Elektronický počítač je komplex hardvéru a softvéru určený na automatizáciu prípravy a riešenia užívateľských problémov. Používateľom sa rozumie osoba, v záujme ktorej sa spracúvanie údajov na počítači vykonáva. Ako užívateľ môžu vystupovať zákazníci výpočtovej techniky, programátori, operátori. Čas na prípravu úloh je spravidla mnohonásobne väčší ako čas na ich riešenie.

Podľa fáz tvorby a použitej základne prvkov sú počítače podmienene rozdelené do generácií:

1. generácia, 50. roky: počítače na báze vákuových trubíc;

2. generácia, 60. roky: počítače založené na diskrétnych polovodičových zariadeniach (tranzistoroch);

3. generácia, 70. roky: počítače na báze polovodičových integrovaných obvodov s nízkym a stredným stupňom integrácie (stovky, tisíce tranzistorov v jednom puzdre);

4. generácia, 80. roky: počítače založené na veľkých a ultraveľkých integrovaných obvodoch-mikroprocesoroch (desaťtisíce - milióny tranzistorov v jednom čipe);

5. generácia, 90. roky: počítače s mnohými desiatkami paralelne pracujúcich mikroprocesorov, ktoré umožňujú budovať efektívne systémy na spracovanie znalostí; Počítače na ultrakomplexných mikroprocesoroch s paralelnou vektorovou štruktúrou, ktoré súčasne vykonávajú desiatky sekvenčných programových inštrukcií;

6. a nasledujúce generácie: optoelektronické počítače s masívnym paralelizmom a neurónovou štruktúrou - s distribuovanou sieťou veľkého počtu (desiatok tisíc) jednoduchých mikroprocesorov, ktoré simulujú architektúru neurónových biologických systémov.

Každá ďalšia generácia počítačov má výrazne lepšie vlastnosti v porovnaní s predchádzajúcou. Výkon počítačov a kapacita všetkých pamäťových zariadení sa teda zvyšujú spravidla o viac ako rádovo.

Rozmanitosť moderných počítačov je veľmi široká. Ich štruktúry sú však založené na všeobecných logických princípoch, ktoré umožňujú rozlíšiť nasledujúce hlavné zariadenia v akomkoľvek počítači:

pamäť (pamäťové zariadenie, pamäť), pozostávajúca z prečíslovaných buniek;


procesor obsahujúci riadiacu jednotku (CU) a aritmetickú logickú jednotku (ALU);


vstupné zariadenie;


výstupné zariadenie.


Tieto zariadenia sú prepojené komunikačnými kanálmi, cez ktoré sa prenášajú informácie.


Funkcie pamäte:


prijímanie informácií z iných zariadení;


zapamätanie si informácií;


- vydávanie informácií na požiadanie do iných zariadení stroja.


Vlastnosti procesora:


spracovanie údajov podľa daného programu vykonávaním aritmetických a logických operácií;


softvérové ​​riadenie prevádzky počítačových zariadení.





Ryža. 1. Všeobecná schéma počítača


Časť procesora, ktorá vykonáva inštrukcie, sa nazýva aritmetická logická jednotka (ALU) a druhá časť, ktorá vykonáva funkcie riadenia zariadenia, sa nazýva riadiaca jednotka (CU).


Zvyčajne sú tieto dve zariadenia prideľované čisto podmienene, nie sú štrukturálne oddelené.


Procesor má množstvo špecializovaných prídavných pamäťových buniek nazývaných registre. Register plní funkciu krátkodobého uloženia čísla alebo inštrukcie.


Prvý človek, ktorý sformuloval základné princípy fungovania univerzálnych výpočtových zariadení, t.j. počítačov, bol slávny matematik John von Neumann.


Po prvé, moderný počítač musí mať nasledujúce zariadenia:


aritmetická logická jednotka, ktorá vykonáva aritmetické a logické operácie;


riadiace zariadenie, ktoré organizuje proces vykonávania programu;


• pamäťové zariadenie alebo pamäť na ukladanie programov a údajov;
  

  externé zariadenia na vstup a výstup informácií
  

  Prvé elektronické počítače (počítače) sa objavili len pred 50 rokmi. Za tento čas sa mikroelektronika, výpočtová technika a celý informatický priemysel stali jednou z hlavných zložiek svetového vedecko-technického pokroku. Vplyv výpočtovej techniky na všetky sféry ľudskej činnosti sa neustále rozširuje do šírky a hĺbky. V súčasnosti sa počítače využívajú nielen na vykonávanie zložitých výpočtov, ale aj pri riadení výrobných procesov, v školstve, zdravotníctve, ekológii a pod. Vysvetľuje to skutočnosť, že počítače sú schopné spracovať akékoľvek informácie: numerické, textové, tabuľkové, grafické, video, zvukové.
  

  Elektronický počítač je komplex hardvéru a softvéru určený na automatizáciu prípravy a riešenia užívateľských problémov. Používateľom sa rozumie osoba, v záujme ktorej sa spracúvanie údajov na počítači vykonáva. Ako užívateľ môžu vystupovať zákazníci výpočtovej techniky, programátori, operátori. Čas na prípravu úloh je spravidla mnohonásobne väčší ako čas na ich riešenie.
  

  Požiadavky používateľov na výkon výpočtovej práce uspokojuje špeciálny výber a konfigurácia hardvéru a softvéru. Zvyčajne sú tieto nástroje vzájomne prepojené a kombinované do jednej štruktúry.
  

  Štruktúra- súbor prvkov a ich vzťahov. Existujú štruktúry technických, softvérových a hardvérovo-softvérových zariadení. Používateľ sa pri výbere počítača na riešenie svojich problémov zaujíma o funkčnosť technických a softvérových modulov (ako rýchlo je možné úlohu vyriešiť, ako je počítač vhodný na riešenie daného okruhu úloh, aká softvérová služba je v počítači dostupná , možnosti interaktívneho režimu, náklady na prípravu a riešenie problémov atď. .d.). Používateľa v tomto prípade nezaujíma konkrétna technická a softvérová implementácia jednotlivých modulov, ale všeobecnejšie otázky možnosti organizácie výpočtov. Posledne menovaný je zahrnutý v koncepcii počítačovej architektúry, ktorej obsah je pomerne rozsiahly.
  

  Počítačová architektúra- ide o viacúrovňovú hierarchiu hardvéru a softvéru, z ktorej je zostavený počítač. Každá z úrovní umožňuje viacnásobnú konštrukciu a aplikáciu. Konkrétna implementácia úrovní určuje vlastnosti konštrukčného návrhu počítača. Tieto problémy sú podrobne diskutované v nasledujúcich kapitolách tutoriálu.
  

  Podrobnosti o architektonickej a konštrukčnej konštrukcii počítačov vykonávajú rôzne kategórie špecialistov na výpočtovú techniku. Obvodoví inžinieri navrhujú jednotlivé technické zariadenia a vyvíjajú metódy na ich vzájomné prepojenie. Systémoví programátori vytvárajú programy na riadenie technických prostriedkov, interakciu informácií medzi úrovňami a organizáciu výpočtového procesu. Aplikovaní programátori vyvíjajú softvérové ​​balíky vyššej úrovne, ktoré poskytujú interakciu medzi používateľmi a počítačmi a potrebnú službu pri riešení ich problémov.
  

  Samotný používateľ sa zvyčajne zaujíma o všeobecnejšie otázky týkajúce sa jeho interakcie s počítačom (rozhranie človek-stroj), počnúc nasledujúcimi skupinami charakteristík počítača, ktoré určujú jeho štruktúru:
  

  - technické a prevádzkové vlastnosti počítačov (rýchlosť a výkon, ukazovatele spoľahlivosti, spoľahlivosti, presnosti, kapacity RAM a externej pamäte, celkové rozmery, náklady na hardvér a softvér, prevádzkové vlastnosti atď.);
  

  - charakteristika a zloženie funkčných modulov základnej konfigurácie počítača; možnosť rozšírenia skladby hardvéru a softvéru; možnosť zmeny štruktúry;
  

  - zloženie počítačového softvéru a služieb (operačný systém alebo prostredie, aplikačné softvérové ​​balíky, nástroje automatizácie programovania).
  

  Jednou z najdôležitejších vlastností počítača je jeho rýchlosť, ktorá je charakterizovaná počtom príkazov vykonaných počítačom za jednu sekundu. Keďže zloženie počítačových príkazov zahŕňa operácie, ktoré sa líšia trvaním vykonávania a pravdepodobnosťou ich použitia, má zmysel ho charakterizovať buď priemernou rýchlosťou počítača, alebo limitom (pre „najkratšie“ operácie typu "register-register"). Moderné počítače majú veľmi vysoké výkonové charakteristiky, merané desiatkami a stovkami miliónov operácií za sekundu. V blízkej budúcnosti sa má napríklad objaviť mikroprocesor spoločne vyrábaný spoločnosťami Intel a Hewlett-Packard (kód P7), ktorého rýchlosť by mala dosiahnuť miliardu operácií za sekundu.
  

  Skutočný alebo efektívny výkon, ktorú poskytuje počítač, je oveľa nižšia a môže sa značne líšiť v závislosti od triedy riešených problémov. Porovnanie rýchlosti rôznych typov počítačov, ktoré sa navzájom výrazne líšia svojimi charakteristikami, neposkytuje spoľahlivé odhady. Preto sa veľmi často namiesto výkonnostnej charakteristiky používa výkonnostná charakteristika s ňou spojená - množstvo práce vykonanej počítačom za jednotku času. Tento parameter môžete definovať napríklad počtom úloh, ktoré sa spustia za daný čas. Porovnanie rôznych typov počítačov podľa tejto charakteristiky však môže byť náročné. Keďže hodnotenie výkonu rôznych počítačov je dôležitou praktickou úlohou, hoci takáto formulácia otázky tiež nie je úplne správna, na použitie boli navrhnuté relatívne výkonové charakteristiky. Intel teda napríklad ponúkol test na vyhodnotenie procesorov, ktorý sa nazýva index iCOMP (Intel Comparative Microprocessor Performance). Keď je definovaný, berú sa do úvahy štyri hlavné aspekty výkonu: práca s celými číslami, s pohyblivou rádovou čiarkou, grafikou a videom. Dáta majú 16-bitové a 32-bitové zastúpenie. Každý z ôsmich parametrov je zapojený do výpočtu s vlastným váhovým koeficientom, určeným priemerným pomerom medzi týmito operáciami v reálnych úlohách.
  

  Ďalšou dôležitou vlastnosťou počítača je úložná kapacita. Kapacita pamäte sa meria počtom štruktúrnych jednotiek informácií, ktoré môžu byť súčasne v pamäti. Tento indikátor vám umožňuje určiť, ktorá sada programov a údajov môže byť súčasne umiestnená do pamäte.
  

  Najmenšou štruktúrnou jednotkou informácie je bit - jedna binárna číslica. Kapacita pamäte sa spravidla odhaduje vo väčších jednotkách merania - bajtoch (bajt sa rovná ôsmim bitom). Nasledujúce jednotky merania sú 1 KB = 210 1024 bajtov, 1 MB = 210 KB = 220 bajtov, 1 GB = 210 MB = 2 m KB = 230 bajtov.
  

  Zvyčajne sa samostatne charakterizuje kapacita RAM a kapacita externej pamäte. V súčasnosti môžu mať osobné počítače kapacitu RAM 4-32 MB a ešte viac. Tento indikátor je veľmi dôležitý pre určenie, ktoré softvérové ​​balíky a ich aplikácie môžu byť súčasne spracované v stroji.
  

  Kapacita externej pamäte sa líši v závislosti od typu média. Kapacita jednej diskety je teda 0,3-3 MB v závislosti od typu mechaniky a vlastností diskiet. Kapacita pevného disku môže dosiahnuť niekoľko GB, kapacita kompaktného disku (CD ROM) stovky MB (640 MB a viac) atď. Kapacita externej pamäte charakterizuje množstvo softvéru a jednotlivých softvérových produktov, ktoré je možné nainštalovať do počítača. Napríklad inštalácia operačného prostredia Windows 95 vyžaduje viac ako 100 MB pamäte pevného disku a aspoň 8-16 MB pamäte RAM počítača.
  

  Spoľahlivosť- ide o schopnosť počítača za určitých podmienok vykonávať požadované funkcie po danú dobu (norma ISO (International Standards Organization) 23 82 / 14-78).
  

  Vysoká spoľahlivosť počítača je položená v procese jeho výroby. Prechod na novú základňu prvkov - veľmi veľké integrované obvody (VLSI) dramaticky znižuje počet použitých integrovaných obvodov a tým aj počet ich vzájomných spojení. Rozloženie počítača a zabezpečenie požadovaných prevádzkových režimov (chladenie, ochrana proti prachu) je premyslené. Princíp modulárnej konštrukcie umožňuje jednoduchú kontrolu a riadenie činnosti všetkých zariadení, vykonávanie diagnostiky a odstraňovanie porúch.
  

  Presnosť- schopnosť rozlišovať medzi takmer rovnakými hodnotami (norma ISO - 2382 / 2-76). Presnosť získania výsledkov spracovania je daná najmä kapacitou počítača, ako aj štruktúrnymi jednotkami použitými na reprezentáciu informácie (bajt, slovo, dvojslovo).
  

  V mnohých aplikáciách počítačov sa nevyžaduje veľká presnosť, napríklad pri spracovaní textov a dokumentov, pri riadení technologických procesov. V tomto prípade stačí použiť 8, 16-bitové binárne kódy.
  

  Pri vykonávaní zložitých výpočtov je potrebné použiť vyššiu bitovú hĺbku (32, 64 a ešte viac). Preto všetky moderné počítače majú schopnosť pracovať so 16- a 32-bitovými strojovými slovami. Pomocou nástrojov programovania jazyka na vysokej úrovni je možné tento rozsah niekoľkonásobne zvýšiť, čo umožňuje dosiahnuť veľmi vysokú presnosť.
  

  Spoľahlivosť- vlastnosť informácie správne vnímať. Spoľahlivosť je charakterizovaná pravdepodobnosťou získania bezchybných výsledkov. Danú úroveň spoľahlivosti zabezpečujú hardvérové ​​a softvérové ​​prostriedky na ovládanie samotného počítača. Metódy kontroly spoľahlivosti sú možné riešením referenčných úloh a opakovanými výpočtami. V obzvlášť kritických prípadoch sa rozhodnutia o kontrole prijímajú na iných počítačoch a výsledky sa porovnávajú.
  

  2. Grafický editor operačného systému Windows
  

  Paint je najjednoduchší grafický editor zabudovaný do operačného systému Windows a určený na vytváranie a úpravu bitmapovej grafiky v hlavnom formáte Windows (BMP) a vo formátoch GIF, JPEG. Je vhodný na vytváranie jednoduchých grafických ilustrácií: diagramov, tabuliek a grafov, ktoré možno vložiť napríklad do textových dokumentov. Editor navyše umožňuje zadávať texty pomocou sady písiem Windows.
  

  Grafický editor Paint je zameraný na proces „kreslenia“ obrazu a kombinovania hotových fragmentov a nie je určený na seriózne grafické práce, ako je technický dizajn (detaily, autá, domy), úprava ilustrácií fotografií a pod.
  

  Hlavné funkcie editora:
  

  pracovať len s jedným súborom naraz;
  

  kreslenie priamych a zakrivených čiar rôznych hrúbok a farieb;
  

  používanie štetcov rôznych tvarov, šírok a farieb;
  

  konštrukcia rôznych tvarov - obdĺžniky, mnohouholníky, ovály, elipsy - vyplnené a nevyplnené;
  

  umiestnenie textu na výkres;
  

  využitie transformácií – rotácií, odrazov, natiahnutí a zošikmenia.
  

  Ak chcete spustiť grafický editor Paint, musíte spustiť: Štart _
  programy ) Štandardné )Grafický editor Paint. Po spustení vyzerá okno grafického editora Paint ako na obrázku 1.
  

  Prvky okna editora Paint:
  

  1 - riadok hlavičky (názov súboru obrázka a potom názov editora);
  

  2 - panel s ponukami (príkazy Súbor, Upraviť, vyhliadka, Obrázok, Paleta a referencia);
  

  
  

  Ryža. 1. Okno grafického editora Maľovanie
  

  3 - panel nástrojov;
  

  4 - farebná paleta;
  

  5 — pole výberu šírky čiary;
  

  6 — horizontálne a vertikálne posúvače;
  

  7 - pracovné pole (pracovná oblasť).
  

  Svoju prácu môžete ovládať v grafickom editore Paint výberom príkazov z ponuky a ikon na paneli nástrojov. Existujú príkazy, ktoré sa volajú buď len cez menu, alebo len cez panel nástrojov.
  

  Základné kresliace úkony
  

  Ak chcete vytvoriť nový výkres, použite postupnosť: Súbor _
  Vytvorte. Potom sa v pracovnej oblasti okna objaví biely obdĺžnik, proti ktorému pracujú.
  

  Ak chcete zmeniť štandardnú veľkosť obrázka, umiestnite kurzor do pravého dolného rohu bieleho obdĺžnika (v tomto prípade kurzor zmení svoj vzhľad na dve diagonálne šípky) a presuňte kurzor so stlačeným ľavým tlačidlom myši na nový umiestnenie. Ďalším spôsobom nastavenia veľkosti obrázka je výber z položky ponuky Obrázok položka Atribúty a zadávaním do polí šírka a Výška požadované hodnoty. Je možné si aj vybrať Jednotky a Typ farebnej palety(farebné alebo čiernobiele). Je potrebné poznamenať, že ak aktuálne rozmery obrázka presiahnu nové rozmery, obrázok bude orezaný na pravom a dolnom okraji. Ak sú nové rozmery väčšie ako aktuálne rozmery, pridaná oblasť získa aktuálnu farbu pozadia.
  

  Ak chcete výkres uložiť, použite postupnosť Súbor _
  Uložiť (Uložiť ako). V tomto prípade musíte zadať názov súboru, vybrať typ súboru (BMP, JPG alebo GIF) a adresár na uloženie. Ukladanie sa vykonáva výberom akcie pomocou myši Uložiť.
  

  Ak výkres, ktorý bol predtým v pracovnej oblasti, nebol uložený, ale bol zadaný príkaz na zatvorenie editora, položí sa otázka: Uložiť zmeny do súboru...? s možnosťami odpovede Áno, nie a Zrušiť. Výber možnosti Zrušiť zruší príkaz na ukončenie a vráti sa k úprave výkresu.
  

  Na odstránenie Celkom čerpané z pracovného priestoru použite položky ponuky Obrázok _ jasný.
  

  Ak chcete načítať obrázok z disku, použite postupnosť Súbor _ OTVORENÉ. Potom musíte zo zoznamu vybrať umiestnenie súboru na disku (adresár), typ súboru a názov súboru. Akcia sa potvrdí stlačením tlačidla OTVORENÉ.
  

  Panel s nástrojmi
  

  Kresliť, maľovať, meniť farbu, písať, mazať atď. v programe Maľovanie musíte vybrať požadovaný nástroj. Na to slúži panel nástrojov (obr. 2). Musíte kliknúť na tlačidlo s požadovaným nástrojom. Potom bude vybrané tlačidlo v stlačenom stave a informuje užívateľa o zvolenej akcii. Kurzor myši tiež zmení svoj tvar v závislosti od výberu. Presunutie kurzora nad pracovnú plochu so stlačeným ľavým tlačidlom myši vedie k použitiu nástroja a zmenám vo výkrese. Po uvoľnení tlačidla myši sa kurzor jednoducho presunie (bez zmeny obrázka).
  

  
  

  Ryža. 2. Panel nástrojov Maľovanie
  

  (1) a Výber(2) - umožňujú vybrať časť vzoru voľného tvaru alebo celý vzor na následné kopírovanie, mazanie atď.
  

  Guma(3) - vymazanie časti obrázka. Veľkosť gumy môžete zmeniť. Odstránená oblasť obrázka bude mať farbu pozadia.
  

  vyplniť(4) - umožňuje vymaľovať vnútro ľubovoľnej uzavretej plochy zvolenou farbou. Vyžaduje to kliknutie kdekoľvek v regióne. Ak oblasť nie je uzavretá, potom bude celá pracovná oblasť premaľovaná.
  

  Výber farby z tej na obrázku(5) - na následné kreslenie, napríklad ceruzkou alebo štetcom.
  

  Mierka(6) - 1, 2, 6 alebo 8 - viacnásobné zvýšenie fragmentu obrázka.
  

  Ceruzka(7) - po stlačení ľavého tlačidla myši sa za kurzorom myši nakreslí stopa zvolenej farby s hrúbkou 1 pixel. Po uvoľnení ľavého tlačidla sa stopa nenakreslí.
  

  Kefa(8) - akcia je podobná ceruzke, ale môžete zmeniť tvar štetca - kruh, štvorec atď a hrúbku štetca.
  

  Striekajte(9) - maľovanie s použitím sprejového efektu farby.
  

  Nápis(10) - umožňuje písať text so znakmi zvolenej veľkosti, štýlu a typu písma v obdĺžnikovom okne s nepriehľadným alebo priehľadným pozadím.
  

  Linka(11) - určený na kreslenie rovnej čiary (segmentu) zvolenej farby a hrúbky. Konce segmentu sú miesta, kde bolo stlačené a uvoľnené ľavé tlačidlo myši.
  

  Krivka(12) - určený na kreslenie hladkých zakrivených čiar spájajúcich dané body, zvolenú farbu a hrúbku. Najprv sa nakreslí rovná čiara, potom sa stlačeným ľavým tlačidlom myši dá krivka dvakrát ohnúť vo zvolených smeroch.
  

  Obdĺžnik(13) - používa sa na kreslenie vyplnených a nevyplnených obdĺžnikov a štvorcov. Je potrebné stlačiť ľavé tlačidlo myši, presunúť kurzor na iný bod a tlačidlo uvoľniť. Možné režimy sú „iba rám“, „rámik a výplň“, „iba výplň“.
  

  Polygón(14) - kreslenie polygónov. Ak chcete nakresliť prvú stranu, musíte ťahať kurzor a súčasne držať stlačené tlačidlo. Ak chcete postaviť ďalšie strany, môžete kliknúť na vrcholy mnohouholníka.
  

  Elipsa(15) - kreslenie elipsy vpísanej do zamýšľaného obdĺžnika. Môžete si vybrať režim (pozri rámček).
  

  zaoblený obdĺžnik(16) - kreslenie obdĺžnika so zaoblenými vrcholmi.
  

  Úprava kresby
  

  Výber palety
  

  Farbu si môžete vybrať dvoma spôsobmi.
  

  Najprv je v ponuke farebná paleta s 28 farbami (obrázok 3). Ak chcete vybrať farbu čiary a pozadia, kliknite ľavým tlačidlom myši na požadovanú farbu. Kliknutím pravým tlačidlom myši vyberte farbu pozadia. "Predvolené" farby popredia a pozadia sú zobrazené v ľavom dolnom rohu okna Maľovanie.
  

  
  

  Ryža. 3. Predvolené farby a farebná paleta
  

  Po druhé, môžete si vybrať nástroj Výber farieb a kliknite na to miesto pracovnej plochy, ktoré je vyplnené požadovanou farbou.
  

  Ak chcete zmeniť paletu, vyberte farbu, ktorú chcete zmeniť. Na jedálnom lístku Paleta vyberte tím Zmeniť
  paleta. Kliknite na tlačidlo Definujte farbu, potom zmeňte hodnoty farebných zložiek pomocou modelu RGB (červená, zelená, modrá) alebo HLS (odtieň, kontrast, jas). Tlačidlá Pridať do súpravy a OK.
  

  Konverzia farebného obrázka na čiernobiely
  

  Ak chcete vykonať určitú akciu ponuky Obrázok vyberte tím Atribúty a potom vyberte možnosť panela Black and White. Prevod obrázka na čiernobiely je nevratný. Po návrate do farebnej palety je možné vyfarbiť iba nový objekt.
  

  Obrátenie všetkých farieb na obrázku
  

  Vyrába sa výberom z ponuky Obrázok príkazy invertovať farby. Každá farba bude nahradená svojou inverznou farbou (biela sa stane čiernou, žltá sa stane modrou atď.).
  

  Vloženie textu do obrázka
  

  Použite nástroj na vloženie textu do kresby. Nápis. Ak to chcete urobiť, kliknite na tlačidlo na paneli nástrojov. Kliknutím na obrázok sa na mieste, na ktoré ste klikli, zobrazí obdĺžnik (rámček) na zadávanie textu. Na vstupnom mieste sa objaví textový kurzor v tvare písmena I. Rámik zobrazuje hranice oblasti obrázka, kde bude umiestnený text.
  

  Ak je text dostatočne dlhý, nemusí sa zmestiť do rámčeka a výška rámčeka sa zmení. Je to spôsobené tým, že pri písaní sa slová automaticky zalomia do ďalšieho riadku, keď dosiahnete pravý okraj rámca. V dôsledku toho môže byť text nesprávne umiestnený. Preto je často potrebné špecificky zmeniť veľkosť rámu. Ak to chcete urobiť, musíte umiestniť kurzor na tučné bodky na okraji rámu, po ktorom kurzor zmení svoj vzhľad na „dve šípky ukazujúce rôznymi smermi“. Po stlačení ľavého tlačidla myši bude možné posunúť okraje rámu v zadanom smere.
  

  Text je možné umiestniť na obrázok v dvoch režimoch. V prvom režime je text vyplnený zvolenou farbou a jeho farba pozadia sa zhoduje s hlavnou farbou pozadia (nápis je nepriehľadný, text zakrýva obrázok a je umiestnený na ňom). V druhom prípade je text tiež vyplnený zvolenou farbou a pozadie je priehľadné (text je umiestnený na vrchu obrázka). Na prepnutie režimu sa na obrazovke zobrazí špeciálny panel.
  

  Na písanie je možné použiť rôzne typy písma. Písmo je súbor písmen, čísel, symbolov a interpunkcie so špecifickým vzhľadom. Charakteristika písma: typ písma (Times New Roman, Arial, Courier atď.), veľkosť a štýl (bežné, tučné, kurzíva, podčiarknuté). Na zmenu všetkých atribútov písma môžete použiť „panel atribútov textu“ (obr. 4).
  

  Ryža. 4. Panel atribútov textu
  

  Vzhľad panelu môžete povoliť alebo zakázať v ponuke vyhliadka výberom príkazu Panel atribútov textu. Výber typu písma, jeho veľkosti a typu kódovania sa vykonáva z rozbaľovacích zoznamov. Písmo môžete zmeniť pred písaním a počas písania. Ak chcete zastaviť písanie, môžete kliknúť na obrázok alebo zmeniť nástroj. Potom už nemôžete zmeniť písmo pre predtým napísaný text.
  

  Približovanie, prezeranie obrázka
  

  Nástroj Mierka sa používa na priblíženie aktuálneho výkresu. Môžete si vybrať faktor zväčšenia "1x", "2x", "6x" a "8x", alebo môžete nastaviť zobrazený obdĺžnik nad oblasťou obrázka, ktorú chcete zobraziť vo väčšom meradle, a kliknúť na ľavé tlačidlo myši. Vo zväčšenej mierke môžete pracovať s jednotlivými pixelmi, ktoré tvoria obraz obrázka. Ak chcete obnoviť pôvodnú mierku obrázka, vyberte koeficient "1x".
  

  Pri zmene mierky môže požadovaná časť obrázka zmiznúť z viditeľnej časti pracovného okna Maľovanie, pretože nová veľkosť obrázka je niekoľkonásobne väčšia ako veľkosť pracovného priestoru. Musíte posunúť okno tak, aby sa obrázok objavil v pracovnej oblasti. Na tento účel sa používajú vertikálne a horizontálne posúvače na pravej a spodnej strane pracovného priestoru.
  

  Mierku obrázka môžete zmeniť aj prostredníctvom ponuky vyhliadka pomocou príkazu Mierka, Iné. V tomto prípade sa mierka udáva v percentách: 100 %, 200 %, 400 %, 600 % a 800 %.
  

  Pri výbere mierky 400% a viac je možné zapnúť mriežku pre pohodlnejšiu prácu s obrázkom. To sa vykonáva výberom z ponuky vyhliadka príkazy Zobraziť mriežku.
  

  V grafickom editore Maľovanie existuje pohodlný spôsob, ako zobraziť celý výkres v normálnej mierke. Tým sa z obrazovky odstráni rám okna, všetky panely nástrojov, paleta a posuvníky. Na obrázku na celú obrazovku bude v normálnej mierke viditeľný iba upravený výkres. V tomto režime si môžete prezerať obrázok iba s vypnutými úpravami. Na zobrazenie sa používa sekvencia vyhliadka, Zobraziť výkres. Kliknutím ľavého tlačidla myši sa vrátite do režimu úprav.
  

  Práca s fragmentom obrazu
  

  Nástroj Výber ľubovoľnej oblasti umožňuje vybrať fragment - ľubovoľnú oblasť obrázka obmedzenú vytvorenou čiarou. Ak to chcete urobiť, musíte aktivovať nástroj a potom so stlačeným ľavým tlačidlom nakresliť uzavretú oblasť ľubovoľného tvaru. Ak je oblasť vybratá nesprávne, kliknite kurzorom na ľubovoľné miesto okrem vybratej oblasti.
  

  Nástroj Výber umožňuje vybrať ľubovoľnú obdĺžnikovú oblasť. Ak to chcete urobiť, aktivujte nástroj, presuňte ukazovateľ na miesto na pracovnej ploche, kde sa bude nachádzať jeden z rohov vybraného fragmentu, stlačte ľavé tlačidlo myši a posuňte ho požadovaným smerom.
  

  Existujú dva režimy výberu – priehľadný (farba pozadia je vylúčená z fragmentu) a nepriehľadný (farba pozadia je vo fragmente zachovaná). Na výber režimu sa na obrazovke zobrazí špeciálny dočasný panel.
  

  Vybratú časť obrázka môžete presunúť na iné miesto, vytvoriť viacero kópií časti alebo ju preniesť do inej aplikácie.
  

  Ak chcete fragment presunúť na iné miesto, stlačte ľavé tlačidlo vo vybranej oblasti a potom bez jeho uvoľnenia presuňte fragment na iné miesto. Ak podržíte kláves ctrl, potom sa prenesie kópia fragmentu.
  

  S fragmentom obrázka je možné vykonať ďalšie operácie: zmeniť veľkosť, roztiahnuť, otočiť, zošikmiť a premietnuť pomocou príkazov ponuky Obrázok.
  

  Pomocou schránky
  

  Vybranú oblasť je možné uložiť do vyrovnávacej pamäte prostredníctvom ponuky Upraviť. Ak to chcete urobiť, použite príkazy Kopírovať alebo Vystrihnúť. Pomocou príkazu môžete tiež vložiť fragment do súboru Kopírovať do súboru.
  

  Ak chcete do výkresu vložiť hotové fragmenty zo schránky alebo súboru, použite ponuku Upraviť a tímov Vložiť alebo Prilepiť zo súboru resp. V tomto prípade je vložený fragment spočiatku umiestnený v ľavom hornom rohu obrazovky a je potrebné ho presunúť na požadované miesto pomocou myši, pričom podržíte ľavé tlačidlo.
  

  Zrušte dokončenú operáciu
  

  Pri úprave výkresov nemôžete meniť už dokončené prvky grafického obrázka - môžete ich iba vymazať, preniesť alebo na ne kresliť.
  

  Čo robiť, ak bol výkres náhodne poškodený? Môžete vrátiť späť posledné tri zmeny, ktoré ste vykonali vo vzore. Ak to chcete urobiť, použite ponuku Upraviť a tím Zrušiť.
  

  Ak bola operácia omylom zrušená, možno ju obnoviť pomocou položiek ponuky Upraviť a Obnoviť.
  

  Konverzia výkresu
  

  Používanie príkazov ponuky Obrázok vybrané časti obrazu môžete odrážať, rozťahovať, stláčať, zväčšovať alebo skresľovať.
  

  S príkazom Prevrátiť/otočiť môžete otočiť vybraný fragment okolo vertikálnej alebo horizontálnej osi. V dialógovom okne sú na to prepínače. Otočte zľava doprava, Otočte zhora nadol a Otočte o 90, 180 a 270 stupňov.
  

  S príkazom Natiahnuť/nakloniť Výber môžete roztiahnuť alebo skresliť vertikálne alebo horizontálne. Na tento účel má dialógové okno príslušné prepínače a vstupné polia.
  

  Ukážte a vytlačte výkres
  

  Vzor je možné vytlačiť na tlačiarni pomocou sekvencie Súbor _ Tuleň. V dôsledku rozdielov medzi rozlíšením obrazovky a rozlíšením tlačiarne môže rovnaký obrázok na obrazovke a na papieri vyzerať odlišne. Ak chcete vopred skontrolovať, ako bude vytlačený výkres vyzerať, použite ponuku Súbor a tím Náhľad. Ďalej pomocou tlačidiel Väčšie a menšie môžete zvoliť vhodnú mierku obrázka. Ak chcete náhľad ukončiť, kliknite na tlačidlo Zavrieť.
  

  Pomocou ponuky Súbor a tím Nastavenia stránky, môžete zmeniť veľkosť strany, veľkosti okrajov, orientáciu obrázka a tlačiareň, ktorú používate.
  

  Kopírovanie („zachytenie“) obrazu z obrazovky
  

  Ak chcete skopírovať obsah celej obrazovky do schránky, stlačte kláves Odfotiť obrazovku. Ak chcete skopírovať obsah aktívneho okna do schránky, súčasne stlačte klávesy Alt + Tlač obrazovky.
  

  Pre ďalšiu prácu s obrázkom použite menu Upraviť príkaz Vložiť.
  

  Úloha 2
  

  Zhrnutie zmeny vkladu v cudzej mene pri zostatkovej sadzbe 7,0 % na obdobie 5 rokov, počiatočný vklad je 1 400 USD.
  

  Na finančné oddelenie
  

  inkasná agentúra
  

  LLC "Bakr", Krasnodar
  

  Nosov T.A.
  

  Zhrnutie
  

  na tému: "Prehľad zmeny menového vkladu podľa kurzu banky"
  

  rok

  Výška počiatočného vkladu

  2007

  2008

  2009

  2010

  2011

Prvá generácia počítačov

Prvá generácia počítačov bola vytvorená na elektrónkách v rokoch 1944 až 1954.

Vákuová trubica je zariadenie, ktorého činnosť sa vykonáva zmenou toku elektrónov pohybujúcich sa vo vákuu z katódy na anódu.

K pohybu elektrónov dochádza v dôsledku termionickej emisie - emisie elektrónov z povrchu zahriatych kovov. Faktom je, že kovy majú veľkú koncentráciu voľných elektrónov, ktoré majú rôzne energie, a teda aj rýchlosti pohybu. Keď sa kov zahrieva, energia elektrónov sa zvyšuje a niektoré z nich prekonávajú potenciálnu bariéru na hranici kovu.

Princíp činnosti elektrónovej lampy je nasledujúci. Ak je na vstup svietidla privedená logická jednotka (napríklad napätie 2 V), na výstupe zo svietidla dostaneme buď logickú nulu (napätie menšie ako 1V) alebo logickú jednotku (2V) . Dostaneme logickú jednotku, ak neexistuje žiadne riadiace napätie, pretože prúd bude voľne prechádzať z katódy na anódu. Ak sa na mriežku privedie záporné napätie, elektróny idúce z katódy na anódu budú od mriežky odpudzované a v dôsledku toho nebude prúdiť žiadny prúd a výstup z lampy bude logická nula. Pomocou tohto princípu boli postavené všetky logické prvky elektrónkových počítačov.

V najjednoduchšom prípade je katóda vlákno vyrobené zo žiaruvzdorného kovu (napríklad volfrámu), vyhrievané elektrickým prúdom, a anóda je malý kovový valec. Keď sa na katódu privedie napätie, pôsobením termiónovej emisie začnú z katódy vychádzať elektróny, ktoré zase prijme anóda.

Použitie elektrónok dramaticky zvýšilo výpočtové možnosti počítačov, čo prispelo k rýchlemu prechodu od prvých automatických reléových počítačov k prvej generácii elektrónkových počítačov.

Nebolo to však bez problémov. Použitie vákuových elektrónok zatienila ich nízka spoľahlivosť, vysoká spotreba energie a veľké rozmery. Prvé počítače boli skutočne gigantické a zaberali niekoľko miestností vo výskumných ústavoch. Údržba takýchto počítačov bola mimoriadne náročná a zdĺhavá, lampy neustále zlyhávali, vyskytli sa zlyhania pri zadávaní údajov a vznikalo mnoho ďalších problémov. Energetické systémy museli byť nemenej zložité a drahé (bolo potrebné položiť špeciálne napájacie zbernice na napájanie počítača a vytvoriť zložitú kabeláž na privedenie káblov ku všetkým prvkom) a chladiace systémy (lampy sa veľmi zahrievali, čo spôsobilo aby zlyhali ešte častejšie) .

Napriek tomu sa dizajn počítača rýchlo vyvíjal, rýchlosť výpočtu dosahovala niekoľko tisíc operácií za sekundu, kapacita RAM bola asi 2048 strojových slov. V počítačoch prvej generácie bol program už uložený v pamäti a využívalo sa paralelné spracovanie bitov strojových slov.

Vytvorené počítače boli predovšetkým univerzálne a používali sa na riešenie vedeckých a technických problémov. Postupom času sa výroba počítačov stáva sériovou a začínajú sa využívať na komerčné účely.

V tom istom období dochádza k formovaniu architektúry typu Von Neumann a mnohé z postulátov, ktoré našli svoje uplatnenie v počítačoch prvej generácie, zostávajú populárne dodnes.

Hlavné kritériá pre vývoj počítačov, ktoré sformuloval Von Neumann v roku 1946, sú uvedené nižšie:

1. Počítače musia pracovať v dvojkovej sústave;

2. Všetky činnosti vykonávané počítačom musia byť prezentované vo forme programu pozostávajúceho z sekvenčnej sady príkazov. Každá inštrukcia musí obsahovať operačný kód, adresy operandov a sadu funkcií služby;

3. príkazy musia byť uložené v pamäti počítača v binárnom kóde, pretože to umožňuje:

a) ukladať medzivýsledky výpočtov, konštanty a iné čísla na tom istom pamäťovom zariadení, kde je umiestnený program;

b) binárny zápis príkazov vám umožňuje vykonávať operácie s hodnotami, s ktorými sú zakódované;

c) je možné preniesť riadenie do rôznych sekcií programu v závislosti od výsledkov výpočtov;

4. pamäť musí mať hierarchickú organizáciu, keďže rýchlosť pamäťových zariadení výrazne zaostáva za rýchlosťou logických obvodov;

5. aritmetické operácie by sa mali vykonávať na základe obvodov, ktoré vykonávajú iba operácie sčítania, a vytváranie špeciálnych zariadení sa neodporúča;

6. na zvýšenie rýchlosti je potrebné použiť paralelnú organizáciu výpočtového procesu, t.j. operácie so slovami sa budú vykonávať súčasne vo všetkých čísliciach slova.

Treba poznamenať, že počítače prvej generácie neboli vytvorené úplne od začiatku. V tom čase už došlo k vývoju v oblasti budovania elektronických obvodov, napríklad v radare a iných príbuzných oblastiach vedy a techniky. Najvážnejšie problémy však súviseli s vývojom úložných zariadení. Predtým neboli prakticky žiadané, takže s ich vývojom neboli žiadne vážne skúsenosti. V dôsledku toho každý prelom vo vývoji pamäťových zariadení viedol k vážnemu kroku vpred v dizajne počítačov, pretože vývoj vysokorýchlostnej a priestrannej pamäte je nevyhnutnou podmienkou pre vývoj výkonného a vysokorýchlostného počítača.

Ako pamäťové zariadenie sa používali prvé počítače – statické spúšťače na elektrónkových triódach. Získanie vákuového úložného zariadenia s prijateľnou kapacitou si však vyžadovalo obrovské náklady. Na zapamätanie jednej dvojkovej číslice boli potrebné dve triódy, pričom na ukladanie informácií museli neustále spotrebovávať energiu. To zase viedlo k vážnemu vytváraniu tepla a katastrofálnemu poklesu spoľahlivosti. V dôsledku toho bolo úložné zariadenie mimoriadne objemné, drahé a nespoľahlivé.

V roku 1944 sa začal vyvíjať nový typ pamäťového zariadenia, založeného na použití ultrazvukových ortuťových oneskorovacích vedení. Myšlienka bola vypožičaná z pevného objektu a zariadenia na zníženie pozemného rušenia vyvinutého pre radar počas druhej svetovej vojny.

Na odstránenie stacionárnych objektov z obrazovky radaru sa odrazený signál rozdelil na dva, z ktorých jeden bol odoslaný priamo na obrazovku radaru a druhý bol oneskorený. Súčasným zobrazením normálnych a oneskorených signálov bola vymazaná akákoľvek zhoda, ktorá sa objavila v dôsledku oneskorenia a obrátenej polarity, a zostali len pohyblivé objekty.

Signál bol oneskorený pomocou oneskorovacích vedení - ortuťou naplnených trubíc s piezoelektrickým meničom na koncoch. Signály z radarového zosilňovača sa posielali do piezokryštálu na jednom konci trubice, ktorý pri pulzovaní generoval malé kolísanie ortuti. Oscilácia sa rýchlo preniesla na druhý koniec trubice, kde ju invertoval ďalší piezokryštál a preniesol na obrazovku.

Ortuť bola použitá, pretože jej špecifická akustická impedancia je takmer rovnaká ako akustická impedancia piezokryštálov. Tým sa minimalizovali straty energie, ku ktorým dochádza pri prenose signálu z kryštálu na ortuť a naopak.

Pre využitie pamäte boli ortuťové oneskorovacie vedenia mierne upravené. Na prijímacom konci elektrónky bol nainštalovaný opakovač, ktorý posielal vstupný signál späť na vstup oneskorovacej linky, takže impulz odoslaný do úložného systému naďalej cirkuloval v oneskorovacej linke, a preto sa uložila časť informácie. pokiaľ bola sila.

V každej oneskorovacej linke nie je uložený jeden impulz (dátový bit), ale celá sada impulzov, ktorých počet bol určený rýchlosťou impulzu prechádzajúceho cez ortuťovú oneskorovaciu linku (1450 m/s), trvaním impulzov, interval medzi nimi a dlhou trubicou.

Po prvýkrát bolo takéto zariadenie na ukladanie údajov použité v anglickom počítači - EDSAC, ktorý bol publikovaný v roku 1949.

Ortuťová pamäť oneskorenia bola v porovnaní s elektrónkovou triódovou pamäťou obrovským krokom vpred a viedla k skoku vo vývoji počítačovej technológie. Mal však niekoľko vážnych nedostatkov:

1. oneskorovacie linky si vyžadovali prísnu synchronizáciu s čítačkou dát. Impulzy museli do prijímača doraziť presne v momente, keď bol počítač pripravený ich prečítať;

2. Aby sa minimalizovali straty energie, ktoré vznikajú pri prenose signálu v oneskorovacom vedení, ortuť sa musí udržiavať pri teplote 40 °C, pretože pri tejto teplote môže ortuť dosiahnuť maximálne prispôsobenie akustických impedancií ortuti a piezokryštálov. Je to ťažká a nepohodlná práca;

3. Zmena teploty ortuti viedla aj k zníženiu rýchlosti šírenia zvuku. Teplotu bolo potrebné udržiavať v presne stanovených medziach, prípadne prispôsobovať taktovaciu frekvenciu počítača rýchlosti šírenia zvuku v ortuti pri aktuálnej teplote;

4. Signál by sa mohol odrážať od stien a koncov trubice. Museli sme použiť seriózne metódy na odstránenie odrazov a starostlivo upraviť polohu piezokryštálov;

5. Rýchlosť prevádzky pamäte na ortuťových oneskorovacích linkách bola nízka a obmedzená rýchlosťou zvuku v ortuti. V dôsledku toho bol príliš pomalý a ďaleko za výpočtovými možnosťami počítačov, čo brzdilo ich vývoj. Výsledkom bolo, že rýchlosť počítača s pamäťou na ultrazvukových ortuťových oneskorovacích linkách bola niekoľko tisíc operácií za sekundu;

6. Ortuť je mimoriadne toxický a drahý materiál, s používaním ktorého je spojená nutnosť dodržiavať prísne bezpečnostné normy.

Pre pokračovanie vývoja počítačov bola preto potrebná nová, rýchlejšia pamäť. Krátko po vytvorení prvého počítača založeného na ultrazvukových ortuťových oneskorovacích linkách sa začali práce na štúdiu nového typu pamäte pomocou katódových trubíc, ktoré sú modifikáciou osciloskopových trubíc.

Prvýkrát metódu ukladania údajov pomocou katódových trubíc vyvinul v roku 1946 Frederick Williams. Williamsonov vynález dokázal uložiť iba jeden bit a fungoval nasledovne.

Pomocou katódovej trubice bol elektrónový lúč zaostrený na časť platne potiahnutej špeciálnou látkou. V dôsledku toho táto oblasť pod pôsobením sekundárnej emisie emitovala elektróny a získala kladný náboj, ktorý pretrvával zlomok sekundy aj po vypnutí lúča. Ak sa bombardovanie elektrónmi opakuje v krátkych intervaloch, potom sa náboj miesta môže udržať tak dlho, ako je potrebné.

Ak sa lúč bez vypnutia mierne presunie do susednej sekcie, potom elektróny emitované susednou sekciou budú absorbované prvou sekciou a získajú neutrálny náboj.

V bunke pozostávajúcej z dvoch susediacich častí teda môžete rýchlo zapísať 1 bit informácie. Bunka bez náboja je 1, bunka s kladným nábojom je 0.

Na prečítanie uloženého bitu informácie boli na opačnú stranu platne pripevnené elektródy, ktoré merali veľkosť zmeny náboja článku, a samotný článok bol opakovane vystavený elektrónovému lúču. V dôsledku toho, bez ohľadu na počiatočný stav, získala kladný náboj. Ak už mal článok kladný náboj, tak zmena jeho náboja bola menšia, ako keby mal neutrálny náboj. Analýzou veľkosti zmeny náboja bola určená hodnota bitu uloženého v tejto bunke.

Proces čítania dát však zničil informácie uložené v bunke, takže po operácii čítania bolo potrebné dáta prepísať. Týmto spôsobom bol proces práce s CRT pamäťou veľmi podobný práci s modernou dynamickou pamäťou.

Prvý počítač s takouto pamäťou sa objavil v lete 1948 a umožňoval uložiť až tridsaťdva tridsaťdva bitových binárnych slov.

Postupom času bola CRT pamäť nahradená pamäťou s magnetickým jadrom. Tento typ pamäte bol vyvinutý J. Forresterom a W. Papianom a uvedený do prevádzky v roku 1953.

V pamäti magnetického jadra sú uložené dáta vo forme smeru magnetizácie malých feritových krúžkov. Každý krúžok obsahoval 1 bit informácií a celá pamäť bola obdĺžniková matica.

V najjednoduchšom prípade bolo pamäťové zariadenie nasledovné.

Pozdĺž radov matrice boli cez krúžky vedené budiace drôty (na obrázku sú zvýraznené zelenou farbou). Podobné drôty boli vedené cez krúžky pozdĺž stĺpcov matrice (modrá farba).

Prúd prechádzajúci týmito drôtmi určuje smer magnetizácie krúžkov. Navyše sila prúdu bola taká, že jeden drôt nemohol zmeniť smer magnetizácie, a preto sa smer magnetizácie zmenil iba v prstenci umiestnenom na priesečníku červeného a modrého drôtu. Bolo to nevyhnutné, pretože na každom budiacom drôte bolo navlečených niekoľko desiatok feritových krúžkov a na zmenu stavu potreboval len jeden krúžok.

Ak nebolo potrebné zmeniť stav magnetizácie vo vybranom prstenci, potom sa na zákazový vodič (červená farba) priviedol prúd v opačnom smere ako prúd v budiacich vodičoch. V dôsledku toho bol súčet prúdov nedostatočný na zmenu magnetizácie krúžku.

V každom krúžku teda môže byť uložená 1 alebo 0 v závislosti od smeru magnetizácie.

Na čítanie údajov z vybraného feritového krúžku boli naň aplikované prúdové impulzy cez budiace drôty tak, že ich súčet viedol k magnetizácii krúžku v určitom smere, bez ohľadu na počiatočnú magnetizáciu.

Keď sa zmenila magnetizácia krúžku, v čítacom drôte sa objavil indukčný prúd. Jeho meraním bolo možné určiť, ako veľmi sa zmenil smer magnetizácie v krúžku, a následne zistiť ním uloženú hodnotu.

Ako vidíte, proces čítania zničil dáta (rovnako ako v modernej dynamickej pamäti), takže po prečítaní bolo potrebné dáta prepísať.

Čoskoro sa tento typ pamäte stal dominantným a vytlačil katódové trubice a ultrazvukové ortuťové oneskorovacie linky. To prinieslo ďalší skok vo výkone počítača.

Ďalší vývoj a zlepšovanie počítačov im umožnilo pevne obsadiť svoje miesto v oblasti vedy a techniky.

Medzi pokročilé počítače prvej generácie patria:

ENIAC- prvý rozsiahly elektronický digitálny počítač, vytvorený v roku 1946 na príkaz americkej armády v balistickom výskumnom laboratóriu na výpočet palebných tabuliek. Uvedený do prevádzky 14. februára 1946;

EDVAC- jeden z prvých elektronických počítačov, vyvinutý v US Army Ballistic Research Laboratory, predstavený verejnosti v roku 1949;

EDSAC- elektronický počítač vytvorený v roku 1949 na University of Cambridge (Veľká Británia) skupinou vedenou Mauriceom Wilkesom;

UNIVAC- univerzálny automatický počítač, ktorý v roku 1951 vytvorili D. Mouchli a J. Presper Eckert;

IAS- Počítač Inštitútu pre pokročilé štúdium, vyvinutý pod vedením J. Neumanna v roku 1952;

Víchrica- Počítač vytvorený na Massachusetts Institute of Technology v marci 1951;

MESM- Malý elektronický počítací stroj - prvý domáci počítač, vytvorený v roku 1950 spoločnosťou S.A. Lebedev;

BESM- Veľký elektronický počítací stroj, vyvinutý Ústavom jemnej mechaniky a výpočtovej techniky Akadémie vied ZSSR.

Všetky tieto a mnohé ďalšie počítače prvej generácie pripravili spoľahlivú štartovaciu rampu pre víťazný pochod počítačov po celom svete.

Stojí za zmienku, že nedošlo k náhlemu prechodu od počítačov prvej generácie založených na vákuových trubiciach k počítačom druhej generácie založeným na tranzistoroch. Vákuové elektrónky boli postupne nahradené polovodičovými tranzistormi. Najprv boli elektrónky vytlačené zo zariadení na ukladanie dát a potom boli postupne vytlačené z aritmetických logických zariadení.

Vľavo je schematicky znázornený prechod od čisto elektrónkových počítačov k počítačom druhej generácie.

Počas existencie elektrónkových počítačov ich štruktúra, znázornená na obrázku nižšie, neprešla veľkými zmenami. Prechod na druhú generáciu počítačov tiež nepriniesol výrazné zmeny v ich konštrukčnej konštrukcii. V podstate sa zmenila len základňa prvkov. Vážne zmeny v štruktúre budovania počítačov začali bližšie k tretej generácii počítačov, keď sa začali objavovať prvé integrované obvody.

Pomocou zariadenia na vstup dát (IDV) boli do počítača vložené programy a počiatočné údaje. Zadané informácie boli celé alebo úplne uložené v pamäti RAM (random access memory). Potom sa v prípade potreby zapísal do externého úložného zariadenia (VSD), odkiaľ sa dal podľa potreby nahrať do RAM.

Po zadaní údajov alebo ich načítaní z VZU boli informácie o programe príkaz po príkaze načítané z RAM a prenesené do riadiacej jednotky (CU).

Riadiace zariadenie dekódovalo príkaz, určilo adresy operandov a číslo nasledujúceho príkazu, ktorý sa má prečítať z RAM. Potom CU pomocou nútenej koordinácie všetkých prvkov počítača zorganizovala vykonanie príkazu a požiadala o ďalší. Obvody riadiacich signálov sú na obrázku znázornené prerušovanými čiarami.

Aritmetická logická jednotka (ALU) vykonávala aritmetické a logické operácie s údajmi. Hlavnou časťou ALU je výpočtové jadro, ktoré zahŕňa sčítačky, čítače, registre, logické prevodníky atď.

Priebežné výsledky získané po vykonaní jednotlivých príkazov boli uložené v RAM. Výsledky získané po vykonaní celého výpočtového programu boli prenesené do výstupného zariadenia (UVv). Ako UVv boli použité: obrazovka, tlačiareň, ploter atď.

Ako vidno z vyššie uvedenej blokovej schémy, počítače prvej generácie mali silnú centralizáciu. Riadiace zariadenie bolo zodpovedné nielen za vykonávanie príkazov, ale riadilo aj činnosť zariadení na vstup a výstup údajov, prenos údajov medzi pamäťovými zariadeniami a ďalšie funkcie počítača. Formáty príkazov, údajov a cyklov operácií boli tiež prísne štandardizované.

To všetko umožnilo trochu zjednodušiť hardvér počítača, ktorý bol strašne zložitý, ťažkopádny a bez zbytočností v organizácii výpočtového procesu, ale výrazne obmedzoval rast ich produktivity.

Prvý počítač na elektrónkach vznikol v USA a volal sa ENIAC. Malo to významný vplyv na smerovanie vývoja výpočtovej techniky. Čoskoro príklad USA nasledovalo mnoho ďalších priemyselných krajín (Veľká Británia, Švajčiarsko, ZSSR atď.), ktoré venovali veľkú pozornosť rozvoju výpočtovej techniky v povojnovom období.

Najväčší význam vo vývoji výpočtovej techniky však mal výskum uskutočnený v USA, ZSSR a Veľkej Británii. V iných krajinách, napríklad vo Francúzsku, Nemecku, Japonsku, počítače prvej generácie nedostali seriózny vývoj. Najmä pre Nemecko, Španielsko a Japonsko je dokonca ťažké oddeliť rámec pre prechod od počítačov prvej generácie k počítačom druhej generácie, keďže spolu s prvými elektrónkovými počítačmi sa začali vytvárať aj prvé počítače na báze polovodičov. koncom päťdesiatych rokov.

Bibliografia

1. História vývoja výpočtovej techniky. Lanina E.P. ISTU, Irkutsk - 2001

2. Rozvoj výpočtovej techniky. Apokin I.A. M., "Veda", 1974

3. Kurz fyziky. Trofimová T.I. Moskovská "stredná škola", 2001

Možnosti porovnania	Generácie počítačov
				štvrtý
Doba
Základňa prvkov (pre CU, ALU)	Elektronické (alebo elektrické) svietidlá	Polovodiče (tranzistory)	integrované obvody	Veľké integrované obvody (LSI)
Hlavný typ počítača			Malý (mini)
Základné vstupné zariadenia	Diaľkové ovládanie, dierny štítok, vstup diernej pásky		Alfanumerický displej, klávesnica	Farebný grafický displej, skener, klávesnica
Hlavné výstupné zariadenia	Alfanumerická tlačiareň (ATsPU), výstup na perforovanú pásku		Grafový ploter, tlačiareň
Externá pamäť	Magnetické pásky, bubny, dierne pásky, dierne štítky		Perforovaná páska, magnetický disk	Magnetické a optické disky
Kľúčové rozhodnutia v softvéri	Univerzálne programovacie jazyky, prekladače	Dávkové operačné systémy optimalizujúce prekladače	Interaktívne operačné systémy, štruktúrované programovacie jazyky	Softvérová prívetivosť, sieťové operačné systémy
Prevádzkový režim počítača	Jediný program	Dávka	Časové rozdelenia	Osobná práca a sieťové spracovanie
Účel použitia počítača	Vedecké a technické výpočty	Technické a ekonomické výpočty	Manažérske a ekonomické výpočty	Telekomunikácie, informačný servis

Tabuľka - Hlavné charakteristiky počítačov rôznych generácií

generácie
Obdobie, roky				1980-súčasnosť tepl.
Základňa prvku	Vákuové trubice	Polovodičové diódy a tranzistory	integrované obvody	Ultra veľké integrované obvody
Architektúra	Architektúra von Neumanna	Multiprogramový režim	Lokálne počítačové siete, výpočtové systémy pre kolektívne použitie	Multiprocesorové systémy, osobné počítače, globálne siete
Výkon	10 - 20 tisíc op / s	100-500 tisíc op/s	Približne 1 milión op/s	Desiatky a stovky miliónov op/s
softvér	Strojové jazyky	Operačné systémy, algoritmické jazyky	Operačné systémy, dialógové systémy, počítačové grafické systémy	Aplikačné balíky, databázy a znalostné bázy, prehliadače
Externé zariadenia	Vstupné zariadenia z diernych pások a diernych štítkov,	ATsPU, teletypy, NML, NMB	Video terminály, HDD	NGMD, modemy, skenery, laserové tlačiarne
Aplikácia	Problémy s výpočtom	Inžinierske, vedecké, ekonomické úlohy	ACS, CAD, vedecké a technické úlohy	Manažérske úlohy, komunikácia, vytváranie pracovných staníc, spracovanie textu, multimédiá
Príklady	ENIAC, UNIVAC (USA); BESM – 1,2, M-1, M-20 (ZSSR)	IBM 701/709 (USA) BESM-4, M-220, Minsk, BESM-6 (ZSSR)	IBM 360/370, PDP -11/20, Cray -1 (USA); EU 1050, 1066, Elbrus 1.2 (ZSSR)	Cray T3 E, SGI (USA), PC, servery, pracovné stanice od rôznych výrobcov

V priebehu 50 rokov sa objavilo niekoľko generácií počítačov, ktoré sa navzájom nahradili. Rýchly rozvoj VT na celom svete je určený len vyspelou základňou prvkov a architektonickými riešeniami.
Keďže počítač je systém pozostávajúci z hardvéru a softvéru, je prirodzené chápať generáciu počítačov charakterizovaných rovnakými technologickými a softvérovými riešeniami (prvková báza, logická architektúra, softvér). Medzitým sa v mnohých prípadoch ukazuje, že je veľmi ťažké klasifikovať BT podľa generácií, pretože hranica medzi nimi je z generácie na generáciu čoraz nejasnejšia.
Prvá generácia.
Základňa prvkov - elektronické lampy a relé; pamäť s náhodným prístupom sa vykonávala na spúšťačoch, neskôr na feritových jadrách. Spoľahlivosť - nízka, vyžaduje sa chladiaci systém; Počítače boli veľké. Výkon - 5 - 30 tisíc aritmetických operácií / s; Programovanie - v počítačových kódoch (strojový kód), neskôr sa objavili autokódy a assemblery. Programovanie robil úzky okruh matematikov, fyzikov a elektronických inžinierov. Počítače prvej generácie sa používali hlavne na vedecké a technické výpočty.

Druhá generácia.
Základňa polovodičových prvkov. Výrazne zvýšená spoľahlivosť a výkon, znížená veľkosť a spotreba energie. Vývoj vstup / výstup, externá pamäť. Množstvo progresívnych architektonických riešení a ďalší vývoj programovacej technológie - režim zdieľania času a režim multiprogramovania (spájajúci prácu centrálneho procesora na spracovanie údajov a vstupných/výstupných kanálov, ako aj paralelizáciu operácií na získavanie príkazov a údajov z pamäte)
V rámci druhej generácie sa zreteľne prejavila diferenciácia počítačov na malé, stredné a veľké. Výrazne rozšíril záber počítača na riešenie problémov – plánovanie – ekonomické, riadenie výrobných procesov a pod.
Vznikajú automatizované riadiace systémy (ACS) pre podniky, celé odvetvia a technologické procesy (APCS). Koniec 50-tych rokov je charakteristický vznikom množstva vysokoúrovňových problémovo orientovaných programovacích jazykov (HLL): FORTRAN, ALGOL-60 atď. v rôznych programovacích jazykoch a na rôzne účely monitory a dispečeri na riadenie režimov práce počítača, plánovanie jeho zdrojov, ktoré položili koncepciu ďalšej generácie operačných systémov.

Tretia generácia.
Základňa prvkov na integrovaných obvodoch (IC). Existujú série počítačových modelov, ktoré sú programovo kompatibilné zdola nahor a majú rastúce možnosti od modelu k modelu. Logická architektúra počítačov a ich periférnych zariadení sa stala komplexnejšou, čím sa výrazne rozšírili funkčné a výpočtové možnosti. Operačné systémy (OS) sa stávajú súčasťou počítačov. Mnoho úloh správy pamäte, vstupných/výstupných zariadení a iných zdrojov začal preberať operačný systém alebo priamo hardvér počítača. Softvér sa stáva výkonným: objavujú sa systémy riadenia databáz (DBMS), systémy pre automatizáciu projektovej práce (CAD) na rôzne účely, zdokonaľujú sa automatizované riadiace systémy a systémy riadenia procesov. Veľká pozornosť sa venuje tvorbe aplikačných softvérových balíkov (APP) na rôzne účely.
Programovacie jazyky a systémy sa vyvíjajú Príklady: - séria modelov IBM/360, USA, sériová výroba - od roku 1964; -ES COMPUTER, ZSSR a krajiny RVHP od roku 1972.
Štvrtá generácia.
Základom prvkov sa stávajú veľké (LSI) a extra veľké (VLSI) integrované obvody. Počítače už boli navrhnuté na efektívne využitie softvéru (napríklad počítače podobné UNIXu, ktoré sa najlepšie ponoria do softvérového prostredia UNIX; Prolog-machines, zamerané na úlohy umelej inteligencie); moderná NU. Spracovanie telekomunikačných informácií naberá na sile zlepšovaním kvality komunikačných kanálov využívajúcich satelitnú komunikáciu. Vznikajú národné a nadnárodné informačné a výpočtové siete, ktoré umožňujú hovoriť o začiatku informatizácie ľudskej spoločnosti ako celku.
Ďalšia intelektualizácia CT je determinovaná vytvorením pokročilejších rozhraní človek-počítač, znalostných báz, expertných systémov, systémov paralelného programovania atď.
Základňa prvkov umožnila dosiahnuť veľké úspechy v miniaturizácii, zvyšovaní spoľahlivosti a výkonu počítačov. Objavili sa mikro- a minipočítače, ktoré sú svojimi schopnosťami lepšie ako stredné a veľké počítače predchádzajúcej generácie za oveľa nižšiu cenu. Technológia výroby procesorov na báze VLSI zrýchlila tempo výroby počítačov a umožnila predstaviť počítače širokým vrstvám spoločnosti. S príchodom univerzálneho procesora na jednom čipe (mikroprocesor Intel-4004, 1971) začala éra PC.
Za prvý počítač možno považovať Altair-8800, založený na Intel-8080, v roku 1974. E. Roberts. P. Allen a W. Gates vytvorili prekladač z populárneho jazyka Basic, výrazne zvýšil inteligenciu prvého PC (neskôr založili slávnu spoločnosť Microsoft Inc). Tvár 4. generácie je do značnej miery determinovaná tvorbou superpočítačov, ktoré sa vyznačujú vysokým výkonom (priemerná rýchlosť 50 - 130 megaflops. 1 megaflops = 1 milión operácií s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu) a netradičnou architektúrou (princíp paralelizácie založenej na spracovanie príkazového potrubia). Superpočítače sa používajú pri riešení problémov matematickej fyziky, kozmológie a astronómie, pri modelovaní zložitých systémov atď. Keďže výkonné počítače hrajú a budú zohrávať dôležitú úlohu pri prepínaní sietí, často sa diskutuje o problémoch siete spolu s otázkami o superpočítačoch. nazývané stroje série Elbrus, počítačové systémy ps-2000 a PS-3000, obsahujúce až 64 procesorov riadených spoločným tokom inštrukcií, rýchlosť na rade úloh bola okolo 200 megaflopov. Zároveň sa vzhľadom na zložitosť vývoja a implementácie projektov moderných superpočítačov, ktoré si vyžadujú intenzívny základný výskum v oblasti informatiky, elektronických technológií, vysokej kultúry výroby a vážnych finančných nákladov, javí ako veľmi nepravdepodobné, že by domáci superpočítače budú vytvorené v dohľadnej dobe, podľa hlavných charakteristík nie horšie ako najlepšie zahraničné modely.
Treba si uvedomiť, že pri prechode na technológiu IS výroby počítačov sa definujúce ťažisko generácií čoraz viac presúva z elementárnej základne k iným ukazovateľom: logická architektúra, softvér, používateľské rozhranie, aplikačné oblasti atď.
Piata generácia.
Vzniká v útrobách štvrtej generácie a je do značnej miery determinovaná výsledkami práce Japonského výboru pre vedecký výskum v oblasti počítačov publikovaných v roku 1981. Podľa tohto projektu musia počítače a výpočtové systémy piatej generácie okrem vysokého výkonu a spoľahlivosti pri nižších nákladoch, plne poskytovaných VLSI a ďalšími najnovšími technológiami, spĺňať tieto kvalitatívne nové funkčné požiadavky:

· zabezpečiť jednoduché používanie počítačov implementáciou systémov na vstup/výstup informácií hlasom; interaktívne spracovanie informácií pomocou prirodzených jazykov; možnosti učenia, asociatívne konštrukcie a logické závery;

Zjednodušte proces tvorby softvérových nástrojov automatizáciou syntézy programov podľa špecifikácií počiatočných požiadaviek v prirodzených jazykoch

· zlepšiť hlavné charakteristiky a prevádzkové vlastnosti VT na plnenie rôznych spoločenských úloh, zlepšiť pomer nákladov a výsledkov, rýchlosť, ľahkosť, kompaktnosť počítačov; zabezpečiť ich rozmanitosť, vysokú prispôsobivosť aplikáciám a spoľahlivosť v prevádzke.

Vzhľadom na zložitosť implementácie úloh vytýčených pre piatu generáciu je celkom možné rozdeliť ju na viditeľnejšie a lepšie vnímané etapy, z ktorých prvá je z veľkej časti realizovaná v rámci súčasnej štvrtej generácie.

V krátkej histórii výpočtovej techniky existuje niekoľko období založených na tom, aké základné prvky boli použité na výrobu počítača. Časové členenie na obdobia je do určitej miery podmienené, pretože keď sa počítače starej generácie ešte vyrábali, nová generácia začínala naberať na obrátkach.

Vo vývoji počítačov existujú všeobecné trendy:

1. Zvýšenie počtu prvkov na jednotku plochy.
2. Zmenšovanie.
3. Zvýšenie rýchlosti práce.
4. Zníženie nákladov.
5. Vývoj softvéru na jednej strane a zjednodušenie, štandardizácia hardvéru na strane druhej.

Nulová generácia. Mechanické kalkulačky

Predpoklady pre vznik počítača boli pravdepodobne formované už v staroveku, ale často sa recenzia začína počítacím strojom Blaisea Pascala, ktorý navrhol v roku 1642. Tento stroj mohol vykonávať iba operácie sčítania a odčítania. V 70. rokoch toho istého storočia Gottfried Wilhelm Leibniz zostrojil stroj, ktorý dokázal vykonávať nielen sčítanie a odčítanie, ale aj násobenie a delenie.

Charles Babbage v 19. storočí výrazne prispel k budúcemu rozvoju výpočtovej techniky. Jeho rozdielový motor, síce vedel len sčítať a odčítať, ale výsledky výpočtov boli vytlačené na medenú platňu (analóg informačno-výstupných prostriedkov). Neskôr opísal Babbage analytický motor musel vykonať všetky štyri základné matematické operácie. Analytický engine pozostával z pamäte, výpočtového mechanizmu a vstupno-výstupných zariadení (rovnako ako počítač ... len mechanické), a čo je najdôležitejšie, mohol vykonávať rôzne algoritmy (podľa toho, ktorý dierny štítok bol vo vstupnom zariadení). Programy pre analytický stroj napísala Ada Lovelace (prvá známa programátorka). V skutočnosti sa stroj v tom čase nerealizoval pre technické a finančné ťažkosti. Svet zaostával za Babbageovým myšlienkovým pochodom.

V 20. storočí navrhli automatické počítacie stroje Konrad Zus, George Stibits, John Atanasov. Stroj posledného menovaného obsahoval, dalo by sa povedať, prototyp RAM a používal aj binárnu aritmetiku. Reléové počítače Howarda Aikena: Mark I a Mark II boli svojou architektúrou podobné Babbageovmu analytickému enginu.

Prvá generácia. Vákuové elektrónkové počítače (194x-1955)

Rýchlosť: niekoľko desiatok tisíc operácií za sekundu.

Zvláštnosti:

• Keďže lampy majú značnú veľkosť a sú ich tisíce, stroje boli obrovské.
• Keďže existuje veľa lámp a majú tendenciu vyhorieť, počítač bol často nečinný kvôli hľadaniu a výmene zlyhanej lampy.
• Lampy vyžarujú veľké množstvo tepla, preto počítače vyžadujú špeciálne výkonné chladiace systémy.

Počítačové príklady:

Kolos- tajný vývoj britskej vlády (na vývoji sa podieľal Alan Turing). Ide o prvý elektronický počítač na svete, ktorý síce nemal vplyv na rozvoj výpočtovej techniky (kvôli jej utajeniu), ale pomohol vyhrať druhú svetovú vojnu.

eniacký. Tvorcovia: John Mowshley a J. Presper Eckert. Hmotnosť stroja 30 ton. Nevýhody: použitie systému desiatkových čísel; veľa prepínačov a káblov.

Edsak. Úspech: prvý stroj s programom v pamäti.

Víchrica I. Slová malej dĺžky, práca v reálnom čase.

Počítač 701(a následné modely) od IBM. Prvý počítač, ktorý vedie trh už 10 rokov.

Druhá generácia. Tranzistorové počítače (1955-1965)

Rýchlosť: stovky tisíc operácií za sekundu.

V porovnaní s vákuovými elektrónkami umožnilo použitie tranzistorov zmenšiť veľkosť výpočtového zariadenia, zvýšiť spoľahlivosť, zvýšiť rýchlosť prevádzky (až 1 milión operácií za sekundu) a takmer zrušiť prenos tepla. Metódy ukladania informácií sa vyvíjajú: magnetická páska je široko používaná, neskôr sa objavujú disky. V tomto období bola videná prvá počítačová hra.

Prvý tranzistorový počítač TX sa stal prototypom pre pobočkové počítače PDP DEC firmy, ktoré možno považovať za zakladateľov počítačového priemyslu, pretože sa objavil fenomén masového predaja automobilov. DEC uvádza na trh prvý minipočítač (veľkosť skrine). Opravený vzhľad displeja.

Aktívne pracuje aj IBM, ktorá už vyrába tranzistorové verzie svojich počítačov.

Počítač 6600 CDC, ktoré vyvinul Seymour Cray, malo oproti iným počítačom tej doby výhodu – ide o jeho rýchlosť, ktorá bola dosiahnutá paralelným vykonávaním inštrukcií.

Tretia generácia. Počítače s integrovanými obvodmi (1965-1980)

Rýchlosť: milióny operácií za sekundu.

Integrovaný obvod je elektronický obvod vyleptaný na kremíkový čip. Do takéhoto obvodu sa zmestia tisíce tranzistorov. V dôsledku toho boli počítače tejto generácie nútené byť ešte menšie, rýchlejšie a lacnejšie.

Posledná uvedená vlastnosť umožnila počítačom preniknúť do rôznych oblastí ľudskej činnosti. Z tohto dôvodu sa stali špecializovanejšími (t. j. existovali rôzne počítače na rôzne úlohy).

Vyskytol sa problém s kompatibilitou vyrábaných modelov (softvér k nim). IBM po prvýkrát venovalo veľkú pozornosť kompatibilite.

Bolo implementované multiprogramovanie (to je vtedy, keď je v pamäti niekoľko spustiteľných programov, čo má za následok úsporu zdrojov procesora).

Ďalší vývoj minipočítačov ().

Štvrtá generácia. Počítače na veľkých (a ultra veľkých) integrovaných obvodoch (1980-…)

Rýchlosť: stovky miliónov operácií za sekundu.

Bolo možné umiestniť na jeden čip nie jeden integrovaný obvod, ale tisíce. Rýchlosť počítačov sa výrazne zvýšila. Počítače boli stále lacnejšie a kupovali si ich aj jednotlivci, čo predznamenalo takzvanú éru osobných počítačov. Jednotlivec však najčastejšie nebol profesionálnym programátorom. V dôsledku toho bol potrebný vývoj softvéru, aby jednotlivec mohol používať počítač v súlade so svojimi predstavami.

Koncom 70. a začiatkom 80. rokov bol počítač populárny Apple, ktorú navrhli Steve Jobs a Steve Wozniak. Neskôr sa do masovej výroby dostal osobný počítač na procesore Intel.

Neskôr sa objavili superskalárne procesory, schopné vykonávať veľa inštrukcií súčasne, ako aj 64-bitové počítače.

Piata generácia?

To zahŕňa neúspešný projekt Japonska (dobre opísaný na Wikipédii). Iné zdroje označujú piatu generáciu počítačov za takzvané neviditeľné počítače (mikrokontroléry zabudované v domácich spotrebičoch, automobiloch atď.) alebo vreckové počítače.

Existuje aj názor, že piata generácia by mala obsahovať počítače s dvojjadrovými procesormi. Z tohto pohľadu začala piata generácia okolo roku 2005.

Prednáška č. 4.1. generácie počítačov.

Prvá generácia počítačov.

Druhá generácia počítačov.

Počítače tretej generácie.

počítačov štvrtej generácie.

Piata generácia počítačov.

Super počítač.

Otázky na samotestovanie.

Prvá generácia počítačov. 1948-1958.

Bez zohľadnenia elementárnej základne počítačov by sa dalo povedať, že prvý počítač vyvinul Alan Turing "Kolos", vyvinutý už v roku 1943. Tento stroj bol určený na dešifrovanie nemeckých tajných správ z druhej svetovej vojny. Bol to jeden z prvých pokusov o vytvorenie univerzálneho programovateľného stroja.

Súčiastkovú základňu počítačov prvej generácie tvoria elektrónky. Boli určené na riešenie vedeckých a technických problémov. Vojenské oddelenia a štátne inštitúcie vlastnili takéto stroje. Ich cena bola taká veľká, že ich nemohli získať ani veľké korporácie. Tieto stroje boli obrovské a vážili okolo 5 - 30 ton, zaberali plochu niekoľko stoviek metrov štvorcových.

Výpočtový výkon bol len niekoľko tisíc operácií za sekundu. Napríklad operácie ako sčítanie a odčítanie trvali niekoľko sekúnd. Delenie a násobenie trvalo až niekoľko desiatok sekúnd. A výpočet logaritmu alebo trigonometrickej funkcie trval viac ako minútu. V porovnaní s počítačmi našej doby to trvalo menej ako sekundu!

Základom počítačov tejto generácie boli: elektromechanické relé, ktoré sa rýchlo pokazili a vytvárali hluk ako vo výrobnej dielni, elektrónky, ktorých životnosť nepresiahla niekoľko mesiacov. V aute ich boli desaťtisíce. Takže každý deň sa niečo zlomilo.

Počítače prvej generácie boli plne programovateľné stroje. Čo ich odlišovalo od aritmometrov a kalkulačiek. Ale programovanie na takýchto počítačoch bolo dosť ťažké. Pretože neexistovali jazyky vysokej úrovne a neexistovali ani jazyky nízkej úrovne (assembler). Všetky inštrukcie pre počítač boli zadané v strojovom kóde.

Predstaviteľ prvej generácie počítačov.

Po druhégeneráciepočítač. 1959 – 1967.

Polovodiče sa stali základom prvkov druhej generácie. Tranzistory nahradili nespoľahlivé elektrónky. Tranzistory výrazne znížili veľkosť a náklady počítačov. A niet sa čo čudovať. Jeden tranzistor môže nahradiť niekoľko desiatok elektrónok. Súčasne sa výrazne znížil odvod tepla a spotreba energie a zvýšila sa rýchlosť práce. Ak porovnáme autá prvej a druhej generácie, v príklade to vyzeralo takto:

Mark-1 je počítač prvej generácie, ktorý zaberal obrovskú halu. Jeho výška je 2,5 m a dĺžka 17 m a zároveň stála 500-tisíc dolárov.

PDP-8 je počítač druhej generácie. Veľkosť chladničky, a predsa stála len 20 000 dolárov.

S príchodom počítačov druhej generácie sa rozsah ich použitia rozšíril. Z vládnych a vojenských inštitúcií sa začali objavovať v súkromných organizáciách a inštitúciách. Hlavne znižovaním nákladov na stroje a vývoj softvéru. Začalo sa vytvárať špeciálny systémový softvér. Objavili sa systémy dávkového spracovania. predchodcovia operačného systému. Ktoré boli určené na riadenie výpočtového procesu.

Predstaviteľ druhej generácie počítačov.

Tretia generácia počítačov. 1968 - 1973.

Integrované obvody sa stali základom prvkov počítačov tretej generácie. Integrovaný obvod je obvod vyrobený na polovodičovom čipe a umiestnený v obale. Niekedy sa integrovaný obvod nazýva mikroobvod alebo čip.

Prvé mikroobvody sa objavili v roku 1958. Dvaja inžinieri ich takmer súčasne vymysleli bez toho, aby sa navzájom poznali. Toto sú Jack Kilby a Robert Noyce.

Všetky prvky predchádzajúcej generácie sa vyrábajú na rovnakom substráte a v rovnakom obale IC. Pomocou rovnakých technologických operácií. Pracovná plocha čipu je povrch medzi kryštálom a kovom, ktorý sa nanáša technológiou naprašovania. To sa deje vo vákuu, keď atómy jedného materiálu bombardujú atómy druhého.

Počítače tretej generácie bolo možné nájsť na palubách lietadiel, lodí, ponoriek a satelitov. Hmatateľné plody mikrominiaturizácie. Tieto stroje sa nazývali minipočítače. A to aj napriek tomu, že alfanumerické displeje sa objavili už v druhej generácii strojov. Na treťom sa konečne uchytili. A stali sa neoddeliteľnou súčasťou počítača.

Pamäť počítačov tejto generácie sa výrazne zvýšila. Ako externá pamäť sa začali používať magnetické disky. Magnetická disková mechanika predstavovala niekoľko diskov rotujúcich na jednom vretene. Disky boli umiestnené v malej vzdialenosti od seba. Medzi nimi bol blok hláv. ktoré boli umiestnené v rovnakom čase. To umožnilo čítať a zapisovať súčasne na niekoľko diskov naraz. Kapacita takýchto jednotiek sa merala v miliónoch bajtov. Bol to významný krok vpred od diernych štítkov a magnetických pások.

IBM-360. Sovietski dizajnéri boli pri vytváraní Unified Series tomuto počítaču rovnocenní.

4. Štvrtá generácia počítačov. 1974 – 1982.

Veľké integrované obvody (LSI) slúžili ako nová etapa vývoja počítačov. Prvkovou základňou počítačov štvrtej generácie je LSI. Rýchly rozvoj elektroniky umožnil umiestniť tisíce polovodičov na jeden kryštál. Táto miniaturizácia viedla k lacným počítačom. Na jeden stôl sa zmestili malé počítače. V týchto rokoch sa zrodil pojem „osobný počítač“. Obrovské drahé príšery zmiznú. Na jednom takomto počítači cez terminály pracovalo niekoľko desiatok užívateľov naraz. Teraz. Jedna osoba, jeden počítač. Auto sa stalo skutočne osobným.

Dôležitým prechodom od minipočítačov k mikropočítačom je vytvorenie mikroprocesora. Vďaka LSI bolo možné umiestniť všetky hlavné prvky centrálneho procesora na jeden čip. Prvým mikroprocesorom bol Intel 4004, ktorý bol vytvorený v roku 1971.

Altair-8800 je považovaný za jeden z prvých osobných počítačov štvrtej generácie. Vytvorené na báze mikroprocesora Intel-8080. Jeho vzhľad stimuloval rast periférnych zariadení, kompilátorov na vysokej úrovni.

Osobné počítače.

5. Piatygeneráciepočítač. 1982 - naše dni.

Piata generácia počítačov je vládny program v Japonsku na rozvoj výpočtovej techniky a umelej inteligencie. Ak hovoríme o predchádzajúcich generáciách, potom prvé sú elektrónkové počítače, druhé tranzistorové počítače, tretie integrované obvody a štvrté mikroprocesory. Ale piata generácia s touto gradáciou nesúvisí. Rovnako ako predchádzajúca generácia. Piata generácia počítačov je názov „akčného plánu“ rozvoja IT priemyslu. A napriek tomu, že piata generácia je založená na mikroprocesoroch, podobne ako štvrtá, t.j. majú spoločnú elementárnu základňu. Podľa tohto kritéria sa totiž počítače delia na generácie. Napriek tomu sú dnešné počítače zaradené do piatej generácie.

Japonsko začalo svoj rozsiahly program začiatkom 80. rokov. Ich cieľom nie je meniť elementárnu základňu počítačov. A meniť a zlepšovať technické prístupy, metódy programovania a rozvíjať vedecký smer v oblasti umelej inteligencie. Na začiatku svojho projektu Japonsko investovalo pol miliardy amerických dolárov. V tom čase to nebolo tak technicky vyspelé ako USA, Európa. Ministerstvo medzinárodného obchodu a priemyslu Japonska si stanovilo jasný cieľ – prebojovať sa do vedenia. Práve v tom čase sa zrodil pojem „piata generácia počítačov“. Počítače piatej generácie musia dosiahnuť supravodivosť a musia integrovať obrovské množstvo procesorov na jednom substráte.

Základné požiadavky na počítače piatej generácie: Vytvorenie rozvinutého rozhrania človek-stroj (rozpoznávanie reči, obrázkov); Vývoj logického programovania na vytváranie znalostných báz a systémov umelej inteligencie; Tvorba nových technológií vo výrobe výpočtovej techniky; Tvorba nových architektúr počítačov a výpočtových systémov.

Nové technické možnosti výpočtovej techniky mali rozšíriť okruh úloh na riešenie a umožniť prechod k úlohám vytvárania umelej inteligencie. Ako jedna zo zložiek nevyhnutných pre vznik umelej inteligencie sú znalostné bázy (databázy) v rôznych oblastiach vedy a techniky. Vytváranie a používanie databáz si vyžaduje vysokorýchlostný výpočtový systém a veľké množstvo pamäte. Sálové počítače sú schopné vysokorýchlostných výpočtov, ale nie sú vhodné na vysokorýchlostné porovnávanie a triedenie veľkého množstva záznamov, zvyčajne uložených na magnetických diskoch. Na vytváranie programov, ktoré zabezpečujú plnenie, aktualizáciu databáz a prácu s nimi, boli vytvorené špeciálne objektovo orientované a logické programovacie jazyky, ktoré poskytujú najväčšie možnosti v porovnaní s konvenčnými procedurálnymi jazykmi. Štruktúra týchto jazykov si vyžaduje prechod od tradičnej von Neumannovej počítačovej architektúry k architektúram, ktoré zohľadňujú požiadavky úloh vytvárania umelej inteligencie.

Super počítač.

Pojem „superpočítač“ je čisto americký, zrodený z lásky k dvom slovám „super“ a „počítač“ (ktoré bolo v sovietskych časoch starostlivo vystihnuté slovom EVM; v dôsledku toho je ďalší používaný výraz „superpočítač“ pozoruhodný pre jeho eklekticizmus). Počítač v pohľade obyvateľov dokáže všetko, superpočítač ešte viac. V tradíciách ruskej vedy, ktoré nie sú pokazené výpočtovými zdrojmi, sa zo študentskej lavice vštepuje láska k vývoju modelov a vzorcov, ktoré poskytujú odhadované výsledky na posuvnom pravítku a presné výsledky na kalkulačke. Američania majú tendenciu spoliehať sa na hrubú silu: je jednoduchšie nechať jeden počítač opakovať celý súbor riešení, ako požiadať desať matematikov, aby našli spôsob, ako skrátiť výpočet, keď sa problém dá vyriešiť ručne.

Čo je to „superpočítač“ a ako sa zmenila jeho implicitná definícia od polovice 70. rokov, je podrobne diskutované v článku Konstantina Prokshina. Poznamenávame len, že ako synonymum bližšie k ruskému jazyku budeme používať pojem vysoko výkonný systém, teda systém určený nie na riešenie aplikovaných kancelárskych problémov alebo dokonca na ukladanie veľkých DBMS, ale špeciálne na masívne výpočty. Z hľadiska implementácie však nie je rozdiel medzi dvomi systémami IBM RS/6000 SP, z ktorých jeden udržiava ERP systém a druhý počíta výsledky virtuálneho crash testu nového auta. Nás však zaujíma trh s počítačmi, ktoré robia výpočty. A veľmi rýchlo.

Svojho času stratil ZSSR konkurenciu v oblasti superpočítačov. Ak bol slávny BESM-6, ktorý vznikol v 60. rokoch, jedným z najviac (ak nie najviac) vysokorýchlostných počítačov na svete, potom v 70. rokoch, počas rozkvetu Cray, smeroval ZSSR k vývoju ES počítač naklonovaný z už vtedy zastaranej architektúry IBM 360. Pôvodný vývoj pokračoval, no začala sa prejavovať slabosť elementárnej základne, ktorá v skutočnosti neumožnila dotiahnuť projekt Elbrus ďalej ako Elbrus-2, výkonovo porovnateľný na konci 80. rokov s veľmi výkonným osobným počítačom . Elbrus-3.1, vydaný v roku 1990, mal výkon pri vektorových operáciách približne 500 megaflopov a množstvo pamäte RAM bolo až 8 miliónov 64-bitových slov (to znamená 64 megabajtov). Do roku 1995 bolo možné vyrobiť len 4 kópie takýchto strojov.

Komu Nie náhodou sa Infobusiness venuje téme superpočítačového trhu, v poslednom období sa v tejto oblasti udiali minimálne dve významné udalosti, vďaka ktorým o sebe prehovorili nielen odborné, ale aj masové publikácie.

Po prvé, 7. septembra americký Senát odhlasoval výrazné zmiernenie exportných obmedzení na vysokovýkonné systémy. Od roku 1979 sa spodná hranica výkonu počítačov, ktorých vývoz zo Spojených štátov do určitých krajín je zakázaný, neustále zvyšuje. Čím dlhšie počítače existovali, tým absurdnejšie boli zákazy: v rôznych časoch pod ne spadali nové procesory pre najbežnejšie stolné systémy. S príchodom možnosti vytvárať relatívne lacné zhluky na verejne dostupnej elementárnej báze sa obmedzenia stávali čoraz absurdnejšími, čo bolo impulzom pre špecifikovanú relaxáciu, ktorú, mimochodom, lobovali najväčší americkí výrobcovia počítačov. a komponenty. Počas písania problému došlo k tragédii v New Yorku, ale o tom, čo s tým majú spoločné superpočítače, si prečítajte v stĺpčeku Igora Gordienka. Tu poznamenávame, že plány na odstránenie vývozných obmedzení budú pravdepodobne revidované.

Druhým dôvodom, ktorý nás priviedol k téme superpočítačov, je, že začiatkom augusta bol ohlásený vznik ruského superpočítača MVS-1000M so špičkovým výkonom 1 teraflop. Je možné, že to bol jeden z faktorov, ktoré prispeli k rozhodnutiu v Spojených štátoch zmierniť vývozné obmedzenia. Nejde len o to, že Rusko namiesto nákupu amerických superpočítačov bude vyrábať vlastné, ale aj o to, že dokáže pokryť dopyt vo východnej Európe a v treťom svete. Nie je náhoda, že Litva patrila medzi krajiny „prvého pásu“ (bližšie pozri materiál Alexandra Chachavu).

Nech je to akokoľvek, vytvorenie MVS-1000M je príkladom, ktorý jasne ukazuje, že v Rusku je možné zostaviť nielen osobné počítače, ale aj vysokovýkonné systémy. Samozrejme, výroba superpočítačov si vyžaduje rádovo vyššiu úroveň odbornej prípravy, ale budeme tvrdiť, že vývoj technológií a výroba takýchto systémov na základe dostupnej základne prvkov a softvéru je rovnako sľubným smerom pre rozvoj high-tech priemysel pre našu krajinu ako export softvérových produktov a offshore programovanie.

Počítače od Cray Research sa stali klasikou v oblasti vektorovo-potrubných superpočítačov. Existuje legenda, že prvý superpočítač Cray bol zostavený v garáži, ale táto garáž mala rozmery 20 x 20 metrov a dosky pre nový počítač boli objednané z najlepších tovární v Spojených štátoch.

Do triedy superpočítače zahŕňajú počítače, ktoré majú maximálny výkon v čase svojho vydania, alebo takzvané počítače 5. generácie.

Prvé superpočítače sa objavili už medzi počítačmi druhej generácie (1955 - 1964, pozri počítače druhej generácie), boli určené na riešenie zložitých problémov, ktoré si vyžadovali vysokorýchlostné výpočty. Ide o LARC od UNIVAC, Stretch od IBM a „CDC-6600“ (rodina CYBER) od Control Data Corporation, využívali metódy paralelného spracovania (zvýšenie počtu operácií vykonaných za jednotku času), príkazové reťazenie (keď počas vykonávania jeden príkaz, druhý je načítaný z pamäte a pripravený na vykonanie) a paralelné spracovanie pomocou procesora komplexnej štruktúry, pozostávajúceho z matice dátových procesorov a špeciálneho riadiaceho procesora, ktorý distribuuje úlohy a riadi tok dát v systéme. Počítače, ktoré vykonávajú niekoľko programov paralelne pomocou niekoľkých mikroprocesorov, sa nazývajú viacprocesorové systémy.

Charakteristickým znakom superpočítačov sú vektorové procesory vybavené zariadením na paralelné vykonávanie operácií s viacrozmernými digitálnymi objektmi - vektormi a maticami. Majú zabudované vektorové registre a mechanizmus spracovania paralelného potrubia. Ak na bežnom procesore programátor vykonáva operácie s každým komponentom vektora postupne, potom na vektorovom procesore okamžite vydáva vektorové príkazy

Štruktúra počítača Cray-1 zahŕňala:

1. Hlavná pamäť, až 1048576 slov, rozdelená do 16 nezávislých blokov, každý s kapacitou 64K slov;

2. Registrová pamäť pozostávajúca z piatich skupín rýchlych registrov určených na ukladanie a konverziu adries, na ukladanie a spracovanie vektorových veličín;

3. Funkčné moduly, ktoré obsahujú 12 paralelných zariadení, ktoré slúžia na vykonávanie aritmetických a logických operácií s adresami, skalárnymi a vektorovými hodnotami.

Dvanásť funkčných jednotiek stroja Cray-1, ktoré plnia úlohu aritmeticko-logických prevodníkov, nemá priame spojenie s hlavnou pamäťou. Rovnako ako v strojoch rodiny CDC-6000 majú prístup len k rýchlym operačným registrom, z ktorých sa vyberajú operandy a do ktorých sa zapisujú výsledky operácií;

4. Zariadenie, ktoré vykonáva funkcie riadenia paralelnej prevádzky modulov, blokov a zariadení centrálneho procesora;

5. 24 vstupno-výstupných kanálov organizovaných do 6 skupín s maximálnou priepustnosťou 500 000 slov za sekundu (2 milióny bajtov za sekundu);

6. Tri skupiny operačných registrov priamo spojené s aritmeticko-logickými jednotkami sa nazývajú základné. Patrí medzi ne osem A-registrov, z ktorých každý pozostáva z 24 bitov. A-registre sú spojené s dvoma funkčnými modulmi, ktoré vykonávajú sčítanie (odčítanie) a násobenie celých čísel. Tieto operácie sa používajú hlavne na preklad adries, zakladanie a indexovanie. Používajú sa aj na organizovanie cyklopočítačov. V niektorých prípadoch sa A-registre používajú na vykonávanie aritmetických operácií s celými číslami.

Do polovice 80. rokov patrili Sperry Univac a Burroughs medzi najväčších výrobcov superpočítačov na svete. Prvý z nich je známy najmä svojimi sálovými počítačmi UNIVAC-1108 a UNIVAC-1110, ktoré boli široko používané na univerzitách a vo vládnych organizáciách.

Po zlúčení medzi spoločnosťami Sperry Univac a Burroughs kombinovaná firma UNISYS pokračovala v podpore oboch radov sálových počítačov, pričom si v každej zachovala vzostupnú kompatibilitu. Toto je jasný dôkaz pevného a rýchleho pravidla, ktoré podporilo vývoj mainframu – zachovanie funkčnosti predtým vyvinutého softvéru.

Vo svete superpočítačov je známy aj Intel. Viacprocesorové počítače Paragon od Intelu z rodiny viacprocesorových štruktúr s distribuovanou pamäťou sa stali rovnakou klasikou ako počítače Cray Research v oblasti vektorovo-potrubných superpočítačov.

Otázky na samovyšetrenie.

Charakteristika prvej generácie počítačov.

Charakteristika druhej generácie počítačov.

Charakteristika tretej generácie počítačov.

Charakteristika štvrtej generácie počítačov.

Charakteristika piatej generácie počítačov.

vlastnosti superpočítača.