XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Введение. У компьютера есть свои плюсы и минусы которые человек сам для себя их определяет. Компьютер­­-это величайшее изобретение человечества. Люди создали универсальную машину, с помощью которой можно делать разные дела: читать, смотреть кино, рисовать, печатать, чертить, считать, находить полезную информацию, создавать мультфильмы и видеоролики.

Актуальность данной темы Компьютеры используется практически во всех сферах деятельности человека. В настоящее время круг задач, требующих для своего решения применения мощных ЭВМ

Обьект исследования: ЭВМ

Предмет исследования: Компьютер

Цель: Изучить эволюцию компьютеров

Задачи:

1.Понять работу компьютера

2.Изучить составляющее ЭВМ

3.Подробно разобрать каждое поколение ЭВМ

Метод исследования: Теоретический

Работа состоит из введение,6 пунктов, заключения.

Во введении рассматривается функционал компьютера.

Основная часть. Многие столетия люди пытаются создать различные приспособления для облегчения вычисления. В истории развития компьютеров и компьютерных технологий стало определением дальнейшей эволюции человека [1]. Впервые трактовка слова компьютер появилась в 1897 году в Оксфордском словаре английского языка. Его составители тогда понимали компьютер как механическое вычислительное устройство. В 1946 году словарь пополнился дополнениями, позволяющими разделить понятие цифрового, аналогового, электронного компьютера [2]. К 30-м годам xx века получила большое развитие релейная автоматика, которая позволяла кодировать информацию в двоичном виде. В процессе работы релейной машины происходят переключения тысяч реле из одного состояния в другое [3]. В первой половине XX века бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы. Электронные лампы стали технической основой для первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ) [3]. Электронная лампа – это прибор, работа которого осуществляется за счет изменения потока электронов, двигающихся в вакууме от катода к аноду [4]. Первая ЭВМ на электронных лампах была создана в США и называлась ENIAC [3]. Она оказала существенное влияние на развитие вычислительной техники. Первые ЭВМ использовали в качестве запоминающего устройства – статические триггеры на ламповых триодах. Для запоминания одного двоичного разряда требовалось два триода, при этом для сохранения информации они должны были непрерывно потреблять энергию. В результате, запоминающее устройство было крайне громоздким, дорогим и ненадежным. В 1944 году начал разрабатываться новый тип запоминающих устройств, основанный на использовании ультразвуковых ртутных линий задержки. Идея была заимствована из устройства уменьшения помех от неподвижных предметов и земли, разработанного для радаров во время Второй Мировой Войны. Ртуть использовалась, потому что её удельное акустическое сопротивление почти равно акустическому сопротивлению пьезокристаллов ,что способствовало уменьшению энергетических потерь при передаче сигнала от кристалла к ртути и обратно. Но этой скорости не хватало и требовалась новая, более быстрая память для продолжения развития ЭВМ. Вскоре, после создания первой ЭВМ на ультразвуковых ртутных линиях задержки, начались работы по исследованию нового типа памяти, использующего электронно-лучевые трубки, представляющие собой модификацию осциллографических трубок. Впервые, способ хранения данных с помощью электронно-лучевых трубок был разработан в 1946 году Фредериком Уильямсом.

Переход на новую элементную базу оказался неизбежным, так как рост производительности и надежность ЭВМ первого поколения достигли своего максимума. Таким образом, основой ЭВМ второго поколения стало использование новой элементной базы - полупроводниковых транзисторов (триодов), составляющих основную часть конструкции ЭВМ. Первый действующий транзистор был биполярным, и создали его в 1947 году ведущие специалисты Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн. Таким образом, основой ЭВМ второго поколения стали биполярные транзисторы, представляющие собой три последовательно расположенные слоя полупроводников: эмиттера, базы и коллектора. Переход на полупроводниковые элементы улучшело качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энероёмкими. Вместе с заменой ламп на транзисторы и усовершенствовалась элементная база хранения информации. Для хранения информации стали применять не только перфоленты и перфокарты, но и магнитную ленту. Что значительно ускорило ввод-вывод информации в машину. К началу 60-х годов стали применять накопители на магнитных дисках. Что еще значительнее ускорило обработку информации. В это же время были разработаны алгоритмические языки высокого уровня, такие как Алгол, Кобол, Фортрон, которые позволили составлять программы, не учитывая тип машины [5].

Бурно развивающаяся авиация, космическая техника и другие области науки и техники требовали миниатюрных, надежных и быстрых вычислительных устройств. Новый прорыв в производительности, надежности и миниатюризации позволила сделать технология интегральных схем, ознаменовавшая собой переход на третье поколение ЭВМ [13]. Иногда интегральную схему называют – микросхемой или чипом. Эти чипы навсегда изменили образ вычислительных машин. В компьютерах третьего поколения, одна интегральная схема могла заменить до тысячи транзисторов и других базовых элементов. Для массового производства таких микросхем начали создавать отдельные производственные лини. Качество конечного продукта было достигнуто не сразу. Размер чипа может составлять несколько миллиметров. А размеры элементов измеряются в микронах. Такое достижение в области миниатюризации дало возможность создавать компьютеры, размер которых был как письменный стол. Не нужны были отдельные помещения и целые залы. Память ЭВМ этого поколения значительно возросла. В качестве внешней памяти стали применять магнитные диски.Одно из наиболее важных отличай второго и третьего поколения это появление открытой архитектуры ЭВМ. Открытые архивы позволяли легко ремонтировать заменять комплектующие. Самое главное, одни комплектующие могут подходить к разным моделям ЭВМ. Появляются первые текстовые редакторы. Но широкое распространение они таки не получают. Слишком дорого использовать мини-ЭВМ вместо печатной машины. Средняя цена машины третьего поколения составляет 20-30 тыс. долларов. Что вполне под силу многим организациям. Возникает огромная потребность в прикладном программном обеспечении. Многие ЭВМ третьего поколения, как и предыдущих поколений, не совместимы между собой аппаратно и программно [6].

Новым этапом для развития ЭВМ послужили большие интегральные схемы (БИС). Стремительное развитие электроники, позволило разместить на одном кристалле тысячи полупроводников. Такая миниатюризация привела к появлению недорогих компьютеров. Именно в эти годы зародился термин «Персональный компьютер». Большая интегральная схема – усовершенствованный потомок простой интегральной схемы. Которая являлась одним из основных элементов предыдущего поколения. Однако появление БИС привело и к появлению проблем. Одна из главных это проблема теплоотвода. Чем выше степень интеграции схемы тем выше тепловыделение. Чем выше степень интеграции схем тем выше тепловыделение. Требуется постоянное охлаждение, без которого интегральная схема перегреться и сгорит [9]. ЭВМ четвертого поколения используются во всех сферах жизнедеятельности человека: в управлении технологическими процессами производства, в торговле, в инженерных расчетах, в работе справочных центров, в регулировании транспортного движения, билинговых системах, в учёбе и образовании и т.п. Компьютеры четвертого поколения сильно эволюционировали за прошедшие годы и очень сильно отличаются от своих предшественников по размерам, быстродействию, функционалу, по способам ввода/вывода информации (появилась беспроводная связь, управление голосом) и т.д. Тем не менее, это всё эволюция в рамках технологии интегральных схем [10]. Вычислительная мощность этой машины, для четвертого поколения, была очень велика. Он имел порядка 64 мегабайт оперативной памяти, мог выполнять до 5 миллионов операций, с плавающей точкой, в секунду [11].

Широкомасштабная правительственная программа в Япония по развитию компьютерной индустрии и искусственного интеллекта была предпринята в 1980-е годы. Целью программы было создание «эпохального компьютера» с производительностью суперкомпьютера и мощными функциями искусственного интеллекта. Около 500 млн.долларов было потрачено. Программа закончилась провалом, так как не опиралась на чёткие научные методики, более того, даже её промежуточные цели оказались недостижимы [2]. Одним из способов повышения производительности ЭВМ пятого поколения это реализация программных решений на аппаратном уровне. Научные достижения в области искусственного интеллекта. Однако реализация проекта «компьютер пятого поколения» оказалось сложнее чем предполагалась изначально и не осуществима за десять лет. «Пролог» был выбран как язык программирования для ЭВМ пятого поколения. В начале проекта «пятое поколение ЭВМ» планировали полный переход на логические языки программирования типа «Пролог».но они себя неопровдали. Главная идея была в том, чтобы система самообучалась. Система доходила до своего пика, а затем падала [9]. ЭВМ и вычислительные системы пятого поколения обладают высокой производительностью, компактностью и низкой стоимостью (эти характеристики улучшаются в каждом следующем поколении ЭВМ). Основная особенность ЭВМ пятого поколения состоит в их высокой интеллектуальности, обеспечивающей возможность общения человека с ЭВМ на естественном языке, способности ЭВМ к обучению и т.д. Быстродействие ЭВМ пятого поколения достигает десятков и сотен миллиардов операций в секунду, они обладают памятью в сотни мегабайт и строятся на сверхбольших БИС [13].

Заключение. Появление компьютера является одним из самых важных открытий человечества. С помощью компьютера можно совершать множество операций одновременно. Она проникла во все сферы экономики и народного хозяйства: промышленность, управление, банковское дело, торговлю и т.п. Повышение уровня образования так же тесно связано с использованием компьютеров.Благодаря разнообразию программного и аппаратного обеспечения сегодня возможно использование всех потенциальных возможностей компьютерных технологий. Он позволяет хранить огромное количество информации, занимая при этом минимальное место. Также компьютерные технологии позволяют быстро эту информацию обрабатывать и держать ее в защищенном виде.

Литература

https://www.e-reading.club/chapter.php/97791/12/Kozlova_-_Informatika__konspekt_lekciii.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80

http://osvoenie-pk.ru/ustr_istoria.htm

http://all-ht.ru/inf/history/p_3_0.html

http://all-ht.ru/inf/history/p_4_0.html

http://chernykh.net/content/view/230/245/

http://komp-it.narod.ru/2.htm

http://all-ht.ru/inf/history/p_4_0.html

http://komp-it.narod.ru/4.htm?afor

http://fromatoc.mosedu.ru/chetvertoe_pokolenie.php

http://komp-it.narod.ru/4.htm?afor

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82% D0%B5%D1%80%D1%8B_%D0%BF%D1%8F%D1%82%D0%BE%D0%B3%BD%D0%B8%D1%8F

http://informat444.narod.ru/museum/1_17_4_5.htm

Код для цитирования: Скопировать