Этапы электронного развития вычислительной техники

Изучение зарубежной, отечественной практики развития вычислительной техники, а также перспективы развития ЭВМ в ближайшее будущее. Технологии использования компьютеров. Этапы развития вычислительной индустрии в нашей стране. Слияние ПК и средств связи.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

5

Размещено на

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Информатика»

Введение

Данная тема курсовой работы является основным периодом электронного развития вычислительной техники. Актуальность данной темы заключается в том, что, проследив этапы формирования ЭВМ, можно сделать определенные выводы о перспективах развития вычислительной техники в будущем.

Целью данной курсовой работы является изучение этапов развития ЭВМ.

Задачами данной курсовой работы являются изучение зарубежной, отечественной практики развития вычислительной техники, а также перспективы развития ЭВМ в ближайшее будущее.

Целью практической части курсовой работы является решение поставленной задачи при помощи ППП на ПК. В качестве ППП используется табличный процессор MS Excel.

В курсовой работе приводится иллюстрированный материал в форме аналитических таблиц и рисунков.

Глава 1. Основные этапы развития вычислительной техники

1.1 Зарубежная практика развития ЭВМ

В 1946 году в США, в университете города Пенсильвания, была создана первая универсальная ЭВМ - ENIAC. ЭВМ ENIAC содержала 18 тыс. ламп, весила 30 тонн, занимала площадь 200 м и потребляла огромную мощность. Программирование осуществлялось путем коммутации разъемов и установки переключателей. Такое «программирование» влекло за собой появление множество проблем, вызванных неверной установкой переключателей. С проектом ENIAC связано имя еще одной ключевой фигуры в истории вычислительной техники - математика Джона фон Неймана. Именно он впервые предложил записывать программу и ее данные в память машины так, чтобы их можно было при необходимости модифицировать в процессе работы. Этот ключевой принцип, получивший название принципа хранимой программы, был использован в дальнейшем при создании принципиально новой ЭВМ EDVAC (1951 год). В этой машине уже применяется двоичная арифметика и используется оперативная память.

По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ можно условно разделить на следующие поколения:

1-е поколение (1945-1954 гг.) - время становления машин с фон-неймановской архитектурой. В этот период формируется типовой набор структурных элементов, входящих в состав ЭВМ. Это - центральный процессор (ЦП), оперативная память (или оперативное запоминающее устройство- ОЗУ) и устройства ввода-вывода (УВВ). ЦП, в свою очередь, должен состоять из арифметико-логического устройства (АЛУ) и управляющего устройства (УУ). ЭВМ этого поколения работали на электронно-вакуумных лампах, из-за чего поглощали огромное количество энергии и были очень ненадежны. С их помощью решались в основном научные задачи.

На первом этапе не существовало вообще никакой бизнес - модели из-за отсутствия самого компьютерного рынка. Создание вычислительной техники почти полностью финансировалось государством и было связано с реализацией конкретных проектов в оборонных и весьма секретных областях, в первую очередь в ядерных и космических программах.

2-е поколение (1955-1964 гг.). Вместо громоздкой лампы в ЭВМ стали применяться миниатюрные транзисторы, появилась память на магнитных сердечниках. Это привело к уменьшению габаритов, повышению надежности и производительности ЭВМ. Появились языки высокого уровня (Algol, FORTRAN,COBOL) создавшие предпосылки для появления переносимого программного обеспечения, не зависящего от типа ЭВМ. Нельзя не отметить и появление такого новшества как процессоры ввода-вывода, которые позволили освободить ЦП от управления вводом-выводом и осуществлять ввод-вывод с помощью специализированного устройства одновременно с процессом вычислений. На этом этапе резко расширился круг пользователей ЭВМ и возросла номенклатура решаемых задач. Для эффективного управления ресурсами машины стали использоваться операционные системы (ОС).

3-е поколение (1965-1970 гг.). Смена поколений была вновь обусловлена обновлением элементной базы: вместо транзисторов в различных узлах ЭВМ стали использоваться интегральные микросхемы различной степени интеграции (сотни, тысячи транзисторов в одном корпусе). Это не только повысило производительность ЭВМ, но и снизило их габариты и стоимость. Появились малогабаритные машины (мини-ЭВМ). Они активно использовались для управления различными технологическими производственными процессами в системах сбора и обработки информации. Увеличение мощности ЭВМ сделало возможным одновременное выполнение нескольких программ на одной ЭВМ. Для этого нужно было научиться координировать между собой одновременно выполняемые действия, для чего были расширены функции операционной системы. В этот период растет и удельный вес разработок в области технологий программирования: активно разрабатываются теоретические основы методов программирования, компиляции, баз данных, операционных систем и т.д. Создаются пакеты прикладных программ для самых различных областей жизнедеятельности человека. Наблюдается тенденция к созданию семейств ЭВМ, т.е. машины становятся совместимы снизу вверх на программно-аппаратном уровне. Примерами таких семейств была серия IBM System 360 и наш отечественный аналог - ЕС ЭВМ.

На данном этапе компьютеры становятся рыночным товаром, хотя и весьма дорогим и потому доступным далеко не каждой организации. Возникновение рыночных отношений становится мощным стимулом развития вычислительной техники, так как позволяет привлекать инвестиции не только государства, но и растущего числа независимых компаний (покупателей). Расширяются области применения, сначала за счет научно-технических расчетов, затем экономических и учетных задач, а также управления технологическими процессами.

Тем не менее, этот этап в целом соответствует понятию "государственный капитализм": развитие отрасли осуществляется в основном за счет государственных средств, что выражается не только в сильной ориентации на госзаказ, но и в прямом привлечении бюджетных средств для исследовательских работ. Соответственно государство активно занимается управлением ИТ - индустрии, контролируя, в частности, вопросы стандартизации.

Число компаний-производителей (они же и разработчики) исчисляется единицами, в лучшем случае десятками, а безусловным лидером здесь является IBM. При этом каждая компания фактически самодостаточна и выполняет полный цикл разработки и производства ключевых компонентов вычислительных систем (электронных микросхем, периферийных устройств, готовых компьютеров, операционных систем и прикладных программ), а также предоставляет услуги по их внедрению и эксплуатации. Большинство фирм имеет уже достаточно большую собственную докомпьютерную историю и работает не только в вычислительной индустрии (например, IBM и HP).

Специализированные компьютерные компании, некоторые из которых создаются "с нуля", возникают только в конце 60-х годов и это служит лучшим доказательством становления рынка: роста числа пользователей и появления возможности зарабатывать деньги на компьютерах. Классический пример -- компания Digital Equipment Corporation.

4-е поколение (1970-1984 гг.). Очередная смена элементной базы привела к смене поколений. В 70-е годы активно ведутся работы по созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), которые позволили разместить на одном кристалле десятки тысяч элементов. Это повлекло дальнейшее существенное снижение размеров и стоимости ЭВМ. Работа с программным обеспечением стала более дружественной, что повлекло за собой рост количества пользователей. При такой степени интеграции элементов стало возможным создать функционально полную ЭВМ на одном кристалле. В ноябре 1971 года фирма Intel выпустила первый микропроцессор i4004, который содержал 2300 транзисторов и имел быстродействие 60000 операций в секунду. И если до этого в мире вычислительной техники были только три направления (супер ЭВМ, большие ЭВМ (мэйнфреймы) и мини-ЭВМ), то теперь к ним прибавилось еще одно - микропроцессорное. В общем случае под процессором понимают функциональный блок ЭВМ, предназначенный для логической и арифметической обработки информации на основе принципа микропрограммного управления. По аппаратной реализации процессоры можно разделить на микропроцессоры (полностью интегрирующие все функции процессора) и процессоры с малой и средней интеграцией. Конструктивно это выражается в том, что микропроцессоры реализуют все функции процессора на одном кристалле, а процессоры других типов реализуют их путем соединения большого количества микросхем. Быстродействие машин этого поколения достигает 10-12 млн. операций в секунду.

Данный этап непосредственно связан с появлением персональных компьютеров, что привело к взрывообразному расширению круга пользователей и решаемых задач (тут, конечно, можно выделить свои периоды развития). В компьютерной индустрии формируется новая бизнес-модель, которая характеризуется следующими чертами.

1. Высокая степень независимости частного бизнеса от финансовой поддержки государства. Хотя бюджетные организации продолжают составлять значительную часть потребителей, развитие отрасли происходит за счет прибыли от коммерческой деятельности, а не прямого бюджетного финансирования. Переход от системы госзаказа к схеме рыночных коммерческих рисков.

2. Чрезвычайно развитая система разделения труда, где каждый занимается своим делом (при наличии жесткой конкуренции в каждом отдельном направлении работ). Здесь работают десятки, а может быть, сотни тысяч компаний по всему миру, одни из которых занимаются производством отдельных компонентов, другие -- сборкой, третьи -- продажей, четвертые -- оказанием...