ЭВМ. Достоинства ЭВМ

1.

Презентация на тему:
«ЭВМ»
Колледж международных транспортных коммуникаций
Группа: оДДс-111.
Назарова Мария , Сергеева Дарья.

2.

Электронно-вычислительная машина (ЭВМ)
• это комплекс технических, аппаратных и программных средств,
предназначенных для автоматической обработки информации,
вычислений и автоматического управления.

3.

ЭВМ
• Электронные вычислительные машины (ЭВМ). В отличие от
АВМ, в ЭВМ числа представляются в виде последовательности
цифр. В современных ЭВМ числа представляются в виде кодов
двоичных эквивалентов, то есть в виде комбинаций 1 и 0. В ЭВМ
осуществляется принцип программного управления. ЭВМ можно
разделить на цифровые, электрифицированные и счётноаналитические (перфорационные) вычислительные машины.ЭВМ
разделяются на большие ЭВМ, мини-ЭВМ и микроЭВМ. Они
отличаются своей архитектурой, техническими,
эксплуатационными и габаритно-весовыми характеристиками,
областями применения.

4.

Достоинства ЭВМ:
• высокая точность вычислений;
• универсальность;
• автоматический ввод информации, необходимый для решения
задачи;
• разнообразие задач, решаемых ЭВМ;
• независимость количества оборудования от сложности задачи.

5.

Недостатки ЭВМ
• сложность подготовки задачи к решению (необходимость
специальных знаний методов решения задач и
программирования);
• недостаточная наглядность протекания процессов, сложность
изменения параметров этих процессов; сложность структуры
ЭВМ, эксплуатация и техническое обслуживание;
• требование специальной аппаратуры при работе с элементами
реальной аппаратуры.

6.

АВМ - Аналоговые вычислительные
машины
• В АВМ все математические величины представляются как
непрерывные значения каких-либо физических величин. Главным
образом, в качестве машинной переменной выступает
напряжение электрической цепи. Их изменения происходят по
тем же законам, что и изменения заданных функций. В этих
машинах используется метод математического моделирования
(создаётся модель исследуемого объекта). Результаты решения
выводятся в виде зависимостей электрических напряжений в
функции времени на экран осциллографа или фиксируются
измерительными приборами. Основным назначением АВМ
является решение линейных и дифференцированных уравнений.

7.

Достоинства АВМ:
• высокая скорость решения задач, соизмеримая со скоростью
прохождения электрического сигнала;
• простота конструкции АВМ;
• лёгкость подготовки задачи к решению;
• наглядность протекания исследуемых процессов, возможность
изменения параметров исследуемых процессов во время самого
исследования.

8.

Недостатки АВМ:
• малая точность получаемых результатов (до 10%);
• алгоритмическая ограниченность решаемых задач;
• ручной ввод решаемой задачи в машину;
• большой объём задействованного оборудования, растущий с
увеличением сложности задачи

9.

Поколения ЭВМ
ПОКОЛЕНИЯ
ЭВМ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
I
II
III
IV
1971 - настоящее
время
Годы применения 1940-50
1950-1956
1956-1971
Основной элемент
Эл. лампа
Транзистор
ИС
Количество ЭВМ в мире
(шт.)
Десятки
Тысячи
Десятки тысяч Миллионы
Быстродействие (операций
в секунду)
103-144
104-106
105-107
106-108
Носитель информации
Размеры ЭВМ
БИС
Перфокарта, Перфолента
Магнитная Лента
Диск
Гибкий и лазерный
диск
Большие
Значительно
меньше
Мини-ЭВМ
микроЭВМ

10.

История развития.
• Берет свое начало в тридцатых годах 20 века. Эволюция
электронно-вычислительных машин тесно связана с
модернизацией элементной базы: от
электромеханических реле и электронных ламп до
современных высокоскоростных микропроцессоров.
• Первая ЭВМ, основанная на ламповых усилителях, под
названием "Эниак" была создана в США в 1946 году. По
размерам она была больше, чем "Марк 1": 26 метров в
длину, 6 метров в высоту, а ее вес составлял около 30
тонн. При этом по производительности "Эниак" в 1000
раз превышала "МАРК-1", а на ее создание ушло почти
500 тысяч долларов. Но у нее были существенные
недостатки: очень мало памяти для хранения данных и
долгое время перепрограммирования – от нескольких
часов и до нескольких дней.

11.

1 поколение
• Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало их
ненадежными - лампы приходилось часто менять.
• Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые
могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли
огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла. При том для каждой
машины использовался свой язык программирования. Набор команд был небольшой,
схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно
проста, программное обеспечение практически отсутствовало.
• Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для вводавывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие
устройства, оперативные запоминающие устройства были реализованы на основе ртутных
линий задержки электроннолучевых трубок.
• Эти неудобства начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации
программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на
машине и увеличивающих эффективность её использования. Это, в свою очередь,
потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то,
чтобы приблизить её к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.

12.

ENIAC – самый первый компьютер
на электронных лампах
• Самый первый компьютер под названием
ENIAC, созданный в 1946 году имел массу
более двадцати тонн и занимал огромное
помещение площадью порядка 150
квадратных метров.
• Эти машины позволяли производить до 20
тысяч операций в секунду и в качестве
устройства ввода использовали перфокарты.
Огромные габариты и энергопотребление
таких устройств обусловлено
особенностями используемой элементной
базы.

13.

IBM 701
В 1951 году появился первый
коммерческий компьютер UNIVAC, и
уже в 1952 году вышел "IBM 701". Это
был первый крупный ламповый
научный коммерческий компьютер,
причем создали его достаточно быстро
– в течение двух лет. Его процессор
работал значительно быстрее, чем у
UNIVAC - 2200 операций в секунду
против 455. В одну секунду процессор
"IBM 701" мог выполнять почти 17
тысяч операций сложения и вычитания.

14.

Марк 1
• Большой толчок в развитии
вычислительной техники дала вторая
мировая война: американским
военным понадобился компьютер,
которым стал “Марк-1” - первый в
мире автоматический
вычислительный компьютер,
изобретённый в 1944 г. профессором
Айкнем. В нём использовалось
сочетание электрических сигналов и
механических приводов. Программа
обработки данных вводилась с
перфоленты. Размеры: 15 X 2,5 м.,
750000 деталей. "Марк-1" мог
перемножить два 23-х разрядных
числа за 4 с.

15.

Второе поколение ЭВМ
• Второе поколение ЭВМ использовало в своей основе транзисторы,
созданные в 1947 году. Это была очередная революция, в результате
которой существенно уменьшились размеры и энергопотребление
компьютеров, так как сами биполярные транзисторы в разы меньше
вакуумных ламп.
В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах. Они
были надежны, и ВВС США стали использовать их в системе раннего
оповещения ПВО.
• были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые в
1948 г. Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы,
могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали
большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить ~
40 электронных ламп и работает с большей скоростью.

16.

• В качестве носителей информации использовались магнитные
ленты
• магнитные сердечники, появились высокопроизводительные
устройства для работы с магнитными лентами
• магнитные барабаны и первые магнитные диски
• В качестве программного обеспечения стали использовать языки
программирования высокого уровня, были написаны
специальные трансляторы с этих языков на язык машинных
команд. Для ускорения вычислений в этих машинах было
реализовано некоторое перекрытие команд: последующая
команда начинала выполняться до окончания предыдущей.

17.

Третье поколение ЭВМ
• Третье поколение компьютеров связано с использованием
интегральных схем (в которых используется от десятков до сотен
миллионов транзисторов), впервые изготовленных в 1960 году
американцем Робертом Нойсом.
• Роберт Нойс,Американский инженер,
Один из изобретателей интегральной схемы.
• 12 декабря 1927 – 3 июня 1990 гг.

18.

• А в 1960 году IBM разработала мощную систему Stretch или "IBM7030". Она была и вправду сильна – создатели добились 100кратного увеличения быстродействия. В течение трех лет он был
самым быстрым компьютером в мире. Однако со временем IBM
уменьшила его стоимость, а вскоре и вовсе сняла с производства.

19.

IBM System/360
• В 1964 году IBM объявила о начале работы над целой линейкой
IBM System/360.
• Машины третьего поколения — это семейства машин с единой
архитектурой, т. е. программно совместимых. В качестве
элементной базы в них используются интегральные схемы,
которые также называются микросхемами.
• Машины третьего поколения имеют развитые операционные
системы. Они обладают возможностями
мультипрограммирования, т. е. одновременного выполнения
нескольких программ. Многие задачи управления памятью,
устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная
система или же непосредственно сама машина.
• Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360,
IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство
малых ЭВМ) и др. Быстродействие машин внутри семейства
изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов
операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти достигает
нескольких сотен тысяч слов

20.

Четвертое поколение ЭВМ
• Четвертое поколение связано с использованием микропроцессоров. Первый
такой микропроцессор под названием "Intel-4004" был создан в 1971 году
компанией Intel, до сих пор остающейся в лидерах. Спустя 10 лет IBM
выпустила первый персональный компьютер, который так и назывался IBM
PC. Самая дорогая конфигурация стоила 3000 долларов и предназначалась
для бизнеса, а конфигурация за 1500 долларов – для дома.
• Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по
мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению
стоимости производства компьютеров. В 1980 г. центральный процессор
небольшой ЭВМ оказалось возможным разместить на кристалле площадью
1/4 дюйма (0,635 см2.). БИСы применялись уже в таких компьютерах, как
“Иллиак”, ”Эльбрус”, ”Макинтош”. Быстродействие таких машин составляет
тысячи миллионов операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн.
двоичных разрядов. В таких машинах одновременно выполняются
несколько команд над несколькими наборами операндов.

21.

• разработкой компьютера
занимались всего четыре человека.
Причем IBM не запатентовала ни
операционную систему DOS, ни
BIOS, что породило огромное
количество клонов. Уже в 1996 году
IBM уступило первое место по
продажам ПК на ею же основанном
рынке.
• В настоящее время все компьютеры
относятся к четвертому поколению и
основаны на использовании
микропроцессоров — сверхбольших
интегральных схем. Это первый тип
компьютеров, который появился в
розничной продаже.
IBM PC

22.

• Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов
привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и миниЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM
(International Business Machines Corporation) — ведущей компании по
производству больших ЭВМ, и в 1979 г. фирма IBM решила
попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров, создав
первые персональные компьютеры - IBM PC.

23.

Персональный компьютер
• Персональный Компьютер, компьютер, специально созданный
для работы в однопользовательском режиме. Появление
персонального компьютера прямо связано с рождением
микрокомпьютера. Очень часто термины «персональный
компьютер» и «микрокомпьютер» используются как
синонимы. ПК - настольный или портативный компьютер,
который использует микропроцессор в качестве единственного
центрального процессора, выполняющего все логические и
арифметические операции.