Сүүлийн хэдэн арван жилд хүн төрөлхтөн компьютерийн эрин зуунд хөл тавьсан. Математик үйлдлийн зарчимд суурилсан ухаалаг, хүчирхэг компьютерууд нь мэдээлэлтэй ажиллах, бие даасан машин, бүхэл бүтэн үйлдвэрүүдийн үйл ажиллагааг удирдах, бүтээгдэхүүн, төрөл бүрийн бүтээгдэхүүний чанарыг хянах боломжтой. Бидний үед компьютерийн технологи нь хүн төрөлхтний соёл иргэншлийн хөгжлийн үндэс юм. Энэ байрлалд хүрэх замд богино боловч маш их үймээн самуунтай замыг туулах шаардлагатай байв. Мөн удаан хугацааны туршид эдгээр машинуудыг компьютер биш, харин компьютер (компьютер) гэж нэрлэдэг байсан.
Компьютерийн ангилал
Ерөнхий ангиллын дагуу компьютерууд хэд хэдэн үе дамжин тархдаг. Төхөөрөмжүүдийг тодорхой үе шатанд ангилахдаа тодорхойлох шинж чанарууд нь тэдгээрийн бие даасан бүтэц, өөрчлөлтүүд, тухайлбал цахим компьютерт тавигдах шаардлага, хурд, санах ойн хэмжээ, хяналтын арга, өгөгдөл боловсруулах арга зэрэг болно.
МэдээжКомпьютерийн тархалт ямар ч тохиолдолд нөхцөлт байх болно - зарим шинж тэмдгүүдийн дагуу нэг үеийн загвар гэж тооцогддог олон тооны машинууд байдаг бөгөөд заримынх нь дагуу огт өөр машинд хамаардаг.
Үүний үр дүнд эдгээр төхөөрөмжийг цахим тооцооллын төрлийн загвар үүсэх давхцаагүй үе шат гэж ангилж болно.
Ямар ч тохиолдолд компьютерийн сайжруулалт хэд хэдэн үе шатыг дамждаг. Мөн үе шат бүрийн компьютерийг бий болгох нь үндсэн болон техникийн суурь, математикийн тодорхой төрлийн дэмжлэгийн хувьд бие биенээсээ мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг.
Эхний үеийн компьютер
1-р үеийн тооцоолох машинууд дайны дараах эхний жилүүдэд бүтээгдсэн. Цахим төрлийн чийдэн дээр суурилсан тийм ч хүчирхэг биш электрон компьютер бүтээгдсэн (тэр үеийн бүх телевизийн загваруудын адил). Энэ нь ямар нэг хэмжээгээр ийм техник үүсэх үе шат байсан.
Анхны компьютерууд нь одоо байгаа болон шинэ ойлголтуудыг шинжлэхэд зориулагдсан туршилтын төрлийн төхөөрөмжүүд гэж тооцогддог (янз бүрийн шинжлэх ухаан, зарим нарийн төвөгтэй салбаруудад). Нэлээд том хэмжээтэй компьютерийн машинуудын хэмжээ, масс нь ихэвчлэн маш том өрөө шаарддаг. Одоо бол аль эрт, тэр байтугай бодит он жилүүдийн үлгэр шиг санагдаж байна.
Эхний үеийн машинуудад өгөгдлийг нэвтрүүлэх нь цоолбортой картуудыг ачаалах аргаар явагдсан бөгөөд шийдвэрлэх функцүүдийн дарааллыг програмын удирдлагыг, жишээлбэл, ENIAC-д оруулах аргаар гүйцэтгэсэн. бөмбөрцөг бичих залгуур болон хэлбэрүүд.
ХаринИйм програмчлалын арга нь нэгжийг бэлтгэх, машин блокуудын хэвлэх талбарт холбоход маш их цаг зарцуулсан тул ENIAC-ийн математикийн "чадвар" -ыг харуулах бүх боломжийг олгосон бөгөөд ихээхэн ашиг тустай байв. реле төрлийн машинд тохиромжтой програмын цоолтуурын аргаас ялгаатай байсан.
"Сэтгэх" зарчим
Анхны компьютер дээр ажиллаж байсан ажилчид ажлаасаа гарахгүй, машинуудын дэргэд байнга байж, одоо байгаа вакуум хоолойн үр ашгийг хянаж байв. Гэвч ядаж нэг чийдэн унтармагц ENIAC тэр дороо босч, бүгд яаран сандран хагарсан чийдэнг хайж эхлэв.
Дэнлүүг байнга солих гол шалтгаан (ойролцоогоор) нь дараахь зүйл байв: чийдэнгийн халаалт, туяа нь шавьжийг татан авч, төхөөрөмжийн дотоод эзэлхүүн рүү нисч, богино цахилгаан үүсгэхэд "тусалсан". хэлхээ. Өөрөөр хэлбэл, эдгээр машинуудын эхний үе нь гадны нөлөөнд маш эмзэг байсан.
Хэрэв бид эдгээр таамаглал үнэн байж магадгүй гэж төсөөлвөл программ хангамж, техник хангамжийн компьютерийн тоног төхөөрөмжид гарсан алдаа, бүдүүлэг гэсэн утгыг илэрхийлдэг "bugs" ("bugs") гэдэг нь огт өөр утгатай болно.
За, хэрэв машины чийдэн ажиллаж байсан бол засвар үйлчилгээний ажилтнууд зургаан мянга орчим утасны холболтыг гараар өөрчлөн ENIAC-ийг өөр ажилд тохируулж болно. Өөр төрлийн ажил гарч ирэхэд эдгээр бүх харилцагчийг дахин солих шаардлагатай болсон.
Цуваа машин
Олонгоор үйлдвэрлэгдэж эхэлсэн анхны электрон компьютер бол UNIVAC юм. Энэ нь олон зориулалттай электрон дижитал компьютерийн анхны төрөл болсон. 1946-1951 он хүртэл үүссэн UNIVAC-д 120 μс нэмэлт хугацаа, нийт үржүүлгийн хэмжээ 1800 μс, хуваалт нь 3600 μs шаардлагатай байсан.
Ийм машинууд нь том талбай, маш их цахилгаан шаардагддаг бөгөөд маш олон тооны электрон чийдэнтэй байсан.
Ялангуяа Зөвлөлтийн электрон компьютер "Стрела" эдгээр чийдэнгийн 6400 ширхэг, хагас дамжуулагч төрлийн диодын 60 мянган ширхэгтэй байв. Энэ үеийн компьютеруудын хурд нь секундэд хоёр, гурван мянган үйлдлээс хэтрэхгүй, RAM-ийн хэмжээ хоёр Кб-ээс ихгүй байв. Зөвхөн M-2 нэгж (1958) дөрвөн КБ-ын RAM-д хүрч, машины хурд секундэд хорин мянган үйлдэлд хүрсэн.
хоёр дахь үеийн компьютер
1948 онд анхны ажлын транзисторыг барууны хэд хэдэн эрдэмтэн, зохион бүтээгчид олж авчээ. Энэ нь гурван нимгэн металл утас нь поликристал материалын туузтай холбогдох цэгийн контакт механизм байв. Үүний үр дүнд компьютерийн гэр бүл тэр жилүүдэд аль хэдийн сайжирсан.
Транзисторжуулсан компьютерийн анхны загварууд 1950-иад оны сүүлийн хагаст гарсан бөгөөд таван жилийн дараа дижитал компьютерийн гадаад хэлбэрүүд нь маш сайжруулсан функцтэй гарч ирэв.
Архитектурын онцлог
Нэг ньТранзисторын чухал зарчим бол нэг хуулбараар 40 энгийн чийдэнгийн зарим ажлыг хийх боломжтой бөгөөд тэр ч байтугай илүү өндөр хурдтай ажиллах болно. Машин нь хамгийн бага хэмжээний дулаан ялгаруулдаг бөгөөд цахилгааны эх үүсвэр, эрчим хүчийг бараг ашиглахгүй. Үүнтэй холбоотойгоор персонал электрон компьютерт тавигдах шаардлага нэмэгдсэн.
Ердийн цахилгаан төрлийн чийдэнг үр ашигтай транзистороор аажмаар солихтой зэрэгцэн байгаа өгөгдлийг хадгалах техник сайжирч байна. Санах ойг өргөтгөх ажил хийгдэж байгаа бөгөөд UNIVAC компьютерын эхний үеийнхэнд анх ашиглагдаж байсан соронзон өөрчлөгдсөн соронзон хальс сайжирч эхэлсэн.
Өнгөрсөн зууны 60-аад оны дундуур өгөгдлийг дискэнд хадгалах аргыг хэрэглэж байсныг тэмдэглэх нь зүйтэй. Компьютерийн хэрэглээнд гарсан мэдэгдэхүйц дэвшил нь секундэд нэг сая үйлдлийн хурдыг авах боломжтой болсон! Ялангуяа "Stretch" (Их Британи), "Атлас" (АНУ) хоёр дахь үеийн электрон компьютерын энгийн транзистор компьютеруудын тоонд багтаж болно. Тэр үед ЗСБНХУ ч гэсэн өндөр чанартай компьютерийн загвар үйлдвэрлэдэг байсан (ялангуяа BESM-6).
Транзистор дээр суурилсан компьютеруудыг гаргаснаар тэдгээрийн хэмжээ, жин, цахилгааны зардал, машинуудын өртөг буурч, найдвартай байдал, үр ашиг дээшилсэн. Энэ нь хэрэглэгчдийн тоо, шийдвэрлэх шаардлагатай ажлуудын жагсаалтыг нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. Хоёрдахь үеийн компьютерийг ялгаж салгасан шинж чанаруудыг харгалзан үзвэлИйм машиныг бүтээгчид инженерийн (ялангуяа ALGOL, FORTRAN) болон эдийн засгийн (ялангуяа COBOL) төрлийн тооцооллын алгоритмын хэлийг бүтээж эхэлсэн.
Цахим компьютерт тавигдах эрүүл ахуйн шаардлага мөн нэмэгдэж байна. 50-аад онд өөр нэг нээлт болсон ч орчин үеийн түвшнээс хол байсаар л байсан.
ҮС-ийн ач холбогдол
Гэхдээ тэр үед ч гэсэн компьютерийн технологийн тэргүүлэх үүрэг бол нөөцийг багасгах явдал байсан - ажлын цаг, санах ой. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд тэд одоо байгаа үйлдлийн системүүдийн прототипийг боловсруулж эхэлсэн.
Анхны үйлдлийн системийн (OS) төрлүүд нь тодорхой ажлуудыг гүйцэтгэхэд чиглэгдсэн компьютер хэрэглэгчдийн ажлын автоматжуулалтыг сайжруулах боломжийг олгосон: програмын өгөгдлийг машинд оруулах, шаардлагатай орчуулагчдыг дуудах, дуудах. программд шаардлагатай орчин үеийн номын сангийн дэд програмууд гэх мэт.
Тиймээс хоёр дахь үеийн компьютерт программ болон төрөл бүрийн мэдээллээс гадна боловсруулалтын үе шатууд, програм болон түүний хөгжүүлэгчдийн талаархи өгөгдлийн жагсаалтыг харуулсан тусгай заавар үлдээх шаардлагатай байв. Үүний дараа операторуудад зориулсан тодорхой тооны даалгавруудыг (даалгавар бүхий багц) машинуудад зэрэгцүүлэн нэвтрүүлж эхэлсэн бөгөөд үйлдлийн системийн эдгээр хэлбэрүүдэд компьютерийн нөөцийн төрлийг тодорхой хэлбэрийн даалгаврын хооронд хуваах шаардлагатай болсон - олон програмчлалын арга. өгөгдөл судлахаар ажиллаж байна.
Гурав дахь үе
Хөгжлийн улмаасКомпьютерийн нэгдсэн хэлхээг (IC) бүтээх технологи нь одоо байгаа хагас дамжуулагч хэлхээний хурд, найдвартай байдлын түвшинг хурдасгахаас гадна тэдгээрийн хэмжээс, ашигласан эрчим хүч, үнийг дахин бууруулж чадсан.
Микро схемийн нэгдсэн хэлбэрийг одоо тэгш өнцөгт сунасан цахиур хавтанд нийлүүлсэн, нэг тал нь 1 см-ээс ихгүй урттай электрон төрлийн эд ангиудын тогтмол багцаас хийж эхэлсэн. талстууд) нь жижиг хэмжээтэй хуванцар хайрцагт байрлуулсан бөгөөд түүний хэмжээсийг зөвхөн гэж нэрлэгддэг сонголтыг ашиглан тооцоолж болно. "хөл".
Эдгээр шалтгааны улмаас компьютерийн хөгжлийн хурд хурдацтай нэмэгдэж эхэлсэн. Энэ нь зөвхөн ажлын чанарыг сайжруулж, ийм машинуудын өртөгийг бууруулахаас гадна жижиг, энгийн, хямд, найдвартай массын төрлийн төхөөрөмж болох мини компьютерийг бий болгох боломжийг олгосон. Эдгээр машинууд нь янз бүрийн дасгал, арга техникт өндөр техникийн асуудлуудыг шийдвэрлэхэд зориулагдсан байсан.
Тэр жилүүдийн тэргүүлэх мөч бол машинуудыг нэгтгэх боломж гэж тооцогддог байв. Гурав дахь үеийн компьютерууд нь өөр өөр төрлийн нийцтэй бие даасан загваруудыг харгалзан бүтээгдсэн. Математикийн болон төрөл бүрийн програм хангамжийг хөгжүүлэх бусад бүх хурдатгал нь асуудалд чиглэсэн програмчлалын хэлний стандарт асуудлыг шийдвэрлэх багц програмуудыг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг. Дараа нь анх удаа програм хангамжийн багцууд гарч ирнэ - гурав дахь үеийн компьютерууд дээр суурилсан үйлдлийн системийн хэлбэрүүд.
Дөрөв дэх үе
Компьютерийн электрон төхөөрөмжийг идэвхтэй сайжруулахКристал бүр нь хэдэн мянган цахилгаан төрлийн хэсгүүдийг агуулсан том нэгдсэн хэлхээ (LSI) үүсэхэд хувь нэмэр оруулсан. Үүний ачаар дараагийн үеийн компьютерууд үйлдвэрлэгдэж эхэлсэн бөгөөд тэдгээрийн үндсэн суурь нь илүү их хэмжээний санах ой авч, тушаалуудыг хэрэгжүүлэх мөчлөгийг багасгасан: нэг машины үйл ажиллагаанд санах ойн байт ашиглах нь мэдэгдэхүйц буурч эхлэв. Гэвч програмчлалын зардал бараг буурахгүй байгаа тул өмнөх шигээ машин төрлийн бус, зөвхөн хүний төрлийн нөөцийг багасгах зорилт урган гарч ирлээ.
Дараагийн төрлийн үйлдлийн системүүд үйлдвэрлэгдсэн бөгөөд энэ нь операторуудад програмаа компьютерийн дэлгэцийн ард шууд сайжруулах боломжийг олгосон бөгөөд энэ нь хэрэглэгчдийн ажлыг хялбаршуулсан бөгөөд үүний үр дүнд шинэ програм хангамжийн баазын анхны хөгжүүлэлтүүд удалгүй гарч ирэв. Энэ арга нь эхний үеийн компьютер ашигласан мэдээллийн хөгжлийн эхний үе шатуудын онолтой огт зөрчилдөж байв. Одоо компьютерийг зөвхөн их хэмжээний мэдээллийг бүртгэхээс гадна үйл ажиллагааны янз бүрийн салбарыг автоматжуулах, механикжуулахад ашиглаж эхэлсэн.
Далаад оны эхэн үеийн өөрчлөлтүүд
1971 онд ердийн архитектуртай компьютерийн процессорыг бүхэлд нь байрлуулсан компьютеруудын томоохон нэгдсэн хэлхээг гаргасан. Ердийн компьютерийн архитектурт нарийн төвөгтэй биш байсан бараг бүх электрон төрлийн хэлхээг нэг том нэгдсэн хэлхээнд зохион байгуулах боломжтой болсон. Тиймээс жижиг хэмжээтэй ердийн төхөөрөмжийг олноор үйлдвэрлэх боломжуудүнэ. Энэ бол шинэ, дөрөв дэх үеийн компьютер байсан.
Тэр цагаас хойш процессортой, хангалттай RAM-тай, гүйцэтгэх хэлбэрийн холболтын бүтэцтэй нэг буюу хэд хэдэн том интеграцын хэлхээний самбарт багтах маш хямд (авсаархан гар компьютерт ашигладаг) болон хяналтын хэлхээнүүд үйлдвэрлэгдсэн. хяналтын механизм дахь мэдрэгчүүд.
Автомашины хөдөлгүүрт бензиний зохицуулалт хийх, тодорхой цахим мэдээлэл дамжуулах эсвэл тогтмол угаах горимтой программуудыг компьютерийн санах ойд эсвэл янз бүрийн төрлийн хянагч ашиглан эсвэл шууд аж ахуйн нэгжүүдэд нэвтрүүлсэн.
Далаад онд процессор, их хэмжээний санах ой, төрөл бүрийн интерфейсийн хэлхээг нийтлэг том нэгдсэн хэлхээнд (гэгдэх гэж нэрлэдэг) оролт-гаралтын механизмтай хослуулсан бүх нийтийн тооцоолох системийг үйлдвэрлэж эхэлсэн. нэг чиптэй компьютерууд) эсвэл бусад хувилбаруудад нийтлэг хэвлэмэл хэлхээний самбар дээр байрладаг том интеграл схемүүд. Үүний үр дүнд дөрөв дэх үеийн компьютер өргөн дэлгэрч эхлэхэд 60-аад онд үүссэн нөхцөл байдал давтагдаж эхэлсэн бөгөөд даруухан миникомпьютерууд том хэмжээний компьютерийн ажлын нэг хэсгийг гүйцэтгэдэг байсан.
Дөрөв дэх үеийн компьютерийн шинж чанарууд
Дөрөв дэх үеийн электрон компьютерууд нь нарийн төвөгтэй бөгөөд салаалсан хүчин чадалтай:
- энгийн олон процессорын горим;
- зэрэгцээ дараалсан төрлийн програмууд;
- компьютерийн дээд түвшний төрөл;
- гаралтанхны компьютерийн сүлжээ.
Эдгээр төхөөрөмжүүдийн техникийн чадавхийг хөгжүүлэх нь дараах заалтуудаар тэмдэглэгдсэн:
- Дохионы ердийн саатал 0.7 ns/v.
- Ой санамжийн тэргүүлэгч төрөл бол ердийн хагас дамжуулагч юм. Энэ төрлийн санах ойноос мэдээлэл үүсгэх хугацаа 100-150 ns байна. Санах ой - 1012-1013 тэмдэгт.
Үйлдлийн системийн техник хангамжийг ашиглах
Модульчлагдсан системийг програм хангамжийн төрлийн хэрэгсэлд ашиглаж эхэлсэн.
Анхны хувийн электрон компьютер 1976 оны хавар бүтээгдсэн. Эрдэмтэд ердийн цахим тоглоомын хэлхээний нэгдсэн 8 битийн хянагч дээр тулгуурлан энгийн BASIC программчлагдсан Apple тоглоомын машин үйлдвэрлэж, маш их алдаршсан. 1977 оны эхээр Apple Comp. гарч ирснээр дэлхий дээр анхны Apple-ийн хувийн компьютерууд үйлдвэрлэгдэж эхлэв. Энэ компьютерийн түвшний түүх нь энэ үйл явдлыг хамгийн чухал гэж онцолсон.
Өнөөдөр Apple компани Macintosh персонал компьютер үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь олон үзүүлэлтээрээ IBM PC-ийн загваруудыг давж гарсан. Apple-ийн шинэ загварууд нь зөвхөн онцгой чанараараа бус, мөн өргөн цар хүрээтэй (орчин үеийн стандартаар) боломжоор ялгагдана. Apple-ийн компьютеруудад зориулсан тусгай үйлдлийн системийг мөн боловсруулсан бөгөөд энэ нь тэдний бүх онцгой шинж чанарыг харгалзан үздэг.
Тав дахь үеийн компьютер
Наяад онд компьютерийн хөгжлийн үйл явц (компьютерийн үеийнхэн) шинэ үе шат буюу тав дахь үеийн машинууд руу шилжсэн. Эдгээр төхөөрөмжүүдийн харагдах байдалмикропроцессорын хөгжилтэй холбоотой. Системийн бүтцийн үүднээс авч үзвэл ажлын төвлөрлийг үнэмлэхүй сааруулах нь онцлог шинж чанартай бөгөөд програм хангамж, математик үндэслэлийг харгалзан програмын бүтцэд ажлын түвшинд шилжих нь онцлог юм. Электрон компьютерийн ажлын зохион байгуулалт нэмэгдэж байна.
Тав дахь үеийн компьютеруудын үр ашиг нь секундэд нэг зуун наймаас нэг зуун есөн үйлдэл юм. Энэ төрлийн машин нь олон процессорын системээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь суларсан төрлийн микропроцессорууд дээр суурилдаг бөгөөд үүнийг олон тоогоор шууд ашигладаг. Одоо өндөр түвшний компьютерийн хэлэнд зориулагдсан электрон тооцооллын төрлийн машинууд байдаг.
