<<
>>

ТЕХНИЧЕСКАЯ ОСНОВА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПК

На протяжении всей своей истории человек сталкивался с необходимостью производить различные вычисления. В зависимости от уровня развития человеческой мысли инструментом, позволяющим производить вычисления, выступали сначала различные подручные материалы (камни, палочки и т.д.).

Приблизительно 1500 лет назад для производства расчетов человек изобрел счеты. До середины XV в. они оставались единственным «средством малой механизации» вычислений. В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство, механически складывающее числа, а Г.Ф. Лейбниц сконструировал арифмометр, позволявший выполнять четыре арифметических действия. Это в значительной степени ускорило процесс вычисления, но эта машина не могла работать без непосредственного участия человека: выбор последовательности действий и запись результатов оставались за человеком.

В первой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж предпринял попытку создать аналитическую машину — универсальное вычислительное устройство, которое могло бы выполнять вычисления без участия человека. По его задумке машина должна была выполнять программы (определенные последовательности инструкций), вводимые с перфокарт, и уметь хранить промежуточные результаты.

Разработанные Бэббиджем основные идеи были воплощены в реальность лишь в 40-х годах XX в. американцем Говардом Эйкеном и немецким инженером Конрадом Цузе. К. Цузе в 1941 г., а Г. Эйкен в 1943 г. независимо друг от друга создали аналитическую машину, работавшую на электромеханических реле. Эйкен занимался изготовлением своей машины на одном из предприятий фирмы IBMx и назвал ее «Марк-1».

Работа над более совершенной машиной — ENIAC[7] [8] — проводилась группой специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта (США). Машина состояла из 1500 реле и 20 тыс. электронных ламп и имела производительность в тысячу раз более высокую, чем ее предшественница: она выполняла около 5 тыс.

сложений в секунду или свыше 300 умножений многознач-

пых чисел. Однако в силу несовершенства оборудования до 10% электронных ламп выходило из строя и подлежало замене ежеме- сично, а для задания программы приходилось каждый раз подключать соответствующим образом провода. Этот процесс в зависимости от сложности программы мог занимать от нескольких часов до нескольких дней. При этом машина была достаточно громоздка и требовала большого количества обслуживающего персонала.

На повестку дня встал вопрос о создании машины, которая хранила бы программу в своей памяти. В 1945 г. к этой работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который сформулировал общие принципы устройства и работы универсальных вычислительных машин — компьютеров.

Согласно докладу фон Неймана, разосланному многим ученым и получившему широкую огласку, основными принципами функционирования компьютеров были:

• возможность ввода программы в память компьютера;

• считывание первой команды программы из ячейки памяти и организация ее выполнения1;

• организация управления последовательностью выполнения последующих команд в любой очередности, что позволяло многократно использовать одни и те же последовательности команд в программе (организовывать циклы) или выполнять различные последовательности команд в зависимости от выполнения каких-либо условий (разветвление программы).

Для реализации этих принципов компьютер должен был быть

снабжен:

• внешним устройством для ввода-вывода информации;

• арифметико-логическим устройством для выполнения арифметических и логических операций;

• устройством управления для организации процесса выполнения программ;

• запоминающим устройством (памятью)[9] [10] для хранения программ и данных.

Общая схема организации связей между устройствами компьютера представлена на рис. 1.2.1. Одинарными линиями указаны управляющие связи, двойными — информационные.

Рис.

1.2.1. Схема связей между устройствами компьютера

Первый компьютер, в котором были реализованы принципы фон Неймана, создал английский исследователь Морис Уилкинс в 1949 г. Первый отечественный компьютер был создан в 1951 г. под руководством академика CA. Лебедева.

Следующей вехой (середина 1950-х годов) в развитии компьютерной мысли стало использование полупроводниковой элементной базы — транзисторов и диодов. Их применение совместно с усовершенствованными резисторами и конденсаторами позволило резко снизить потребление электроэнергии и сократить габариты машины. Быстродействие компьютера достигло отметки в 1 млн операций в секунду.

В дальнейшем единицами измерения быстродействия были приняты:

• KOPS (Kilo Operations Per Second) -— тысяча усредненных операций над числом;

• MIPS (Mega Instruction Per Second) — миллион операций над числами с фиксированной точкой;

• MFLOPS (Mega FLoating Operations Per Second) — миллион операций над числами с плавающей точкой;

• GFLOPS (Giga FLoating Operations Per Second) — миллиард операций над числами с плавающей точкой.

В 1965 г. в США была создана новая модификация компьютера, элементную базу которой составила интегральная схема, объединившая в себе функции арифметико-логического устройства и устройства управления и получившая название «центральный процессор».

Дальней 11 ice совершенствование компьютеров происходило на фоне уменьшения размеров и наращивания надежности и быстродействия.

Начало 1970-х годов ознаменовалось появлением разработанных фирмой Intel больших интегральных схем (БИС), которые взяли на себя функции центрального процессора. Впоследствии БИС стали именоваться микропроцессорами. Первый микропроцессор Intel 4004 был четырехразрядным, т.е. размер слова этого микропроцессора составлял четыре бита. Бит — единица информации в компьютере, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Как правило, работа происходит не с одним битом, а с восемью. Восемь последовательных битов составляют один байт.

В 1972 г. был выпущен 8-разрядный микропроцессор Intel 8008, ни базе которого в 1973 г. Троунг Тронг Ти (Франция) создал первую персональную ЭВМ.

Первый серийный компьютер Altair 8800 был сконструирован фирмой MITSInc. в 1975 г. на базе разработанного в 1974 г. 8-разрядного микропроцессора Intel 8080. В конце 1975 г. будущие основатели фирмы Microsoft Пол Аллен и Билл Гейтс создали для нею интерпретатор языка BASIC, что позволило пользователям Jiei KO писать для него программы. Размер оперативной памяти составлял 64 Кбайт.

К 1978 г. производством персональных компьютеров занимались уже несколько фирм. Лидерство в производстве и внедрении персональных ЭВМ захватили американские фирмы Commodor Business Machines и Apple Computers.

В 1979 г. на фирме IBM создается специализированное подразделение по производству персональных компьютеров (ПК). В качестве основного микропроцессора был выбран новейший для того времени 16-разрядный микропроцессор Intel 8088. Это позволило расширить размер используемой оперативной памяти до 1 Мбайта. В августе 1981 г. был официально представлен персональный компьютер IBM PC, который вскоре занял ведущее место на рынке персональных компьютеров и стал фактически стандартом ПК.

Дальнейшее совершенствование ПК происходило за счет использования заложенного в первых ПК семейства IBM PC принципа открытой архитектуры[11] — на основной электронной плате компьютера размещаются только те блоки, которые обеспечивают обработку информации. Схемы, управляющие монитором, принтером, дисками и т.д., реализовывались на отдельных платах, вставлявшихся в специальные разъемы (слоты) на системной плате.

Первым компьютером, снабженным встроенным жестким диском, стал выпущенный в 1983 г. компьютер IBM PC XT. Создание нового микропроцессора Intel-80286 привело к появлению в 1985 г. модели IBM PC AT с производительностью, в 4 раза превышающей возможности своего предшественника.

C этого времени наибольшее влияние на развитие компьютеров типа IBM PC стали оказывать Intel как производитель «мозга» — микропроцессоров и Microsoft — как основной разработчик программного обеспечения.

Менее чем за 20 лет возможности ПК изменились до неузнаваемости. Фирма Intel разработала за это время более десятка новых микропроцессоров и их модификаций (80386, 80386SX, 80486,80486DX, 80486DX2, Pentium, PentiumMMX, Pentium II и пр.), что позволило довести скорость обработки информации от 4,77 МГц[12] (модель IBM PC XT) до 2 ГГц (модель Pentium IV).

Размер оперативной памяти ПК вырос с 64 Кбайт до более чем 1 Гбайт. Емкость винчестера (жесткого диска) в настоящее время достигает десятков Гбайт. Для сравнения: емкость диска IBM PC XT составляла 20 Мбайт. На диске емкостью в 10 Мбайт можно хранить около 4 млн страниц машинописного текста.

Таким образом, в истории создания электронно-вычислительных машин можно выделить шесть этапов, или шесть поколений компьютеров:

• 1-е поколение (50-е годы XX в.) — ЭВМ на электронных вакуумных лампах;

• 2-е поколение (60-е годы) — ЭВМ на транзисторах (дискретных полупроводниковых приборах);

• 3-є поколение (70-е годы) — ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах;

• 4-е поколение (80-е годы) — ЭВМ на микропроцессорах (больших и сверхбольших интегральных схемах);

• 5-е поколение (90-е годы) — многопроцессорные ЭВМ;

• 6-е поколение — оптоэлектронные ЭВМ с нейронной структурой (распределенной сетью большого числа микропроцессоре)», моделирующей архитектуру биологических нейронных систем) и массовым параллелизмом.

<< | >>
Источник: В.М. Maтюшка. Информатика для экономистов: Учебник / Под общ. ред. В.М. Maтюшка. - M.: ИНФРА-М,2007. - 880 с.. 2007

Еще по теме ТЕХНИЧЕСКАЯ ОСНОВА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПК:

  1. 4.3. Формирование новых возможностей потребления на основе информационных технологий
  2. 22.3. Принципиальная схема технологического процесса на складе
  3. 6.1. Балансовый метод. Принципиальная схема межпродуктового баланса
  4. 2. Принципиальная логическая схема разработки системы межгосударственного макроэкономического регулирование в Содружестве
  5. 4. Нарушение порядка применения информационных технологий: информационная война, информационное оружие
  6. 2.5. Этапы предварительного планирования инвестиционной деятельности, принципиальная схема инвестиционного процесса.
  7. Развитие информационных технологий и эволюция подходов к построению информационной инфраструктуры управления организаций
  8. 5.4. Краткосрочное кредитование. Принципиальная схема кредитования
  9. «Новая информационная технология технология» (НИТ)
  10. 10.1.Общее понятие и критерии оценки  научно - технического потенциала. Расходы на НИОКР. Современные тенденции научно - технического прогресса. Научно - технический потенциал как основа экономического  роста.
  11. 2, Тенденции информационных технологий
  12. 1. Порядок создания информационных технологий
- Информатика для экономистов - Антимонопольное право - Бухгалтерский учет и контроль - Бюджетна система України - Бюджетная система России - ВЭД РФ - Господарче право України - Государственное регулирование экономики в России - Державне регулювання економіки в Україні - ЗЕД України - Инновации - Институциональная экономика - История экономических учений - Коммерческая деятельность предприятия - Контроль и ревизия в России - Контроль і ревізія в Україні - Кризисная экономика - Лизинг - Логистика - Математические методы в экономике - Микроэкономика - Мировая экономика - Муніципальне та державне управління в Україні - Налоговое право - Организация производства - Основы экономики - Политическая экономия - Региональная и национальная экономика - Страховое дело - Теория управления экономическими системами - Управление инновациями - Философия экономики - Ценообразование - Экономика и управление народным хозяйством - Экономика отрасли - Экономика предприятия - Экономика природопользования - Экономика труда - Экономическая безопасность - Экономическая география - Экономическая демография - Экономическая статистика - Экономическая теория и история - Экономический анализ -