Компьютердің даму тарихы. Компьютердің даму кезеңдері

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Жоспары:

Компьютердің даму тарихы
Компьютердің даму кезеңдері
Пайдаланған әдебиеттер

Компьютердің даму тарихы

Төрт арифметикалық амалдарлы автоматты түрде орындайтын бірінші машина XVII ғасырда пайда болды. 1623 жылы сандарды қосып не азайтып қана қоймай, оларды кейде көбейтіп және бөле алатындай машинаны өнертапқыш Вильгельм Шиккард жасап шығарды. 1642 жылы француздың философы және ғалымы Блез паскаль кеңсенің есептерін механикалық тұрғыдан есептеуге арналған арифмометр жасады. 1674 жылы немістің философы және математигі Готфрид Лейбниц Паскаль машинасының мүмкіндігін кеңейтті. Ол жасаған "Лейбництің тісті дөңгелегі" деп аталатын машинасы екілік санау жүйесінде көбейту, бөлу және түбір табу амалдарын орындайтын еді. XIX ғасырда ағылшын математигі Ч. Бэббидж "Аналитикалық машина" деп аталатын программаланатын автоматты есептеу құрылғысының нұсқасын жасады. Программалар кодталып перфокарталарға түсірілді. Бұл әдісті Бэббидж тоқыма станоктарындағы амалдарды бақылауға алғаш пайдаланған француз өнертапқышы Ж. Жаккардтан алды. Бэббидждің ойынша бұл командалар жұбын және мәліметтерден тұратын топтарын бірте-бірте енгізгенде автоматты түрде әр түрлі есептеулер орындауы тиіс еді. Картадағы тесіктердің орналасу тәртібін және карталардың келу ретін өзгертіп, есептеу ретін өзгертуге болатын еді (басқаруды шартты түрде беру идеясы!) . Жобаның меценаты (қамқоршысы) - белгілі ақын Джорж Байронның қызы графиня Ада Лавлейс (Ada Lovelace) осы "аналитикалық машинаның" программисті болды. Ондық жүйенің орнына екілік жүйені қолдану қажеттілігіне Бэббидждің көзін жеткізген сол Ада Лавлейс болды. Ол осы күнге дейін көкейтесті болып келетін программалаудың негізгі принциптерін жасады. Оның құрметіне 1979 жылы жасап шығарған алгоритмдік тіл Ada - деп аталды. ХІХ ғасырдың екінші жартысында Герман Холлерит перфокарталарды сұрыптауға және санауға арналған бірінші электромеханикалық машинаны жасап шығарды. Табулятор деп аталатын бұл машина реледен, санағыштан және сұрыптаушы жәшіктен тұрды. Бұл машина 1890 жылы Америкада тұрғындардың санағын өңдеуге қолданылды. Холлерит 1896 жылы әйгілі IBM фирмасының негізі болатын фирманы ашты.

Екінші дүниежүзілік соғыс есептеу құрылғыларын және оларды өндіру технологиясын жетілдіруге дем берді. 1944 жылы Говард Айкен IBM-нің бір топ зерттеушілері релелік логикалық элементтерге негізделген электрлік есептеуіш машинасын жасады. 1943 жылдан 1946 жылға дейін Пенсильвания қаласындағы (АҚШ) университетте ENIAK деп аталатын түгелімен бірінші электронды - цифрлық ЭЕМ құрастырылды. Машина 30 тонна тартты, 200 кв. м. жерді алып жатты, 18 мың лампадан тұрды. Оның жұмыс істеуінде ондық жүйе қолданылды. Программадағы командалар қолмен енгізілді; программаны енгізгеннен кейін орындалу тәртібі тек бүкіл программа орындалып болғаннан кейін ғана өзгертуге болатын еді. Әрбір жаңа программа ажыратқыштарды және алынып-салынатын коммуникацияларды орнату арқылы жүзеге асатын жаңа сигналдар комбинациясын қажет етті.

Нәтижесінде ең қарапайым программаны құрып, орындау үшін өте көп уақыт қажет болды. ENIAK машинасында программалаудағы қиындықтар осы жобаның бұрынғы консультанты Джон фон Нейманның (1903-1957) ЭЕМ архитектурасын жасаудың жаңа принциптерін жасауына түрткі болды. Ол программаны, басқару командаларының тізбегін ЭЕМ-нің жадысында сақтауды ұсынды. Өз баяндамасында фон Нейман компьютердің бес базалық элементін атап көрсетті: арифметикалы-логикалық құрылғы (АЛҚ), басқару құрылғысы (БҚ), есте сақтау құрылғысы (ЕСҚ), ақпаратты енгізу және шығару құрылғылары. ЭЕМ-нің осы құрлысын фон Нейман архитектурасы деп атау келісілген. Бұл принциптер жаңа EDVAC ЭЕМ-де жасалды. Мұнда екілік арифметика қолданылды, негізгі жады 102444 - разрядты сөзді сақтай алатын болды. Бұл ЭЕМ 1951 жылы пайдалануға берілді. ЭЕМ-нің буындары түсінігі есептеуіш машиналарының даму тарихымен тығыз байланысты, яғни қолданылатын элементтік базасы бойынша анықталады.

Компьютердің даму кезеңдері

Шыққан компьютерлер буынға бөлінеді. Қазір компьютерлердің алты буыны белгілі деп айтуға болады. Жалпы, компьютерді буынға бөлу шарты, ол негізінен компьютерлердің элеменnтер базасының өзгеруіне, өзінің құрамына кіретін құрылғылардың түрлері мен қасиеттерінің өзгеруіне және компьютерлер арқылы шығарылатын есептердің жаңа (сандық емес) топтарының пайда болуына тәуелді.

Компьютердің бірінші кезеңі (1949-1958ж. )

1949ж. Морис Уилкс (Англия) алғашқы EDVAC компьютерін жасады. Бұл жадында сақталған бағдарламалары бар әмбебап ЭЕМ цифрлық электрондық есептеуіш әмбебап машиналарының алғашқы буындарына жол салды.

XX-ғасырдың 40-50 жылдары ЭЕМ өте үлкен және қарапайым болды. . Элементтік база ретінде электрондық шамдар мен реле қолданылды: жедел (оперативтік) жад триггерлерде, кейін ферриттік жүрекшелерде; шапшаңдығы - секундына 5-30 мың арифметикалық амалдар болды.

1959 жылға шейін шығарылған электронды лампалық машиналар, жылдамдықтары ондаған мың а/с., разрядтылығы 31-34 бит, жедел жадыларының көлемі 1-4 кб, амалдардың жұмыс ырғағы қатал тізбекті, яғни, келесі орындалатын амал ағымдағы амалдың орындалуы толық біткеннен соң ғана басталады, енгізу/шығару амалдары орындалып тұрғанда орталық процессор тоқтап тұрады. Программа негізінен машиналық тілде қолмен жазылып орындалады. Жұмыс істеу режімі ашық болды, яғни, әрбір программалаушы басқару тетігінде өзі отырып программасын енгізіп жұмыс істетті. Негізінен сандық шамалармен байланысты есептер шығарылады, символдық шамаларды пайдалану жоқ болды. Стандартты программалар жасала бастады Мұндай ЭЕМ-дер үшін бағраламалар машиналық кодтарда жүргізіледі, кейінірек автокодтар мен ассемблер пайда болды. Бұл ЭЕМ ғылыми-техникалық есептеулер жүргізу үшін қолданылды. Осы типті машиналарға EDSAC, ENIAC, UNIVAC, БЭСМ, Урал жатады.

Компьютердің екінші кезеңі.

1948ж. - транзистор ойлап табылды және 50-ші жылдардың екінші жартысында транзисторлы ЭЕМ-дер пайда болды.

1959ж., - АҚШ-та екінші буынның RCA-501 ЭЕМ-і құрылды

1960ж., - IBM 7090 LARC

1961ж., - Stretsh

1962ж., - ATLAS

Ал ССРО-да 2-ші буынның ЭЕМ-дері: РАЗДАН, НАИРИ, МИР, МИНСК, Урал-11, М-220, БЭСМ-4, М-4000 сияқты машиналар шығарылды.

2-ші буынның ЭЕМ-і транзисторлы (жартылай өткізгіштер) элементтік базасымен, өте кішкене ферриттік жүрекшелері бар жедел жадымен 512 Кбайт көлемімен секундына 3 амал өнімділігімен сипатталады. Олар функционал операциялар (бөлінген уақыт режимі) мен мульти-бағдарламалар режимін біріктіруді, яғни орталық процессор мен енгізу-шығару арналарының қатар жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. 1968 жылға шейін шығарылған транзисторлық компьютерлер, жылдамдықтары жүздеген мың а/с., разрядтылығы 31-48 бит, жедел жадыларының көлемі - 8-128 кб. Процессордың жұмысын үзу және оны өңдеу жүйесі пайда болды (ол негізінен енгізу/шығару амалдарын орындау кезінде іске қосылады) . Алгоритмдік тілдерден машиналық тілге автоматты аударатын программалар - трансляторлар шықты, яғни, программа құру үшін деңгейлері жоғары программалау тілдері (Fortran, Algol, Cobol және басқалар) қолданылды, стандартты программалардың қоры үлкейді. Жабық жұмыс істеу режімі қолданылды, яғни, программалаушы тікелей машинамен жұмыс істемейтін болды, ол өзінің жоғары деңгейдегі программалау тілінде жазылған программасын ары қарай машинадан өткізетін қызмет көрсететін топқа тапсырды. Программалардың жұмыс істеуін бақылау және басқару үшін алғашқы мониторлық жүйелер пайда болды. Олардың өзінің тапсырмаларды басқару тілдері болған. Индексті арифметиканың шығуы, тікелей емес адрестеуді және динамикалық жадыны қолдану, символдық шамалармен жұмыс істеу мүмкіншілігінің пайда болуы осы буынның құрылымдық Өлшемі бойынша ЭЕМ-дер кіші, орта, үлкен және арнайы түрлерге бөлінеді. ерекшелігін айқындады.

ЭЕМ-нің жетілдіруімен қатар бағдарламалық жабдықтамалар дамыды, алгоритмдік бағдарламалау тілдері, АБЖ, диспетчерлер пайда болды.

Компьютердің үшінші кезеңі.

1958ж. - Джек Килби бірнеше транзисторды бір пластинаға қалай орналастыру керек екенін ойлап тапты.

1959ж. - Роберт Нойд ең алғашқы ЭЕМ-і деп IBM/360 модельдерінің сериясын (1964ж. АҚШ) санауға болады.

ЭЕМ-нің үшінші буынына РДР-8 (бірінші мини-компьютер, ол 1965ж. Құрылды және құны 20 мың $ болды) РДР-11, В-3500, EC-ЭЕМ сериясы жатқызуға болады. ЭЕМ-нің үшінші буыны интегралдық схемалы (ИС) және жартылай үлкен схемала (YC) жартылай өткізгіш интегралдық схемадағы жедел жад құрылғысымен, 16Мб көлемімен, секундына 30 млн. Операция өнімділікпен сипатталады. Өлшемі бойынша ЭЕМ үлкен, орташа, мини және микро болып бірнеше түрге бөлінеді. Бұл буынның типтік модельдері - EC-ЭЕМ, СМ-ЭЕМ, IBM/360, РДР, VAX.

1970 жылдан бастап интегралды микросхемалар арқылы жасалынған компьютерлер мен компьютерлер кешені, жылдамдықтары миллиондаған а/с., разрядтылығы 32-64 бит, жедел жадыларының көлемі 64-1024 кб. Дамыған үзу жүйесі бар, енгізу/шығару амалдарының орындалуы орталық процессордың жұмысымен параллель жүргізетін қосымша процессорлар (арналар) қолданылады. Бұрын программалар атқаратын көп жұмыстар, соның ішінде үзуді ұйымдастырумен өңдетулер аппарат арқылы жүзеге асатын болды. Компьютерлердің сыртқы ортаны қабылдай және оған әсер ете алатын сенсорлық қондырымдары пайда бола бастады. Осылар компьютерді алдын ала енгізілген деректерді детерминді (бірмәнді) өңдейтін құрылғыдан сыртқы ортада туатын жағдайға қарай жұмыс істей алатын зерделі құрылғыларға айналдырылды. Жедел жадыны қорғау және динамикалық бөлу іске асты. Көптеген жоғары деңгейлі, солардың ішінде символдық есептерге (SNOBOL. LISP. REFAL сияқтылар) және логикалық есептерге (Prolog. Miranda сияқтылар) бағытталған программалау тілдері қолданылды, символдық есептер мен логикалық есептер үлесі көбейді. Программалардың жұмысын бастан аяқ басқаратын (сыртқы және ішкі ортадағы жағдайларға мақсатты жауап бере алатын) дамыған операциялық жүйелер жұмыс істеді. Осы буынның негізгі ерекшелік программалары төменнен жоғары қарай ұйқас болатындай мүмкіншіліктері өспелі компьютерлердің бірнеше модельднрінен тұратын машиналар кешенінің пайда болуы (мысалы, социалистік елдерде ЕС ЭВМ 1020-1050, ал АҚШ - та IBM 360-370 сияқты компьютерлердің бірыңғай жүйелері) . Бұл компьютерлер арқылы жедел жадыны немесе сыртқы құрылғылардың өрісін ортақ етуге болатын есептеу жүйелерін жасауға мүмкіншілік туды. Бір уақытты бірнеше программа істей алатындай етіп орталық процессордың уақытын бөлшектейтін мультипрограмдық режім іске асырылды. Сонымен қатар, нақты уақыт масштабында жұмыс істей алатын программалар пайда бола бастады. Олар технологиялық процесстерді, ұшатын аппараттардың және басқа күрделі құрылғылардың жұмыстарын басқаруға мүмкіндік берді.

ЭЕМ-нің үшінші буынына тән ерекшелік - бұл операциялық жүйесінің болуы, мульти-бағдарламалау мен ресурстарды (шалғай құрылғыларды), ЭЕМ-нің өзінің аппараттық бөлігін немесе тікелей операциялық жүйені басқару мүмкіндігінің пайда болуы. ЭЕМ-дегі бағдарламалық жабдықтама ОЖ, ҚБӨ, ДББЖ, АБЖ, жоғары дәрежелі алгоритмік тілдердің (ПЛ-1, АЛГОЛ; КОБОЛ…) пайда болуымен күрделіленеді.