История ЭВМ

Содержание

Введение

. Профессиональные ЭВМ: история создания

. Использование ЭВМ в современной технике

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Человек всегда стремился свой труд. Он придумывал различные приспособления, механизмы и машины, усиливающие различные физические возможности человека. Электронная Вычислительная Машина (ЭВМ) в том виде, в котором мы привыкли ее видеть появилась не сразу, а развивалась и совершенствовалась подобно тому, как развивался и совершенствовался человек. В нашем современное время трудно представить себе, что без ЭВМ можно обойтись. Хотя не так давно, до начала 70-х годов прошлого столетия вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и мало известным широкой публике.

Однако в 1971 году произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том, вне всякого сомнения, знаменательном году, еще почти никому не известная фирма Intel выпустила первый микропроцессор. Именно ему мы обязаны появлением нового класса электронных вычислительных систем, которыми теперь пользуются, по существу, все, от учащихся начальных классов до бухгалтеров, ученых и инженеров.

И вот уже в XXI века невозможно представить себе жизнь без компьютера, который прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека, как в быту, так и в промышленности.

На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, поколений и назначения.

Целью данной работы является история появления профессиональных электронно-вычислительных машин, и их использование в современной технике. Работа состоит из введения, двух глав основной части, заключения и списка используемой литературы.

. Профессиональные ЭВМ: история создания

ЭВМ - электронно-вычислительная машина, для проведения вычислений, а также приёма, переработки, хранения и выдачи информации по заранее определённому алгоритму.

Многообразие сфер применения и видов ЭВМ порождает и большое количество признаков, по которым осуществляется классификация ЭВМ. По области применения различают общетехнические, профессиональные, бытовые и другие ЭВМ. Существование различных типов компьютеров определяется различием задач, для решения которых они предназначены. Так, если общетехнические ЭВМ применяются для решения общетехнических, научных, инженерных и экономических задач, то профессиональные ЭВМ ориентированы, как правило, для решения узкого круга специальных задач наиболее эффективным способом, все программные и технические средства которых ориентированы на конкретную профессию или выполняемую задачу. Профессиональные ЭВМ обычно отличаются большой вычислительной мощностью и оснащается комплектом производительного периферийного оборудования.

Всякая новая техника создается, когда возникает большая общественная потребность в ней. К середине прошлого века научно-технический прогресс привел к необходимости облегчить труд ученых и инженеров, ускорить выполнение громоздких расчетов и повысить их точность. И если обратиться к истории создания ЭВМ, то первые компьютеры создавались исключительно для вычислений (что и отражено в его названии «Электронно-вычислительная машина»), т.е. это и были первые профессиональные ЭВМ.

К первому поколению относились ЭВМ, построенные на электровакуумных приборах. Первая быстродействующая ЭВМ «ЭНИАК» (построена в 1946 г. в США) содержала около 18 тысяч ламп и потребляла более 100 кВт мощности электроэнергии. Она предназначалась для решения дифференциальных уравнений в частных производных, а также некоторых других расчетов. Жизнь первого поколения ЭВМ оказалась короткой - около десяти лет. Однако, производство и внедрение машин первого поколения имело большое значение для создания отрасли электронного машиностроения, для развития методов применения вычислительной техники в различных областях. Машины первого поколения заложили основу логического построения ЭВМ.

В конце пятидесятых - начале шестидесятых годов прошлого века на смену электронной лампе в вычислительных машинах и системах второго поколения пришел компактный и экономичный прибор - транзистор. Это существенно повысило надежность, снизило потребление мощности и уменьшило размеры ЭВМ. Было достигнуто улучшение всех основных характеристик, которое сопровождалось снижением их стоимости. Характерной особенностью ЭВМ второго поколения явилась их дифференциация по применению. Появились машины для научных расчетов, для решения экономических задач и, наконец, ЭВМ для управления производственными процессами (управляющие машины). Важным достижением явилось также применение в машинах второго поколения печатного монтажа, повысилась надежность периферийных электромеханических устройств, количество которых в машинах и системах второго поколения увеличилось.

Прошло всего 7-8 лет, и это поколение буквально вытолкнули машины следующего, третьего поколения. Перевод вычислительной техники на интегральные микросхемы серьезно удешевил ее, поднял возможности и позволил начать новый этап ее практического применения. Компьютеры вторглись практически во все сферы науки, экономики, управления. Особенность этого класса ЭВМ состояла в том, что все они могли работать в реальном масштабе времени, то есть ориентируясь на конкретную задачу.

Четвертое поколение ЭВМ связано с появлением в семидесятые годы ХХ века микропроцессоров - сверх большая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера - процессора. Соединив микропроцессор с устройствами ввода вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера - микро-ЭВМ - сверхминиатюрных изделий вычислительной техники, что произвело подлинный переворот в автоматике и управлении. Малый вес и габариты, ничтожное электропотребление - все это позволило встраивать «монолитные» микро-ЭВМ и микропроцессорные наборы непосредственно в средства связи, машины, механизмы, приборы и другие технические устройства, чтобы наилучшим образом управлять их работой и контролировать ее. Следует особо отметить и одну из самых значительных идей, воплощенных в компьютере на данном этапе: использование для вычислений одновременно нескольких процессоров (мультипроцессорная обработка). Последствия этого оказались огромны не только для вычислительной техники, но и для научно-технического прогресса в целом. С появлением микропроцессора связано одно из важнейших событий в истории вычислительной техники - создание и применение персональных ЭВМ, что даже повлияло на терминологию: постепенно прочно укоренившийся термин «ЭВМ» был вытеснен ставшим уже привычным словом «компьютер», а вычислительная техника стала называться компьютерной.

В 1980-е годы стало ясно, что использование компьютерной техники позволило резко повысить производительность труда при обработке больших потоков информации, сфера внедрения ЭВМ активно расширялась во все отрасли народного хозяйства, это заставило разработчиков совершенствовать компьютерную технику, что ознаменовало появление пятого поколения ЭВМ.

Сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах ЭВМ. Основное направление в развитии современных компьютеров (пятого и шестого поколения) - разработка машины, более похожей на человека по способам ввода и хранения информации и методам решения задач. Различные области информатики занимаются изучением этих проблем - задач искусственного интеллекта, экспертных систем и представления информации.

Итак, быстрое развитие технологии производства ЭВМ, элементной базы, методологии и средств разработки аппаратуры и программного обеспечения приводит к тому, что за короткий период существенно меняются все характеристики ЭВМ. Таким образом, удовлетворяются потребности в более эффективных машинах определенного типа, сферы, применения которых непрерывно расширяются. Современные ЭВМ используются практически во всех отраслях народного хозяйства, о чем будет рассмотрено в следующей главе.

. Использование ЭВМ в современной технике

Современные вычислительные машины представляют одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить.

Сегодня, кроме привычных компьютеров с клавиатурами, мониторами, дисководами, мир современной техники наполнен компьютерами-невидимками - микропроцессорами, который представляет собой компьютер в миниатюре.

Кроме обрабатывающего блока, он содержит блок управления и даже память (внутренние ячейки памяти). Это значит, что микропроцессор способен автономно выполнять все необходимые действия с информацией.

Массовое распространение микропроцессоры получили везде, где управление может быть сведено к отдаче ограниченной последовательности команд. Среди них выделяют: многопользовательские, оборудованные многими выносными терминалами и работающие в режиме разделения времени; встроенные, которые могут управлять станком, какой-либо подсистемой автомобиля, другого устройства, будучи его малой частью. Эти встроенные устройства (их называют контроллерами) выполняются в виде небольших плат.

Таким образом, созданные на основе микропроцессора вычислительные машины (микро-ЭВМ) незаменимы в современной технике.

Применение микропроцессоров даже лет 30 назад было около 2000 различных сфер: это управление производством (16%), научные исследования, транспорт и связь (17%), информационно-вычислительная техника (12%), военная техника (9%), бытовая техника (3%), обучение (2%), авиация и космос (15%), коммунальное и городское хозяйство, банковский учёт, метрология, медицина (4%) и другие области.

В настоящее время области их применения можно разделить на группы.

Научно-технические применения. Для них характерно требование высокого быстродействия. Это те области науки и техники, где крайне необходимо применение вычислительных машин: ядерная физика, метеорология, ракетная техника, медицина.

Обработка данных. Здесь выдвигается требование большого объема запоминающих устройств. В этой группе решаются задачи из областей статистики, материально-технического снабжения, бухгалтерского учета, планирования, резервирования билетов, разработки сетевых графиков и т.д.

Моделирование. Вычислительные машины используются для моделирования различных сложных явлений в экономике, автоматике, биологии, военном деле и т.д.

Управление производственными процессами. В этом случае машина работает в так называемом реальном масштабе времени, когда арифметические и логические операции выполняются во время протекания самих производственных процессов. Роль управляющей машины может сводиться к выполнению следующих функций:

полному информированию оператора о ходе процесса;

сигнализации, когда существенные для протекания процесса параметры выходят за допустимые пределы;

автономному (без участия человека) управлению протеканием процесса.

Микропроцессоры получили массовое распространение в производстве, где управление может быть сведено к отдаче ограниченной последовательности команд. Например, развиваются следующие направления автоматизации с применением микропроцессорной техники систем управления:

станки с ЧПУ плюс робот;

станки с ЧПУ плюс робот плюс устройство активного контроля размеров;

станки с ЧПУ плюс робот плюс система автоматической диагностики с самовозвратом.

Сегодня вся современная техника, как бытового, так и промышленного применения, представляет собой сложные технические системы, реализованные на базе микроэлектроники и средств вычислительной техники.

Вычислительные средства являются важнейшей составной частью различных устройств техники: радиоэлектронной аппаратуры, стиральных машин, холодильников, машин химической чистки одежды и прочих технических устройств разнообразного назначения, в том числе и военного. Так, немыслимо без использования микропроцессоров управление современным двигателем - обеспечение экономии расхода топлива, ограничение максимальной скорости движения, контроль исправности и т.д.

Наибольший эффект применения микропроцессоров достигается при встраиваемом варианте его использования, когда они встраивается внутрь приборов, устройств или машин. В настоящее время используются бытовые холодильники, стиральные машины-автоматы, печи СВЧ, телевизионные приемники, видеомагнитофоны и проигрыватели со встроенными микропроцессорами.

Таким образом, использование микропроцессоров в оборудовании позволяет повысить производительность тяжелого ручного труда, повысить качество товаров и услуг. Встраивание микропроцессоры в станки, оборудование и приборы поможет решить сложные проблемы программного регулирования технологическими процессами.

ЭВМ находят применение при выполнении широкого круга производственных задач. Так, например, диспетчер на крупном заводе имеет в своём распоряжении автоматизированную систему контроля, обеспечивающую бесперебойную работу различных агрегатов.

Компьютеры используются также для контроля за температурой и давлением при осуществлении различных производственных процессов.

Также управляются компьютером роботы на заводах, например на линиях сборки автомобилей, включающие многократно повторяющиеся операции, например затягивание болтов или окраску деталей кузова.

Рассматривая использование ЭВМ в технологическом управлении, можно выделить целую группу применений, связанных с измерениями и отображениями измеренного состояния. ЭВМ оказались информационным ядром принципиально новых средств производства; гибких производственных систем (ГПС) и измерительных комплексов.

Создание на основе ЭВМ контрольно-измерительной аппаратуры, с помощью которой можно проверять изделия прямо на производственной линии, является одной из новых областей применения ЭВМ на предприятиях. Использование ЭВМ в качестве контрольно-измерительных приборов экономически более эффективно, чем выпуск в ограниченных количествах специализированных сложных приборов с вычислительными блоками. Большой эффект в машиностроении дают ГПС, состоящие из станков с числовым программным управлением, автоматизированных складских и транспортных систем, управляемых при помощи ЭВМ.

В системах управления сложными технологическими процессами за работой технологического комплекса следят многочисленные датчики-приборы, измеряющие параметры технологического процесса (например, температуру и толщину прокатываемого металлического листа), контролирующие состояние оборудования (например, температуру подшипников турбины) или определяющие состав исходных материалов и готового продукта. Таких приборов в одной системе может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч.

Датчики постоянно выдают сигналы, меняющиеся в соответствии с измеряемым параметром (аналоговые сигналы), в устройство связи с объектом ЭВМ, где сигналы преобразуются в цифровую форму и затем по определенной программе обрабатываются вычислительной машиной. ЭВМ сравнивает полученную от датчиков информацию с заданными результатами работы агрегата и вырабатывает управляющие сигналы, которые поступают на регулирующие органы агрегата. Например, если датчики подали сигнал, что лист прокатного стана выходит толще, чем предписано, то ЭВМ вычислит, на какое расстояние нужно сдвинуть валки прокатного стана и подаст соответствующий сигнал на исполнительный механизм, который переместит валки на требуемое расстояние.

Одним из важнейших свойств системы управления сложными технологическими процессами является обеспечение безаварийной работы сложного технологического комплекса. Для этого предусматривается возможность диагностирования технологического оборудования. На основе показаний датчиков система определяет текущее состояние агрегатов и тенденции к аварийным ситуациям и может дать команду на ведение облегченного режима работы или остановку вообще. При этом оператору представляют данные о характере и местоположении аварийных участков.

Таким образом, применение ЭВМ обеспечивает лучшее использование ресурсов производства, повышение производительности труда, экономию сырья, материалов и энергоресурсов, исключение тяжелых аварийных ситуаций, увеличение межремонтных периодов работы оборудования.

ЭВМ используется в техническом оснащении магазинов самообслуживания: покупки пропускают через оптическое сканирующее устройство, которое считывает универсальный код, нанесённый на покупку, по которому компьютер определяет, цену этого изделия, хранящуюся в памяти компьютера, и высвечивает ее на маленьком экране, чтобы покупатель мог видеть стоимость своей покупки. Как только все отобранные товары прошли через оптическое сканирующее устройство, компьютер немедленно выдаёт общую стоимость купленных товаров.

Мощные вычислительные системы применяются в банковских операциях, что позволяет выполнять большое количество операций, включая обработку чеков, регистрацию изменения каждого вклада, приём и выдачу вкладов, оформление ссуды и перевод вкладов с одного счёта на другой или из банка в банк.

Кроме того, крупнейшие банки имеют автоматические устройства, расположенные за пределами банка.

Банковские автоматы позволяют клиентам не выстаивать длинных очередей в банке, взять деньги со счета, когда банк закрыт.

Чрезвычайно возрос уровень применения ЭВМ в медицине, которая становится все более и более автоматизированной. Сложные современные исследования в медицине не мыслимы без применения вычислительной техники.

К таким исследованиям можно отнести компьютерную томографию, томографию с использованием явления ядерно-магнитного резонанса, ультрасонографию, исследования с применением изотопов.

В медицине широко применяются и экспертные системы, основное назначение которых - медицинская диагностика. Диагностические системы используются для установления связи между нарушениями деятельности организма и их возможными причинами.

Кроме того, ЭВМ применяется для формирования различного рода двигательных навыков в составе тренажеров при обучении различным профессиям: летчиков, машинистов, водителей и других.

Итак, развитие вычислительной техники и сферы ее использования - процессы взаимосвязанные и взаимообусловленные.

С одной стороны, потребности народного хозяйства стимулируют поиски учеными новых путей построения ЭВМ, а с другой стороны, появление ЭВМ с большими функциональными возможностями, с существенно улучшенными показателями по производительности, надежности и т.п., создает предпосылки для непрерывного расширения областей и развития форм применения ЭВМ.

электронный вычислительный микропроцессор моделирование

Заключение

Таким образом, ЭВМ (электронно-вычислительная машина, компьютер) -устройство, предназначенное для проведения вычислений.

Различают ЭВМ профессиональные и персональные. Существование различных типов определяется задачами, для которых они предназначены. Профессиональные ЭВМ используют в конкретной профессиональной сфере.

За время истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию, как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования. В короткий срок сфера применения ЭВМ (первоначально для расчетов), существенно расширилась и охватила почти все области науки, техники и управления технологическими процессами, все сферы человеческой деятельности, связанные с обработкой больших объемов информации.

Вычислительные средства являются важнейшей составной частью различных устройств бытовой техники: радиоэлектронной аппаратуры, стиральных машин, холодильников, машин химической чистки одежды и прочих технических устройств разнообразного назначения.

Современные вычислительные машины представляют одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние, которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Этому в значительной степени способствует распространение микро-ЭВМ. В настоящее время используются холодильники, стиральные машины-автоматы, печи СВЧ, телевизионные приемники, виде- и аудио проигрыватели со встроенными микропроцессорами. Микропроцессоры в станках, оборудовании и приборах помогают решить сложные проблемы управления технологическими процессами.

Таким образом, универсальность ЭВМ, её способность к целенаправленной переработке различных видов информации и объясняют происходящий сейчас стремительный процесс внедрения ЭВМ в самые разные сферы деятельности человека в современном обществе.

Список используемой литературы

1.Попова О.В. Информатика Учебное пособие / О.В.Попова. - Красноярск: Красноярский институт экономики Санкт-Петербургской академии управления и экономики (НОУ ВПО), 2007. - 186 с.

.Роганов Е.А. Практическая информатика / Е.А.Роганов. - М.: МГИУ, 2005. - 364 с.

.Украинцев Ю.Д. История связи и перспективы развития телекоммуникаций: учебное пособие / Ю.Д.Украинцев, М.А.Цветов. - Ульяновск : УлГТУ, 2009. - 128 с.

.Фефелов Н.П. Информатика. Учебное пособие / Н.П.Фефелов. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2005. - 252 с.

Больше работ по теме: