что превышало скорость работы многих универсальных компьютеров. Представителями этого класса машин были миникомпьютеры фирмы DEC (Digital Equipment Corporation), которая выпустила в 1963 году компьютер PDP5 (Programed Data Processor 5), а в 1965 году – PDP8. Это были 8-разрядные, просто устроенные, неприхотливые и небольшие по габаритам компьютеры.
Создаются сверхпроизводительные компьютеры с конвейерной (потоковой), матричной, ассоциативной и мультипроцессорной архитектурой. Каждый тип архитектуры предназначен для решения своего типа задач, Эти компьютеры уже не являются универсальными в широком смысле слова.
В 1972 году был создан сверхпроизводительный компьютер ILIAC4 (США) с конвейерной архитектурой, включавшей 64 процессора. Это был наиболее крупный проект среди компьютеров третьего поколения. Разрабатывали компьютер сотрудники Илинойского университета во главе с Д.Слотником. Компьютер был предназначен для решения системы уравнений в частных производных при помощи итерационных разностных схем. Решение такой задачи может быть ускорено в 64 раза по сравнению с последовательным вычислением на однопроцессорном  компьютере. Максимальное быстродействие компьютера 200 млн.операций в секунду. Оперативная память была выполнена на интегральных схемах.
Четвертое поколение компьютеров создавалось на БИС средней интеграции и СБИС. Высокая степень интеграции БИС, повышенное быстродействие, высокая степень надежности, снижение стоимости, все это позволило значительно уменьшить размеры компьютеров, достигнуть быстродействия порядка сотен миллионов операций в секунду.
Появился новый класс ЭВМ – микрокомпьютеры. Процессор микроком­пьютера собирался теперь из одной или нескольких микропроцессорных БИС. Развивается производство заказных БИС, выполняющих определенные функции. Для построения микрокомпьютера стала использоваться открытая архитектура, позволяющая наращивать вычислительную мощность компьютера простым под­ключением дополнительных модулей. Дополнительно вводятся микросхемы памяти в процессор и микросхемы памяти, обеспечивающие обмен информацией между процессором и внешними устройствами (кэш первого и второго уровней). Компьютеры стали доступны по цене отдельным пользователям. Это привело к широкому производству персональных компьютеров.
Пятое поколение создано на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле.
Современные компьютеры спроектированы по принципам архитектуры Фон Неймана (Von Neumann architecture). Компьютеры 5 поколения отличаются от предыдущих главным образом широкими коммуникационными возможностями и повышением степени интеграции полупроводников элементной базы (сверхвысокая интеграция).
Компьютеры постепенно становились все более компактными, а на рынке появились карманные варианты – PDA (Personal Digital Assistant).
К шестому поколению компьютеров относятся оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейтронной структурой – с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейтронных биологических систем [7].
Альтернатива замены современных компьютеров, это создание оптических компьютеров, носителем информации в которых будет световой поток.
Проникновение оптических методов в вычислительную технику ведется по трем основным направлениям. Первое основано на использовании аналоговых интерференционных оптических вычислений для решения отдельных специальных задач, связанных с необходимостью быстрого выполнения интегральных преобразований. Второе направление связано с использованием оптических соединений для передачи сигналов на различных ступенях иерархии элементов вычислительной техники, т.е. создание чисто оптических или гибридных (оптоэлектронных) соединений вместо обычных, менее надежных, электрических соединений. При этом в конструкции компьютера появляются новые элементы – оптоэлектронные преобразователи электрических сигналов в оптические и обратно. Но самым перспективным направлением развития оптических вычислительных устройств является создание компьютера, полностью состоящего из оптических устройств обработки информации [9].
Переход к новой общественно-экономической формации постиндустриального общества выдвигаются на первый план такие технологии, как генетика и биоинженерия, нанотехнологии и нейроинформатика.
Нейроинформатика, будучи основанной на принципах и механизмах функционирования мозга, способна обеспечить как технологическое, так и информационное превосходство. Неслучайно сегодня нейрокомпьютеры занимают одно из важнейших мест среди перспективных разработок вооружения и военной техники.
Известно несколько реализаций в кристаллах нейропроцессоров различных моделей нейронных сетей. Одни работают лучше, другие хуже, но всех их объединяет одно – стремление проникнуть в тайны человеческого мозга.
В каталогах продукции фирмы Intel (которая занимает одно из передовых положений по инновационным разработкам в области нанотехнологий и нейроинформатики) особняком стоят две разработки, выполненные по заказу DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency): аналоговый нейропроцессор i80170NX и цифровой – i80160NC или Ni1000.
Нейропроцессоры являются сердцем нового поколения вычислительной техники – нейрокомпьютеров. Основой функционирования подобных машин является моделирование способов переработки информации нервной системой и головным мозгом человека [8].
Пока никто не может ответить, какой конкретно физический принцип заменит полупроводниковые технологии (биокомпьютеры, квантовые компьютеры, оптические компьютеры, неоркомпьютеры или какие-нибудь еще). Но развитие информационных технологий все равно будет продолжаться, поскольку полученные результаты важны не только для создания компьютеров новых поколений, но также и для коммуникаций и сети Internet.

3. Закон Мура

«Число транзисторов, которое можно включить в состав интегральной схемы, удваивается примерно каждые два года».
Американский компьютерный инженер и бизнесмен Гордон Эрл Мур, впоследствии один из основателей корпорации Intel, сформулировал данный «закон» 19 апреля 1965 году
40 лет назад микроэлектроника пребывала в зачаточном состоянии. Чипов тогда производилось совсем мало, в самой сложной микросхеме компании Fairchild было всего 64 транзистора, о каких-либо достоверных статистических данных в этой отрасли не приходилось и говорить. Остается лишь поражаться, как в таких обстоятельствах Гордон Мур сумел предугадать фантастические темпы развития всей отрасли на несколько десятилетий вперед и предсказать, что количество транзисторов на чипе ежегодно будет удваиваться. Более того, одновременно он сделал провидческий прогноз последствий этого, предсказав, что по мере экспоненциального увеличения числа транзисторов на микросхеме процессоры будут становиться все более дешевыми и быстродействующими, а их производство – все более массовым.
По своей сути закон Мура является не законом природы, а, скорее, эмпирическим правилом. В своей первоначальной формулировке он действовал до 1975 года, когда, выступая на конференции "International Electron Devices Meeting", Гордон Мур внес в него коррективы, высказав предположение, что при производстве все более сложных чипов удвоение числа транзисторов будет происходить каждые два года (Таблица 1) [6].
Почему столь простая формулировка закона развития микроэлектроники вот уже сорок лет на все лады цитируется во всем мире, став своеобразным фетишем для тех, кто работает на рынке информационных технологий? И почему закон Мура стал настолько универсальным, что его без колебаний применяют при прогнозировании роста Интернета и пропускной способности каналов связи, для предсказания увеличения емкости жестких дисков и многого другого?
 
Таблица 1

и т.д.................


Микропроцессор
Год выпуска
Число транзисторов
4004
1971

Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.