ЭВМ 4-го поколения

Конструктивно-технологической основой ВТ 4-го поколения становятся большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы, созданные соответственно в 70—80-х гг. Такие ИС содержат уже десятки, сотни тысяч и миллионы транзисторов на одном кристалле (чипе). При этом БИС-технология частично использовалась уже и в проектах предыдущего поколения (IВМ/360, ЕС ЭВМ ряд-2 и др.). Наиболее важный в концептуальном плане критерий, по которому ЭВМ 4-го поколения можно отделить от ЭВМ 3-го поколения, состоит в том, что первые проектировались уже в расчете на эффективное использование современных ЯВУ и упрощения процесса программирования для проблемного программиста. В аппаратном отношении для них характерно широкое использование ИС-технологии и быстродействующих запоминающих устройств. Наиболее известной серией ЭВМ четвертого поколения можно считать IВМ/370, которая в отличие от не менее известной серии IВМ/360 3-го поколения, располагает более развитой системой команд и более широким использованием микропрограммирования. В старших моделях 370-й серии был реализован аппарат виртуальной памяти, позволяющий создавать для пользователя видимость неограниченных ресурсов оперативной памяти.

Феномен персонального компьютера (ПК) восходит к созданию в 1965 г, первой мини-ЭВМ PDP-8, которая появилась в результате универсализации специализированного микропроцессора для управления ядерным реактором. Машина быстро завоевала популярность и стала первым массовым компьютером этого класса; в начале 70-х годов число машин превысило 100 тысяч шт. Дальнейшим важным шагом был переход от мини- к микро-ЭВМ; этот новый структурный уровень ВТ начал формироваться на рубеже 70-х годов, когда появление БИС дало возможность создать универсальный процессор на одном кристалле. Первый микропроцессор Intel-4004 был создан в 1971 г. и содержал 2250 элементов, а первый универсальный микропроцессор Intel-8080, явившийся стандартом микрокомпьютерной технологии и созданный в 1974 г., содержал уже 4500 элементов и послужил основой для создания первых ПК. В 1979 г. выпускается один из самых мощных и универсальных 16-битный микропроцессор Motorolla-68000 с 70 000 элементами, а в 1981 г. — первый 32-битный микропроцессор Hewlett Packard с 450 тыс. элементами.

ПЭВМ Altair-8800

Первым ПК можно считать Altair-8800, созданный на базе микропроцессора Intel-8080 в 1974 г. Эдвардом Робертсом. Компьютер рассылался по почте, стоил всего 397 долларов и имел возможности для расширения периферийными устройствами (всего 256 байт ОЗУ!!!). Для Altair-8800 Пол Аллен и Бил Гейтс создали транслятор с популярного языка Basic, существенно увеличив интеллектуальность первого ПК (впоследствии они основали знаменитую теперь компанию Microsoft Inc). Комплектация ПК цветным монитором привела к созданию конкурирующей модели ПК Z-2; через год после появления первого ПК Altair-8800 их в производство ПК включилось более 20 различных ком-паний и фирм; начала формироваться ПК-индустрия (собственно производство ПК, их сбыт, периодические и непериодические издания, выставки, конференции и т.д.). А уже в 1977 г. были запущены в серийное производство три модели ПК Apple-2 (фирма Apple Computers), TRS-80 (фирма Tandy Radio Shark) и PET (фирма Commodore), из которых в конкурентной борьбе сначала отстающая фирма Apple становится вскоре лидером производства ПК (ее модель Apple-2 имела огромный успех). К 1980 г. корпорация Apple выходит на Уолл-стрит с самым большим акционерным капиталом и годовым доходом в 117 млн долларов.

Но уже в 1981 г. фирма IBM, во избежание потери массового рынка, начинает выпуск своих ныне широко известных серий ПК IBM PC/XT/AT и PS/2, открывших новую эпоху персональной ВТ. Выход на арену ПК-индустрии гиганта IBM ставит производство ПК на промышленную основу, что позволяет решить целый ряд важных для пользователя вопросов (стандартизация, унификация, развитое программное обеспечение и др.), которым фирма уделяла большое внимание уже в рамках производства серий IBM/360 и IBM/370. Можно с полным основанием полагать, что за короткий период времени, прошедший с дебюта Altair-8800 до IBM PC, к ВТ приобщилось больше людей, чем за весь долгий период — от аналитической машины Бэбиджа до изобретения первых ИС.

Первой ЭВМ, открывающей собственно класс супер-ЭВМ, можно считать модель Amdahl 470V16, созданную в 1975 г. и совместимую с IBM-серией. Машина использо-вала эффективный принцип распараллеливания на основе конвейерной обработки команд, а элементная база использовала БИС-технологию. В настоящее время к классу супер-ЭВМ относят модели, имеющие среднее быстродействие не менее 20 мегафлопсов (1 мегафлопс = 1 млн операций в с плавающей точкой в секунду). Первой моделью с такой производительностью явилась во многом уникальная ЭВМ ILLIAC-IV, созданная в 1975 г. в США и имеющая максимальное быстродействие порядка 50 мегафлопсов. Данная модель оказала огромное влияние на последующее развитие супер-ЭВМ с матричной архитектурой. Яркая страница в истории супер-ЭВМ связана с Cray-серией С. Крея, первая модель Cray-1 которой была создана в 1976 г. и имела пиковое быстродействие в 130 мегафлопсов. Архитектура модели базировалась на конвейерном принципе векторной и скалярной обработки данных с элементной базой на СБИС. Именно данная модель положила начало классу современных супер-ЭВМ. Следует отметить, что не смотря на ряд интересных архитектурных решений, успех модели был достигнут, в основном, за счет удачных технологических решений. Последующие модели Cray-2, Cray Х-МР, Cray-3, Cray-4 довели производительность серии до порядка 10 тыс. мегафлопсов, а модель Cray МР, использующая новую архитектуру на 64 процессорах и элементную базу на новых кремниевых микросхемах, обладала пиковой производительностью порядка 50 гигафлопсов.

Завершая экскурс в историю современной ВТ с той или иной детализацией отдельных ее этапов, следует сделать несколько существенных замечаний. Прежде всего, имеет место все более гладкий переход одного поколения ЭВМ к другому, когда идеи нового поколения в той или иной мере созревают и даже реализуются в предыдущем поколении. Особенно это заметно при переходе на ИС-технологию производства ВТ, когда определяющий акцент поколений все больше смещается с элементной базы на другие показатели: логическая архитектура, программное обеспечение, интерфейс с пользователем, сферы приложений и др. Появляется самая разнообразная ВТ, характеристики которой не укладываются в традиционные классификационные рамки; складывается впечатление, что мы находимся в начале своего рода универсализации ВТ, когда все ее классы стремятся к нивелированию своих вычислительных возможностей. Многие элементы пятого поколения в той или иной мере характерны и в наши дни.

15 вопрос

«Типы программ для компьютеров»

Персональные компьютеры – это универсальные устройства для обработки информации. Сам компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение “компьютер сделал” (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие.

Меняя программы для компьютера, можно превратить его в рабочее место бухгалтера или конструктора, статистика или агронома. Поэтому для эффективного использования компьютера необходимо знать назначение и свойства необходимых при работе с ним программ.

Программы, работающие на компьютере,можно разделить на три категории:

· прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;

· системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;

· инструментальные системы (системы программирования),обеспечивающие создание новых программ для компьютера .

Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением ОС, которая обеспечивает для неё услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, т. к. он определяет, с какими программами Вы сможете работать на своём компьютере.

На компьютерах типа IBM PC, используемых в качестве рабочих мест пользователей, чаще всего применяются следующие ОС:

· операционная система MS DOS фирмы Microsoft или совместимые с ней ОС- PC DOS фирмы IBM и NOVELL DOS фирмы NOVELL и др.

· ОС Windows фирмы Microsoft, точнее, Windows 3.1, 3.11, 3.16.

· ОС Windows 95, 98, Millenium и Windows NT, 2000, ХР фирмы Microsoft

· ОС OS/23.0 Warp фирмы IBM

Приведём требования к быстродействию процессора, оперативной и дисковой памяти различных ОС, предназначенных для конечных пользователей. В графе «надо иметь» указывается не та конфигурация компьютера, которую приводит фирма-разработчик, а та, при которой с помощью данной ОС действительно можно выполнять какие-либо работы.

Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например, позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая её новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры. Поэтому различные программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.

Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярными программами-оболочками для DOS являются Norton Commander, XTree Pro Gold и другие. Имеются весьма удобные программы - оболочки для Windows 3.1 (например, Norton Desktop) и для Windows 95 (Norton Navigator).

К системным программам можно также отнести большое кол-во так называемых утилит, т.е. программ вспомогательного назначения. Чаще всего используются следующие типы утилит:

· Программы резервирования - позволяют быстро скопировать нужную информацию, находящуюся на жёстком диске

· Антивирусные программы - предназначены для предотвращения заражения вирусом и ликвидации последствий заражения

· Программы – упаковщики (архиваторы) позволяют за счет применения специальных методов « упаковки» информации сжимать информацию на дискетах, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл

· Программы – русификаторы приспосабливают другие программы ( обычно ОС) для работы с русскими буквами

· Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств

· Программы – КЭШи для диска убыстряют доступ к информации на дисках путём организации в оперативной памяти кэш – буфера, содержащего наиболее часто используемых участки диска

· Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счёт оптимизации размещения данных на диске

· Программы динамического сжатия дисков создают псевдодиски, информация которых хранится в сжатом виде в виде файлов на обычных (настоящих) дисках, что позволяет хранить на дисках больше данных

· Программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.

Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

· Подготовки текстов на компьютере – редакторы текстов

· Обработки табличных данных – табличные процессоры

· Подготовки документов типографского качества – издательские системы

· Обработки массивов информации – системы управления базами данных

· Подготовки презентаций (слайд – шоу)

· Программы экономического назначения – бухгалтерские программы, программы финансового анализа и т. д.

· Программы для создания рисунков, анимационных и видеофильмов

· Системы автоматизированного проектирования (САПР), т.е. программа черчения и конструирования предметов и механизмов

· Программы для статистического анализа данных

·

Компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники и т.д.

Многие торговцы продают не законные, т.е. изготовленные фирмой – производителем, копии программ, а незаконном изготовленные копии. Иногда такие программы называют пиратскими, хотя правильнее было бы их называть ворованными. Обычно пиратские копии программ распространяются на компакт - дисках без всякой документации, причём на одном диске часто имеются множество ( иногда десятки или даже сотни) программ. С пиратского диска легко занести в компьютер вирус. Кроме того, многие пиратские компакт – диски сделаны на дешёвом списанном оборудовании в Китае, и выходят из строя ( перестают читаться) через несколько недель после покупки ( а иногда и продаются уже бракованными).

Программы, которые нашли популярность у пользователей, обычно совершенствуются разработчиками: в них исправляются ошибки, включаются новые возможности и т. д. Чтобы сохранить преемственность, получившимся программам не даётся какое-то другое имя, а вместо этого они называютсяверсиями исходных программ.

Чаще всего версии программ обозначаются числами вида 1.00, 3.5 и т.д., т.е. типа десятичных дробей в американской записи. Номер версии обычно указывается после названия программы, например Windows 3.0. При этом существенные изменения в программах отражаются увеличением цифр, стоящих после точки.

Некоторые поставщики программного обеспечения делают свои программы защищёнными от копирования. Это означает, что при копировании таких программ на другой компьютер полученная копия не будет работать.

Разработчики программного обеспечения применяют различные варианты схем защит.

В США и Западной Европе защита программ от копирования была широко распространена в начале и середине 80-х годов, за тем от неё отказались, т.к. она затрудняла распространение программ.

Имеются, конечно, десятки и сотни других типов прикладных программ. Из них упомянём:

· Редакторы текстовых файлов (полезны в аварийных ситуациях для редактирования файлов конфигураций и т. д.)

· Редакторы текстов программ

· Компьютерные игры

· Обучающие программы, электронные справочники, и энциклопедии

· Авторские системы, позволяющие создавать мультимедиа – программы, обучающие системы, Web – страницы и т. д.

· Программы для обмена информацией между компьютерами

· Программы доступа к глобальным сетям

· Программы удалённого доступа к локальным сетям

· Программы факсимильной связи с помощью факс – модемов

Утилиты дополняют возможности ОС, обеспечивая выполнение различных вспомогательных действий. Обычно некоторое кол – во утилит поставляются в составе соответствующей ОС, но не мало утилит создано независимыми разработчиками и поставляются отдельно от ОС.

19 вопрос

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать:
- Территориальная распространенность;
- Ведомственная принадлежность;
- Скорость передачи информации;
- Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

20 вопрос

Локальная сеть — объединение нескольких компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга (обычно в пределах одного здания) для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач. В небольшой локальной сети может быть 10-20 компьютеров, в очень большой — порядка 1000.