Второе поколение электронных вычислительных машин было разработано в середине 1950-х и продолжало установленные первым поколением отраслевые стандарты. Новые компьютеры обладали большей производительностью, надежностью и меньшим весом благодаря применению транзисторов вместо вакуумных ламп.
Устройство, структурная схема и элементы ЭВМ второго поколения
Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) второго поколения отличались от своих предшественников использованием новых элементов и технологий, что привело к значительному улучшению их производительности и функциональности. Рассмотрим основные элементы, устройство и структурную схему ЭВМ второго поколения.
Устройство ЭВМ второго поколения
Устройство ЭВМ второго поколения включает следующие основные элементы:
- Центральный процессор (ЦПУ): обрабатывает данные и выполняет все вычислительные операции. Он состоит из арифметико-логического устройства (АЛУ) и управляющего устройства (УУ).
- Оперативная память (ОЗУ): используется для хранения и обработки данных и программ во время выполнения операций. ОЗУ обеспечивает быстрый доступ к данным и позволяет эффективно управлять процессом выполнения программы.
- Внешняя память: служит для долгосрочного хранения данных и программ. Внешняя память может быть представлена магнитными дисками, магнитными лентами или перфолентами.
Структурная схема ЭВМ второго поколения
Структурная схема ЭВМ второго поколения представляет собой комплексное сочетание этих элементов и их взаимодействие. Основными компонентами структурной схемы ЭВМ второго поколения являются:
- ЦПУ: выполнение вычислительных операций и управление всеми элементами системы.
- ОЗУ: временное хранение и обработка данных и программ.
- Внешняя память: долгосрочное хранение данных и программ.
Использование различных элементов и структурных компонентов позволило ЭВМ второго поколения достичь более высокой производительности и функциональности по сравнению с предыдущими моделями.
Чем обусловлено появление 2 поколения ЭВМ?
Появление 2 поколения электронных вычислительных машин (ЭВМ) было обусловлено несколькими факторами, которые сыграли решающую роль в развитии компьютерной технологии.
Технические ограничения 1 поколения ЭВМ
Первое поколение ЭВМ, основанное на использовании вакуумных ламп и механических реле, имело ряд ограничений, которые стали основной причиной появления второго поколения.
- Большой размер и громоздкий дизайн;
- Высокое энергопотребление;
- Низкая скорость работы;
- Высокие затраты на обслуживание и ремонт.
Введение транзисторов
Одним из ключевых моментов, который повлиял на появление второго поколения ЭВМ, было введение полупроводниковых транзисторов, которые стали заменой вакуумным лампам.
- Транзисторы значительно уменьшили размеры компьютера и увеличили его производительность;
- Они потребляют меньше энергии, что снижает эксплуатационные расходы;
- Транзисторы имеют более высокую скорость работы, чем вакуумные лампы;
- Транзисторы надежнее и долговечнее в использовании;
- Транзисторы легче производить и поддерживать, чем вакуумные лампы.
Программное обеспечение
Развитие программного обеспечения стало ещё одной причиной появления второго поколения ЭВМ.
Появление языков программирования высокого уровня, таких как Фортран и Кобол, сделало процесс программирования более удобным и эффективным. Это во многом способствовало расширению возможностей и функциональности компьютеров.
Появление магнитных носителей
Второе поколение ЭВМ также характеризовалось появлением новых форм хранения информации — магнитных носителей.
- Магнитные ленты и диски обеспечили более эффективное и надежное хранение данных;
- Они позволили сократить время доступа к информации;
- Магнитные носители обладали большей емкостью по сравнению с предыдущими формами хранения данных.
Итоги
Появление второго поколения ЭВМ было обусловлено техническими ограничениями первого поколения, введением новых технологий, развитием программного обеспечения и появлением более эффективных способов хранения информации. Все эти факторы вместе сыграли решающую роль в развитии компьютерной технологии и открыли путь к дальнейшему прогрессу в этой области.
Четвертое поколение ЭВМ: на БИС
Четвертое поколение вычислительных машин на базе БИС (большие интегральные схемы) стали новым этапом в развитии компьютеров. Крупные интегральные схемы позволили создавать машины, которые были более производительными, мощными и компактными по сравнению с предыдущими поколениями.
Особенности четвертого поколения ЭВМ:
- Использование БИС, содержащих до нескольких тысяч транзисторов на одном кристалле;
- Улучшение производительности за счет ускорения работы и увеличения емкости памяти;
- Снижение стоимости производства благодаря массовому производству БИС;
- Переход от магнитных барабанов к магнитным дискам в качестве основного носителя информации;
- Появление операционных систем для более эффективного управления компьютером;
Примеры компьютеров четвертого поколения:
| Производитель | Модель | Выпуск |
|---|---|---|
| IBM | IBM System/360 | 1964 |
| DEC | DEC PDP-11 | 1970 |
| Apple | Apple II | 1977 |
Четвертое поколение ЭВМ на базе БИС имело революционное значение для компьютерной технологии. Возможность создания более производительных и компактных компьютеров, а также развитие операционных систем открыли новые возможности для автоматизации рабочих процессов и выполнения сложных вычислений. Это поколение ЭВМ заложило основы для дальнейшего развития компьютерной техники и открыло путь к созданию персональных компьютеров.
Третье поколение: ЭВМ на интегральных схемах
В 1960-х годах стартовало третье поколение вычислительной техники, которое было отмечено появлением первых компьютеров, основанных на интегральных схемах. Эта новая технология в значительной степени улучшила производительность и надежность компьютеров.
Интегральные схемы: эволюция технологии
Основным прорывом в третьем поколении ЭВМ стало использование интегральных схем, которые позволили объединить тысячи транзисторов на одном микросхемном кристалле. Разработка интегральных схем велась сразу в нескольких направлениях:
- SSI (Small Scale Integration) – интегральные схемы небольшой степени интеграции, включающие до 100 транзисторов;
- MSI (Medium Scale Integration) – схемы средней степени интеграции, содержащие от 100 до 1000 транзисторов;
- LSI (Large Scale Integration) – интегральные схемы большой степени интеграции, состоящие из 1000 и более транзисторов.
Это позволило существенно улучшить производительность компьютеров, снизить их стоимость и уменьшить размеры.
Характеристики третьего поколения ЭВМ
| Характеристика | Описание |
|---|---|
| Производительность | Значительно повысилась по сравнению с предыдущими поколениями благодаря интегральным схемам и улучшенным алгоритмам. |
| Надежность | Использование интегральных схем повысило надежность компьютеров, уменьшив количество элементов и соединений. |
| Размеры | Третье поколение ЭВМ было компактнее и меньше по сравнению с предшествующими поколениями благодаря использованию интегральных схем. |
| Стоимость | Интегральные схемы позволили снизить стоимость компьютеров, так как они стали производиться более эффективно и массово. |
Примеры компьютеров третьего поколения
В третьем поколении электронно-вычислительных машин появилось много успешных моделей, среди которых можно выделить:
- IBM System/360 – одна из самых известных и востребованных серий компьютеров, выпускавшихся с 1964 по 1978 годы.
- PDP-8 – мини-компьютер, произведенный компанией Digital Equipment Corporation (DEC) и считающийся первым коммерчески успешным компьютером на интегральных схемах.
- VAX-11/780 – один из наиболее популярных мейнфреймов, выпускавшихся компанией DEC.
В целом, третье поколение компьютеров принесло с собой значительное развитие вычислительной техники, и интегральные схемы стали основой для дальнейших усовершенствований в следующих поколениях.
Второе поколение: ЭВМ, основанные на транзисторах
Второе поколение электронно-вычислительных машин, созданных в 1950-х годах, основывается на использовании транзисторов в качестве ключевых элементов. Это поколение компьютеров отличается от предыдущего использованием более надежных и компактных транзисторов вместо вакуумных ламп.
Основные характеристики второго поколения ЭВМ:
- Использование транзисторов вместо вакуумных ламп.
- Увеличение надежности и долговечности устройств.
- Уменьшение размеров и массы компьютеров.
- Повышение производительности и скорости вычислений.
- Снижение энергопотребления.
- Возможность массового производства.
Важные события в истории второго поколения ЭВМ:
- В 1947 году Бардин, Бриаттен, Шокли изобрели транзистор.
- В 1951 году компания IBM выпускает первый мейнфрейм, основанный на транзисторах — IBM 704.
- В 1958 году появляется первый коммерческий компьютер на транзисторах — IBM 1401.
- В 1964 году IBM выпускает IBM System/360 — один из самых популярных и важных компьютеров второго поколения.
Второе поколение ЭВМ, основанных на транзисторах, принесло значительные улучшения в сравнении с предыдущими моделями. Оно положило начало массовому производству и распространению компьютеров, а также повысило производительность и надежность электронных вычислительных систем. Эта эра ознаменовала настоящую индустриализацию компьютеров и заложила фундамент для последующего развития технологий в области информатики.
Достоинства и недостатки 2 поколения ЭВМ
2 поколение ЭВМ, хотя и представляло собой значительный прогресс по сравнению с 1 поколением, все же имело как достоинства, так и недостатки. Рассмотрим их более подробно:
Достоинства:
- Улучшение производительности: 2 поколение ЭВМ стало значительно быстрее и мощнее своих предшественников, благодаря применению новых технологий и компонентов.
- Интеграция микросхем: второе поколение ЭВМ отличалось использованием интегральных микросхем, что позволило существенно уменьшить размеры и снизить стоимость компьютеров.
- Появление операционных систем: 2 поколение ЭВМ не только улучшило аппаратные возможности, но и впервые представило операционные системы, что упростило работу со средствами вычислений и обеспечило более удобный пользовательский интерфейс.
Недостатки:
- Высокая стоимость: несмотря на снижение цены по сравнению с предшествующим поколением, компьютеры второго поколения все еще оставались достаточно дорогими и недоступными для многих организаций и частных лиц.
- Ограничения по объему памяти: второе поколение ЭВМ имело ограниченные возможности по объему памяти, что могло быть недостаточным в условиях растущих требований к хранению и обработке данных.
- Низкая надежность: компоненты и технологии 2 поколения ЭВМ были менее надежными по сравнению с современными системами, что приводило к частым сбоям и ошибкам.
В итоге, 2 поколение ЭВМ было важным шагом в развитии компьютеров, которое принесло новые возможности и улучшения в сфере вычислительных технологий. Однако, оно также имело свои недостатки, которые были преодолены в последующих поколениях.