3 та 4 покоління пк. Сучасні персональні комп'ютери

Історія розвитку ЕОМ

Народження ЕОМ

Історія розвитку комп'ютера тісно пов'язана зі спробами полегшити та автоматизувати великі обсяги обчислень. Навіть прості арифметичні операції з великими числами скрутні для людського мозку. Людина за всіх часів свого існування потребувала інструментів для рахунку. У первісні часи таким інструментом людина мала його власну руку. "Пальцевий" рахунок використовувався людиною і на більш високих щаблях розвитку цивілізації: у Стародавній Греції та в Стародавньому Римі.

Потім людина стала використовувати для рахунку найпримітивніші пристрої:

Спочатку це були дерев'яні палички із зарубками, мотузки із вузлами. Перші згадки про це належать до 1350г. е., існуючий вже тоді пергамент був дуже дорогий, а папери ще був.

Гостра потреба у більш досконалому інструменті для запису та рахунку призвела до появи абака (Цей інструмент схожий на російські рахунки). За свідченнями, що дійшли до нас: єгиптяни використовували його вже в V ст. до н.е.

У XVII ст. були винайдені логарифми та згодом створена логарифмічна лінійка. Логарифмічні лінійки використовувалися кількома поколіннями інженерів та інших фахівців, до появи кишенькових калькуляторів. Інженери програми «Аполлон» відправили людину на Місяць, виконавши на логарифмічних лінійках всі обчислення, багато з яких вимагали точності 3-4 знаки.

У 1623 Вільгельм Шиккардвигадав перший механічний калькулятор, що вмів виконувати чотири арифметичні дії.

- У 1642 році Блез Паскальсконструював восьмирозрядний підсумовуючий механізм.

Через два століття 1820 року француз Шарль де Кольмарстворив арифмометр, здатний виробляти множення та розподіл. Вони могли запам'ятовувати числа, виконувати елементарні арифметичні операції і наводилися людською рукою.

Приблизно в 1820 Charles Xavier Thomas створив перший вдалий, серійно випускається механічний калькулятор - Арифмометр Томаса, який міг складати, віднімати, множити і ділити. В основному він був заснований на роботі Лейбніца. Механічні калькулятори, які вважають десяткові числа, використовувалися до 1970-х.

- Готфрід Вільгельм Лейбніцтакож описав двійкову системучислення, центральний інгредієнт всіх сучасних комп'ютерів. Однак аж до 1940-х, багато подальших розробок (включаючи машини Чарльза Беббіджа і навіть ЕНІАК 1945 року) були засновані на складнішій у реалізації десятковій системі.

Особливу роль у розвитку обчислювальної техніки відіграли роботи видатного англійського вченого-математика Чарльза Беббіджа. У початку XIXв. 1833 рокувін запропонував ідею створення різницевої машини, яка призначалася обчислення значень многочленів без втручання людини у процес рахунки, тобто. машина повинна була рахувати автоматично . І таку машину їм було створено. Але Бебідж мріяв про універсальну машину, на якій можна було б вирішувати довільні обчислювальні завдання. Все життя присвятив Беббідж розробці такої машини, яку він назвав. "аналітичної".Він склав докладну схему машини, виконав величезну кількість креслень окремих вузлів, втілив у металі деякі її частини, розробив проект для виконання наукових та технічних розрахунків, де передбачив основні пристрої сучасного комп'ютера, і навіть його завдання. Управління такою машиною мало здійснюватися програмним шляхом. Для введення та виведення даних Беббідж пропонував використовувати перфокарти – аркуші із щільного паперу з інформацією, що наноситься за допомогою отворів. Ідеї ​​Беббіджа набагато випередили свій час, вони реально втілюватися у життя наприкінці 19 століття. Ада Лавлейс, дочка лорда Байрона, переклала та доповнила коментарями працю вченого "Sketch of the Analytical Engine". Її ім'я часто асоціюють з ім'ям Беббіджа. Стверджується також, що вона є першим програмістом, хоча це твердження та значення її внеску багатьма заперечується.

- 1896 року Герман Холлерітзаснував фірму Computing Tabulating Recording Company, яка стала основою для майбутньої Інтернешнл Бізнес Мешинс (International Business Machines Corporation, IBM) - компанії, що зробила гігантський внесок у розвиток світової комп'ютерної техніки.

Подальший розвиток науки та техніки дозволив у 1940-х роках побудувати перші обчислювальні машини. У лютому 1944 року на одному з підприємств (IBM) у співпраці з вченими Гарвардського університету на замовлення ВМС США було створено машину "Mark 1". Це був монстр вагою близько 35 тонн. У "Mark 1" використовувалися механічні елементи для представлення чисел та електромеханічні - для керування роботою машини.

Зрештою, в 1946 у США було створено першу електронну обчислювальну машину (ЕОМ) – ENIAC(При університеті в Пенсільванії). Розробники: Джон Маучлі та Дж. Преспер Еккерт.

Займаний простір – близько 300 кв. м.

У Радянському Союзі перша електронна цифрова обчислювальна машинабула розроблена у 1950 році під керівництвом академіка С. А. Лебедєва в Академії наук Української РСР. Вона називалася «МЕСМ» (мала електронна лічильна машина).

Засновниками комп'ютерної наукипо праву вважаються: Клод Шеннон - Творець теорії інформації. У 1937 році Клод Шеннон показав, що існує відповідність один до одного між концепціями булевої логіки і деякими електронними схемами, які отримали назву «логічні вентилі», які в даний час повсюдно використовуються в цифрових комп'ютерів. Працюючи в МТІ, у своїй основній роботі він продемонстрував, що електронні зв'язки та перемикачі можуть представляти вираз булевої алгебри. Так своєю роботою A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuitsвін створив основу для практичного проектування цифрових схем,

Алан Тьюрінг - математик, який розробив теорію програм та алгоритмів, Джон фон Нейман - автор конструкції обчислювальних пристроїв, яка досі є основою більшості комп'ютерів. У ті ж роки виникла ще одна нова наука, пов'язана з інформатикою, - кібернетика: наука про управління Засновником кібернетики є американський математик Норберт Вінер . У свій час слово "кібернетика" використовувалося для позначення взагалі всієї комп'ютерної науки, а особливо тих її напрямів, які в 60-ті роки вважалися найперспективнішими: штучного інтелектута робототехніки. Ось чому у науково-фантастичних творах роботів нерідко називають "кіберами". А в 90-ті роки це слово знову випливло для позначення нових понять, пов'язаних з глобальними комп'ютерними мережами - з'явилися такі неологізми, як "кіберпростір", "кібермагазини" і навіть "кіберсекс".

Американський ENIAC, який часто називають першим електронним комп'ютером загального призначення, публічно довів застосування електроніки для масштабних обчислень. Це стало ключовим моментом у розробці обчислювальних машин, Насамперед через величезного приросту в швидкості обчислень, але також і через можливості для мініатюризації. Створена машина була у 1000 разів швидше, ніж усі інші машини того часу. Розробка "ЕНІАК" тривала з 1943 до 1945 року.

Переробивши ідеї Еккерта і Маучлі, а також, оцінивши обмеження «ЕНІАК», Джон фон Нейман написав звіт, що широко цитується, що описує проект комп'ютера (EDVAC), в якому і програма, і дані зберігаються в єдиній універсальній пам'яті. Принципи побудови цієї машини стали відомі під назвою «архітектура фон Неймана» і стали основою розробки перших по-справжньому гнучких, універсальних цифрових комп'ютерів.

Перше покоління ЕОМ

Розвиток ЕОМ ділиться кілька періодів. Покоління ЕОМ кожного періоду відрізняються один від одного елементною базою та математичним забезпеченням.

Перше покоління (1945-1954) – ЕОМ на електронних лампах . Це епоха становлення обчислювальної техніки. Більшість машин першого покоління були експериментальними пристроями та будувалися з метою перевірки тих чи інших теоретичних положень. Вага та розміри цих машин нерідко вимагали для себе окремих будівель. Введення чисел у перші машини проводилося за допомогою перфокарт, а програмне управлінняпослідовністю виконання операцій здійснювалося, наприклад ENIAC, як в рахунково-аналітичних машинах, за допомогою штеккерів і набірних полів.

Програмне забезпечення комп'ютерів 1-го покоління складалося переважно зі стандартних підпрограм.

Машини цього покоління: «ENIAC», «МЕСМ», «БЕСМ», «IBM-701», «Стріла», «Мінськ-1», «Мінськ-12» та ін. Ці машини займали велику площу, використовували багато електроенергії і складалися з великої кількості електронних ламп. Їхня швидкодія не перевищувала 2-3 тис. операцій на секунду, оперативна пам'ять не перевищувала 2 Кб.

Друге покоління ЕОМ

Наступним великим кроком в історії комп'ютерної техніки став винахід транзистора.Транзистори стали заміною крихким та енергоємним лампам. Про комп'ютери на транзисторах зазвичай говорять як про «друге покоління», яке домінувало у другій половині 50-х р. та на початку 60-х м. (1955-1965р.р.).Завдяки транзисторам та друкованим платам, було досягнуто значного зменшення розмірів (займана площа 20 кв. м) та обсягів споживаної енергії, а також підвищення надійності.Застосування напівпровідників в електронних схемах ЕОМ призвели до збільшення продуктивності до 30 тис. операцій на секунду та оперативної пам'яті до 32 Кб. Однак комп'ютери другого покоління, як і раніше, були досить дорогими і тому використовувалися лише університетами, урядами, великими корпораціями.

Друга відмінність цих машин – це те, що з'явилася можливість програмування алгоритмічними мовами. Були розроблені перші мови високого рівня – Фортран, Алгол, Кобол.

Машини цього покоління: "РОЗДАН-2", "ІВМ-7090", "Мінськ-22,-32", "БЕСМ-3,-4", "М-220, -222" та ін.

На другому поколінні комп'ютерів вперше з'явилося те, що сьогодні називається операційною системою. Відповідно, розширювалася і сфера застосування комп'ютерів. Тепер уже не лише вчені могли розраховувати на доступ до обчислювальної техніки; комп'ютери знайшли застосування у плануванні та управлінні, а деякі великі фірми навіть комп'ютеризували свою бухгалтерію.

4. Третє покоління ЕОМ.Бурхливе зростання використання комп'ютерів почалося з т.з. "Трим поколінням" обчислювальних машин. Початок цього поклав винахід інтегральних схем, які незалежно один від одного винайшли лауреат Нобелівської премії Джек Кілбі та Роберт Нойс. Пізніше це призвело до винаходу мікропроцесора Тедом Хофф (компанія Intel).

Протягом 1960-хспостерігалося певне перекриття технологій 2-го та 3-го поколінь.

Розробка у роки інтегральних схем - цілих пристроїв і вузлів з десятків і сотень транзисторів, виконаних одному кристалі напівпровідника (те, що зараз називають мікросхемами) і призвело до створення ЕОМ 3-го покоління. У цей час з'являється напівпровідникова пам'ять,яка і досі використовується в персональних комп'ютерах як оперативна. Застосування інтегральних схем набагато збільшило можливості ЕОМ. Тепер центральний процесоротримав можливість паралельно працювати та керувати численними периферійними пристроями. ЕОМ могли одночасно обробляти кілька програм (принцип мультипрограмування). Внаслідок реалізації принципу мультипрограмування з'явилася можливість роботи у режимі поділу часу у діалоговому режимі. Віддалені від ЕОМ користувачі отримали можливість, незалежно один від одного, оперативно взаємодіяти з машиною.

У ці роки виробництво комп'ютерів набуває промислового розмаху. Фірма IBM, що пробилася в лідери, першою реалізувала сімейство ЕОМ - серію повністю сумісних один з одним комп'ютерів від найменших, розміром з невелику шафу (менше тоді ще не робили), до найпотужніших і дорогих моделей. Найбільш поширеним у роки було сімейство System/360 фірми IBM.

Починаючи з ЕОМ 3-го покоління, традиційною стала розробка серійних ЕОМ. Хоча машини однієї серії сильно відрізнялися один від одного за можливостями та продуктивністю, вони були інформаційно, програмно та апаратно сумісні. Наприклад, країнами РЕВ були випущені ЕОМ єдиної серії (ЄС ЕОМ) ЄС-1022, ЄС-1030, ЄС-1033, ЄС-1046, ЄС-1061, ЄС-1066 та ін. Продуктивність цих машин досягала від 500 тис. до 2 млн. операцій на секунду, обсяг оперативної пам'яті досягав від 8 Мб до 192 Мб.

До ЕОМ цього покоління також відноситься "ІВМ-370", "Електроніка - 100/25", "Електроніка - 79", "СМ-3", "СМ-4" та ін. Для серій ЕОМ було сильно розширено програмне забезпечення ( Операційні системи, мови програмування високого рівня, прикладні програми та ін.).

Невисока якість електронних комплектуючих була слабким місцем радянських ЕОМ третього покоління. Звідси постійне відставання від західних розробок за швидкодією, вагою та габаритами, але, як наполягають розробники СМ, ​​не по функціональним можливостям. Щоб компенсувати це відставання, розроблялися спецпроцесори, що дозволяють будувати високопродуктивні системи для приватних завдань.

Ще на початку 60-х з'являються перші мінікомп'ютери - невеликі малопотужні комп'ютери, які доступні за ціною невеликим фірмам або лабораторіям. Мінікомп'ютери були першим кроком на шляху до персональних комп'ютерів, пробні зразки яких були випущені лише в середині 70-х років. Тим часом кількість елементів і з'єднань між ними, що уміщаються в одній мікросхемі, постійно зростала, і в 70-ті роки інтегральні схеми містили тисячі транзисторів. Це дозволило об'єднати в єдиній маленькій деталі більшість компонентів комп'ютера - що й зробила 1971 р. фірма Intel , випустивши перший мікропроцесор, який призначався для щойно з'явилися настільних калькуляторів. Цьому винаходу судилося зробити в наступному десятилітті справжню революцію - адже мікропроцесор є серцем і душею сучасного персонального комп'ютера.

Крім того, рубіж 60-х і 70-х років вважається доленосним часом. У 1969 р. зародилася перша глобальна комп'ютерна мережазародок того, що ми зараз називаємо Інтернетом. І того ж 1969 року одночасно з'явилися операційна система Unixі мову програмування З ( " Сі " ), які справили величезний вплив на програмний світ і досі зберігають своє передове становище.

Четверте покоління ЕОМ

На жаль, починаючи з середини 1970-х років, струнка картина зміни поколінь порушується. Дедалі менше стає важливих новацій у комп'ютерної науці. Прогрес йде в основному шляхом розвитку того, що вже винайдено і придумано, - насамперед за рахунок підвищення потужності та мініатюризації елементної бази та самих комп'ютерів.

Зазвичай вважається, що період із 1975 р.належить комп'ютерам четвертого покоління. Їхньою елементною базою стали великі інтегральні схеми (ВІС. В одному кристалі інтегровано до 100 000 елементів). Швидкодія цих машин становила десятки млн. операцій на секунду, а оперативна пам'ять досягла сотень Мб. З'явилися мікропроцесори (1971 р. фірма Intel), мікро-ЕОМ та персональні ЕОМ. Стало можливим комунальне використання потужності різних машин (з'єднання машин у єдиний обчислювальний вузол та робота з розподілом часу).

Однак, є й інша думка - багато хто вважає, що досягнення періоду 1975-1985 р.р. не настільки великі, щоб вважати його рівноправним поколінням. Прихильники такої точки зору називають це десятиліття поколінням комп'ютерів, що належить "третьому-з половиною". І тільки з 1985р.коли з'явилися супервеликі інтегральні схеми (НВІС. У кристалі такої схеми може розміщуватися до 10 млн. елементів.

Перший напрямок - створення суперЕОМ - комплексів багатопроцесорних машин. Швидкодія таких машин сягає кількох мільярдів операцій на секунду. Вони здатні обробляти величезні масиви інформації. Сюди входять комплекси ILLIAS-4, CRAY, CYBER, «Ельбрус-1», «Ельбрус-2» та ін. всього, в оборонній галузі. Вони також експлуатувалися у Центрі управління космічними польотамив ядерних дослідницьких центрах. Нарешті, саме комплекси "Ельбрус-2" з 1991 року використовувалися у системі протиракетної оборони та інших військових об'єктах.

Другий напрямок - розвиток на основі БІС і НВІС мікро-ЕОМ і персональних ЕОМ (ПЕОМ). Першими представниками цих машин є Apple, IBM - PC (XT, AT, PS/2), "Іскра", "Електроніка", "Мазовія", "Агат", "ЄС-1840", "ЄС-1841" та ін.

Починаючи з покоління ЕОМ стали називати комп'ютерами.

Завдяки появі та розвитку персональних комп'ютерів (ПК), обчислювальна техніка стає по-справжньому масовою та загальнодоступною. Складається парадоксальна ситуація: незважаючи на те, що персональні та мінікомп'ютери, як і раніше, у всіх відносинах відстають від великих машин, левова частка нововведень - графічний інтерфейс користувача, нові периферійні пристрої, глобальні мережі- зобов'язані своєю появою та розвитком саме цій "несерйозній" техніці. Великі комп'ютери та суперкомп'ютери, звичайно, не вимерли і продовжують розвиватися. Але тепер вони вже не домінують на комп'ютерній арені, як це було раніше.

6. ЕОМ п'ятого покоління- це ЕОМ майбутнього. Програма розробки, так званого, п'ятого покоління ЕОМ була прийнята в Японії в 1982 р. Передбачалося, що до 1991 р. будуть створені нові комп'ютери, орієнтовані рішення завдань штучного інтелекту. За допомогою мови Пролог та нововведень у конструкції комп'ютерів планувалося впритул підійти до вирішення одного з основних завдань цієї гілки комп'ютерної науки – завдання зберігання та обробки знань. Коротко кажучи, для комп'ютерів п'ятого покоління не довелося б писати програм, а досить було б пояснити "майже природною" мовою, що від них вимагається.

Передбачається, що їх елементною базою служитимуть не НВІС, а створені на їх основі пристрої з елементами штучного інтелекту. Для збільшення пам'яті та швидкодії будуть використовуватися досягнення оптоелектроніки та біопроцесори.

Для ЕОМ п'ятого покоління ставляться зовсім інші завдання, ніж розробки всіх колишніх ЕОМ. Якщо перед розробниками ЕОМ з I по IV поколінь стояли такі завдання, як збільшення продуктивності в області числових розрахунків, досягнення великої ємності пам'яті, то основним завданням розробників ЕОМ V покоління є створення штучного інтелекту машини (можливість робити логічні висновки з представлених фактів), розвиток "інтелектуалізації" комп'ютерів, усунення бар'єру між людиною та комп'ютером.

На жаль, японський проект ЕОМ п'ятого покоління повторив трагічну долю ранніх досліджень у галузі штучного інтелекту. Понад 50 мільярдів єн інвестицій було витрачено марно, проект припинено, а розроблені пристрої за продуктивністю виявилися не вищими за масові системи того часу. Однак проведені в ході проекту дослідження та накопичений досвід за методами представлення знань та паралельного логічного висновку сильно допомогли прогресу в галузі систем штучного інтелекту загалом.

Вже зараз комп'ютери здатні сприймати інформацію з рукописного чи друкованого тексту, з бланків, з людського голосу, впізнавати користувача за голосом, здійснювати переклад із однієї на іншу. Це дозволяє спілкуватися з комп'ютерами всім користувачам, навіть тим, хто не має спеціальних знань у цій галузі.

Багато успіхів, яких досяг штучний інтелект, використовують у промисловості та діловому світі. Експертні системи та нейронні сітіефективно використовуються для задач класифікації (фільтрація СПАМу, категоризація тексту тощо). Добросовісно служать людині генетичні алгоритми (використовуються, наприклад, для оптимізації портфелів інвестиційної діяльності), робототехніка (промисловість, виробництво, побут - скрізь вона доклала свою кібернетичну руку), і навіть багатоагентні системи. Не дрімають й інші напрями штучного інтелекту, наприклад розподілене уявлення знань і вирішення завдань в Інтернеті: завдяки їм у найближчі кілька років можна чекати на революцію в цілій низці сфер людської діяльності.

Сучасні персональні комп'ютери

Сучасні персональні комп'ютери (ПК) відповідно до прийнятої класифікації треба віднести до ЕОМ четвертого покоління. Але з урахуванням швидкого розвитку програмного забезпеченняБагато авторів публікацій відносять їх до 5-го покоління.

Персональні комп'ютери з'явилися межі 70-х. Американська фірма Intel розробила перший 4-розрядний процесор (МП) 4004 для калькулятора. Наприкінці 1973 Intel розробила однокристальний 8-розрядний МП 8080, розрахований для багатоцільових застосувань. Він був відразу помічений комп'ютерною промисловістю та швидко став "стандартним". За вартістю він був доступний навіть любителям. Одні фірми почали випускати МП 8080 за ліцензіями, інші запропонували його покращені варіанти. Так, група інженерів фірми Intel, утворивши власну фірму Zilog, в 1976 випустила МП Z80, що зберігає базову архітектуру 8080. Фірма Motorola розробила власний 8-розрядний МП М6800, який згодом знайшов широке застосування.

Стів Возняк (майбутній «батько» комп'ютерів Apple) зібрав свій перший комп'ютер у 1972 році з деталей, забракованих місцевим виробником напівпровідників у місті Берклі, штат Каліфорнія. На початку 1976 Стів Возняк, працюючи в Hewlett-Packard, запропонував свій комп'ютер Apple керівництву HP, але не знайшов підтримки. У Hewlett-Packard переміг інший проект - HP-85, заснований на ідеї поєднання комп'ютера та калькулятора. Тоді 1 квітня 1976 року два Стіва - Возняк і Джобс - напівжартома-напівсерйозно зареєстрували Apple Computer Company. І вже у липні запропонували магазинам комп'ютер Apple-1 за ціною $666,66.

Apple-1 став мати попит. Його успіх був викликаний простотою операційної системи. Насамперед ПК керувалися через " командний рядок", І користувач, щоб ставити завдання комп'ютеру, мав бути хоч трохи програмістом. Створення ж "мишки" і графічно зручного інтерфейсу зробило ПК доступним для "чайників" і багато в чому визначило успіх Apple-1.

Фірма IBM звернула увагу на персональні комп'ютери, коли ринок "виріс із пелюшок". До 1980 року тільки в США вже було продано більше мільйона ПК, і маркетологи передбачали вибухове зростання попиту. Свої моделі презентували десятки компаній. Комп'ютери при всій зовнішній схожості відрізнялися великою різноманітністю і несумісні один з одним. Кожен виробник розробляв свою архітектуру ПК. Вважалося, що найперспективнішою архітектурою має комп'ютер PDP-11, розроблений компанією DEC. Технічні рішення цієї компанії стали основою перших вітчизняних комп'ютерів"Електроніка".

Однак, наприкінці 1980 року рада директорів IBM прийняла рішення створити "машину, яка потрібна людям". Стратегічним партнером як постачальник процесорів була обрана Intel. Команда розробників IBM PC уклала союз і з студентом Гарвардського університету Біллом Гейтсом. На ПК, які тоді існували, ставилася популярна операційна система CP/M, створена компанією Digital Research, або система UCSD компанії Softech. Однак ці операційні системи коштували $450 і $550 відповідно, а Гейтс за свою PC-DOS брав лише $40. IBM зробила вибір на користь дешевизни.

12 серпня 1981 року IBM представила свій ПК, який був спроектований не гірше, ніж вироби тодішніх лідерів ринку – Commodore PET, Atari, Radio Shack та Apple.

IBM пішла на несподіваний крок. Вирішивши затвердити свою архітектуру як стандарт, вона відкрила технічну документацію. Тепер кожен виробник ПК міг придбати ліцензію у IBM і збирати такі комп'ютери, а виробники мікропроцесорів – виготовляти елементи для них. IBM розраховувала "перетягнути ковдру" на себе, знищивши стандарти конкурентів. Так і сталося. Зберегти власну архітектуру змогла лише Apple: вона знайшла свою нішу у сферах графічного дизайну та освіти. Решта виробники або розорилися, або прийняли стандарт IBM.

Навесні 1983 р. фірма IBM випускає модель PC XT з жорстким диском, а також оголошує створення нового покоління мікропроцесорів - 80286. Новий комп'ютер IBM PC AT (Advanced Technologies), побудований на основі МП 80286, швидко завоював весь світ і кілька років залишався найпопулярнішим.

Перші 32-розрядні мікропроцесори з'явилися на світовому ринку в 1983-1984 рр., але їх широке використання у високопродуктивних ПК почалося з 1985 після випуску фірмами Intel і Motorola мікропроцесорів 80386 і М68020 відповідно. Ці ВІС відкрили нове мікропроцесорне покоління, що реалізує обробку даних на рівні "великих" ЕОМ.

У 1989 р. було розпочато випуск потужнішого МП 80486 з швидкодією понад 50 млн. операцій на секунду. У березні 1993 р. фірма Intel продовжує ряд 80х86 випуском мікропроцесора Р5 "Pentium" із 64-розрядною архітектурою. Потім були "Pentium 2", "Pentium 3". Сьогодні найпопулярнішим МП є "Pentium 4" з технологією НТ, що дозволяє обробляти інформацію з 2-х паралельних потоків. Тобто. отримувати як би два процесори.

Тактові частотисучасних ПК перевищують 3 ГГц, об'єми ОЗП до 4 ГБ. Місткість накопичувачів на жорстких дискахзросла до 500 ГБ. Сучасні технологіїдозволяють на ПК прослуховувати та записувати високоякісні ауді-файли. Застосування DVD приводівЗабезпечує перегляд сучасних фільмів.

Широкого поширення набули сьогодні переносні ПК – nootbook, кишенькові ПК (КПК) та мобільні ПК – смартфони, що поєднують функції ПК та телефону.

До складу сучасного ПК входять:

Системний блок

материнська плата, порти, мікросхема BIOS, таймер

центральний процесор

відео карта (може бути інтегрована в материнську плату)

аудіо карта (може бути інтегрована в материнську плату)

мережева карта(Може бути інтегрована в материнську плату)

Накопичувачі на жорстких та гнучких магнітних дисках

Приводи CD- та DVD-ROM

Блок живлення

Клавіатура

Маніпулятор "миша"

Звукові колонки

Принтер, плоттер

Модем або адаптер ADSL

Ну, і звичайно, комп'ютер не можна уявити без програмного забезпечення. Як архітектура IBM PC стала стандартом для апаратної частини ПК, і продукція фірми MicroSoft (Білл Гейтс) стала еталоном для програм. Особливо популярні її операційні системи Windowsта офісні програми MS-Office.

Покоління комп'ютерів

І покоління (1945-1955

на електронних лампах

‣‣‣ швидкодія 10-20 тис.операцій за секунду

‣‣‣ кожна машина має свою мову

‣‣‣ немає операційних систем

‣‣‣ введення та виведення: перфострічки, перфокарти, магнітні стрічки

Детально

· Елементна база: електронно-вакуумні лампи, резистори, конденсатори. З'єднання елементів: навісний монтаж проводами.

· Габарити: ЕОМ виконана у вигляді величезних шаф і займають спеціальний машинний зал.

· Швидкодія: 10 – 20 тис. оп/с.

· Експлуатація надто складна через часті виходи з ладу електронно-вакуумних ламп. Існує небезпека перегріву ЕОМ.

· Програмування: трудомісткий процес у машинних кодах. При цьому дуже важливо знати всі команди машини, їхню двійкову виставу, архітектуру ЕОМ. Цим переважно були зайняті математики-програмісти, які безпосередньо і працювали за її пультом управління. Обслуговування ЕОМ вимагало від персоналу високого професіоналізму.

II покоління (1955-1965)

‣‣‣ на напівпровідникових транзисторах (1948, Дж. Бардін, У. Бреттейні У. Шоклі)

‣‣‣ 10-200 тис. операцій за секунду

‣‣‣ перші операційні системи

‣‣‣ перші мови програмування: Фортран (1957), Алгол (1959)

‣‣‣ засоби зберігання інформації: магнітні барабани, магнітні диски

Детально

· Елементна база: напівпровідникові елементи. З'єднання елементів: друковані плати та навісний монтаж.

· Габарити: ЕОМ виконані у вигляді однотипних стійок, трохи вище за людський зріст. Для їх розміщення потрібен спеціально обладнаний машинний зал, в якому під підлогою прокладаються кабелі, що з'єднують між собою численні автономні пристрої.

· Продуктивність: від сотень тисяч до 1 млн. оп/с.

· Експлуатація: спростилася. З'явилися обчислювальні центри з великим штатом обслуговуючого персоналу, де встановлювалося зазвичай кілька ЕОМ. Так виникло поняття централізованої обробки інформації на комп'ютерах. При виході з ладу кількох елементів проводилася заміна повністю всієї плати, а чи не кожного елемента окремо, як і ЕОМ попереднього покоління.

· Програмування: суттєво змінилося, оскільки стало виконуватися переважно алгоритмічними мовами. Програмісти вже не працювали в залі, а віддавали свої програми на перфокартах чи магнітних стрічках спеціально навченим операторам. Рішення завдань вироблялося в пакетному (мультипрограммном) режимі, тобто всі програми вводилися в ЕОМ поспіль одна одною, та його обробка велася зі звільнення відповідних пристроїв. Результати рішення роздруковувалися на спеціальному перфорованому по краях папері.

· Відбулися зміни як у структурі ЕОМ, і у принципі її організації. Жорсткий принцип керування замінився мікропрограмним. Для реалізації принципу програмованості дуже важлива наявність у комп'ютері постійної пам'яті, в комірках якої завжди є коди, що відповідають різним комбінаціям сигналів, що управляють. Кожна така комбінація дозволяє виконати елементарну операцію, тобто підключити певні електричні схеми.

· Введено принцип поділу часу, який забезпечив суміщення у часі роботи різних пристроївНаприклад, одночасно з процесором працює пристрій введення-виведення з магнітної стрічки.

ІІІ покоління (1965-1980)

‣‣‣ на інтегральних мікросхемах (1958, Дж. Кілбі)

‣‣‣ швидкодія до 1 млн. операцій за секунду

‣‣‣ оперативна пам'ять– сотні Кбайт

‣‣‣ операційні системи – управління пам'яттю, пристроями, часом процесора

‣‣‣ мови програмування Бейсік (1965), Паскаль(1970, Н. Вірт), Сі (1972, Д. Рітчі)

‣‣‣ сумісність програм

Детально

· Елементна база: інтегральні схеми, які вставляють у спеціальні гнізда на друкованій платі.

· Габарити: зовнішнє оформлення ЄС ЕОМ схоже з ЕОМ другого покоління. Для їх розміщення також потрібний машинний зал. А малі ЕОМ - це, в основному, дві стійки приблизно в півтора людських зросту та дисплей. Вони не потребували, як ЄС ЕОМ, спеціально обладнаному приміщенні.

· Продуктивність: від сотень тисяч до мільйонів операцій на секунду.

· Експлуатація: дещо змінилася. Більш оперативно провадиться ремонт звичайних несправностей, але через велику складність системної організації потрібен штат висококваліфікованих фахівців. Велику роль відіграє системний програміст.

· Технологія програмування та розв'язання задач: така ж, як на попередньому етапі, хоча дещо змінився характер взаємодії з ЕОМ. У багатьох обчислювальних центрах з'явилися дисплейні зали, де кожен програміст у певний час міг приєднатися до ЕОМ в режимі розподілу часу. Як і раніше, основним залишався режим пакетної обробки завдань.

· Відбулися зміни у структурі ЕОМ. Поряд із мікропрограмним способом управління використовуються принципи модульності та магістральності. Принцип модульності проявляється у побудові комп'ютера з урахуванням набору модулів - конструктивно і функціонально закінчених електронних блоків у стандартному виконанні. Під магістральністю прийнято розуміти спосіб зв'язку між модулями комп'ютера, тобто всі вхідні та вихідні пристрої з'єднані одними і тими ж проводами (шинами). Це прообраз сучасної системної шини.

· Збільшилися обсяги пам'яті. Магнітний барабан поступово витісняється магнітними дисками, виконаними як автономних пакетів. З'явилися дисплеї, графобудівники.

IV покоління (з 1980 по …)

‣‣‣ комп'ютери на великих і надвеликих інтегральних схемах ( БІС, НВІС)

‣‣‣ суперкомп'ютери

‣‣‣ персональнікомп'ютери

‣‣‣ поява користувачів- непрофесіоналів, вкрай важливість «дружнього» інтерфейсу

‣‣‣ більше 1 млрд. операцій за секунду

‣‣‣ оперативна пам'яті – до кількох гігабайт

‣‣‣ багатопроцесорнісистеми

‣‣‣ комп'ютерні мережі

‣‣‣ мультимедіа(графіка, анімація, звук)

Слід особливо відзначити одну з найбільш значних ідей, втілених у комп'ютері на даному етапі: використання обчислень одночасно декількох процесорів (мультипроцесорна обробка).

Покоління комп'ютерів - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Покоління комп'ютерів" 2014, 2015.

Фотографії до статті взято з проекту Wikipedia

У короткій історії комп'ютерної техніки виділяють кілька періодів з урахуванням того, які основні елементи використовувалися виготовлення комп'ютера. Тимчасове розподіл на періоди до певної міри умовно, т.к. коли ще випускалися комп'ютери старого покоління, нове покоління починало набирати обертів.

Можна виділити загальні тенденції розвитку комп'ютерів:

1. Збільшує кількість елементів на одиницю площі.
2. Зменшення розмірів.
3. Збільшення швидкості роботи.
4. Зниження вартості.
5. Розвиток програмних засобів, з одного боку, та спрощення, стандартизація апаратних – з іншого.

Нульове покоління. Механічні обчислювачі

Передумови появи комп'ютера формувалися, напевно, з давніх часів, проте нерідко огляд починають з лічильної машини Блеза Паскаля, що він сконструював 1642 р. Ця машина могла виконувати лише операції складання і віднімання. У 70-х роках того ж століття Готфрід Вільгельм Лейбніц побудував машину, яка вміє виконувати операції не тільки додавання та віднімання, а й множення та поділу.

У ХІХ столітті великий внесок у майбутній розвиток обчислювальної техніки зробив Чарльз Беббідж. Його різницева машина, хоч і вміла тільки складати та віднімати, зате результати обчислень видавлювалися на мідній пластині (аналог засобів введення-виведення інформації). Надалі описана Беббіджем аналітична машинамала виконувати всі чотири основні математичні операції. Аналітична машина складалася з пам'яті, обчислювального механізму та пристроїв вводу-виводу (прямо таки комп'ютер … тільки механічний), а головне могла виконувати різні алгоритми (залежно від того, яка перфокарта знаходилася у пристрої введення). Програми для аналітичної машини писала Ада Ловлейс (перший відомий програміст). Насправді машина не була реалізована на той час через технічні та фінансові складнощі. Світ відставав від ходу думок Беббіджа.

У XX столітті автоматичні лічильні машини конструювали Конрад Зус, Джордж Стібітс, Джон Атанасов. Машина останнього включала, можна сказати, прототип ОЗУ, і навіть використовувала бінарну арифметику. Релейні комп'ютери Говарда Айкена: "Марк I" і "Марк II" були схожі по архітектурі з аналітичною машиною Беббіджа.

Перше покоління. Комп'ютери на електронних лампах (194х-1955)

Швидкодія: кілька десятків тисяч операцій на секунду.

особливості:

• Оскільки лампи мають суттєві розміри та їх тисячі, то машини мали величезні розміри.
• Оскільки ламп багато і вони мають властивість перегоряти, то часто комп'ютер простоював через пошук і заміну лампи, що вийшла з ладу.
• Лампи виділяють велику кількість тепла, отже обчислювальні машини вимагають спеціальні потужні охолоджувальні системи.

Приклади комп'ютерів:

Колосус- Секретна розробка британського уряду (в розробці брав участь Алан Т'юрінг). Це перший у світі електронний комп'ютер, хоч і не вплинув на розвиток комп'ютерної техніки (через свою секретність), але допоміг перемогти у Другій світовій війні.

Еніак. Творці: Джон Моушлі та Дж. Преспер Екерт. Вага машини – 30 тонн. Мінуси: використання десяткової системи числення; безліч перемикачів та кабелів.

Едсак. Досягнення: перша машина із програмою в пам'яті.

Whirlwind I. Слова малої довжини, робота у реальному часі.

Комп'ютер 701(та наступні моделі) фірми IBM. Перший комп'ютер, що лідирує на ринку протягом 10 років.

Друге покоління. Комп'ютери на транзисторах (1955-1965)

Швидкодія: сотні тисяч операцій на секунду.

У порівнянні з електронними лампами використання транзисторів дозволило зменшити розміри обчислювальної техніки, підвищити надійність, збільшити швидкість роботи (до 1 млн операцій в секунду) і майже звести нанівець тепловіддачу. Розвиваються засоби зберігання інформації: широко використовується магнітна стрічка, пізніше з'являються диски. У цей час була помічена перша комп'ютерна гра.

Перший комп'ютер на транзисторах TXстав прототипом для комп'ютерів гілки PDPфірми DEC, які вважатимуться родоначальниками комп'ютерної промисловості, оскільки виникло явище масової продажу машин. DEC випускає перший мінікомп'ютер (розміром з шафою). Зафіксовано дисплей.

Фірма IBM також активно працює, роблячи вже транзисторні версії своїх комп'ютерів.

Комп'ютер 6600фірми CDC, який розробив Сеймур Крей, мав перевагу над іншими комп'ютерами на той час – це його швидкодія, яка досягалася за рахунок паралельного виконання команд.

Третє покоління. Комп'ютери на інтегральних схемах (1965-1980)

Швидкодія: мільйони операцій на секунду.

Інтегральна схема є електронну схемувитрачену на кремнієвому кристалі. На такій схемі уміщаються тисячі транзисторів. Отже, комп'ютери цього покоління були змушені стати ще дрібнішими, швидшими і дешевшими.

Остання властивість дозволяла комп'ютерам проникати в різні сферидіяльність людини. Через це вони ставали більш спеціалізованими (тобто були різні обчислювальні машини під різні завдання).

З'явилася проблема сумісності моделей, що випускаються (програмного забезпечення під них). Вперше велику увагу сумісності приділила компанія IBM.

Було реалізовано мультипрограмування (це коли у пам'яті перебуває кілька програм, що дає ефект економії ресурсів процесора).

Подальший розвиток мінікомп'ютерів ( PDP-11).

Четверте покоління. Комп'ютери на великих (і надвеликих) інтегральних схемах (1980-...)

Швидкодія: сотні мільйонів операцій на секунду.

З'явилася можливість розміщувати одному кристалі не одну інтегральну схему, а тисячі. Швидкодія комп'ютерів значно збільшилася. Комп'ютери продовжували дешевшати і тепер їх купували навіть окремі особи, що ознаменувало так звану еру персональних комп'ютерів. Але окрема особистість найчастіше була професійним програмістом. Отже, знадобився розвиток програмного забезпечення, щоб особистість могла використовувати комп'ютер у відповідність до своєї фантазії.

Наприкінці 70-х – початку 80-х популярністю користувався комп'ютером Apple, розроблений Стівом Джобсом та Стівом Возняком Пізніше у масове виробництво було запущено персональний комп'ютер на процесорі Intel.

Згодом з'явилися суперскалярні процесори, здатні виконувати безліч команд одночасно, а також 64-розрядні комп'ютери.

П'яте покоління?

Сюди відносять невдалий проект Японії (добре описаний у Вікіпедії). Інші джерела відносять до п'ятого покоління обчислювальних машин так звані невидимі комп'ютери (мікроконтролери, що вбудовуються в побутову техніку, машини та ін) або кишенькові комп'ютери.

Також існує думка, що до п'ятого покоління слід відносити комп'ютери із двоядерними процесорами. З цього погляду п'яте покоління розпочалося приблизно з 2005 року.