Чтение онлайн

Ко второму поколению относятся полупроводниковые ЭВМ (примерно 1959–1967 гг.), в которых электронные лампы были полностью заменены транзисторами [368] . В технологии изготовления ЭВМ второго поколения широко применялись методы печатного монтажа.

В ЭВМ второго поколения были применены новые принципы и средства организации работы машин: совмещение операций ввода и вывода данных с вычислениями на центральном процессоре (т. е. в той части машины, которая предназначена собственно для вычислений), повышение быстродействия процессора за счет параллельного во времени выполнения частей одной-двух команд.

Структурно-логические решения, заложенные в наиболее совершенные ЭВМ второго поколения, сделали естественным одновременный ввод и исполнение нескольких программ — так называемое мультипрограммирование. С этим режимом работы ЭВМ связано понятие пакетной обработки информации: в ЭВМ загружается пакет нескольких программ с соответствующими данными. Управляющие программы, предназначенные для реализации режима мультипрограммирования, разработанные для ряда ЭВМ в 60-х годах, являются прообразом операционных систем ЭВМ, относимых к третьему поколению.

Важным достижением вычислительной техники 60-х годов явилось широкое внедрение методов и средств автоматизации программирования.

Программы для первых ЭВМ составлялись на языке команд, используемом индивидуально для каждой конкретной машины. В процессе совершенствования ЭВМ такой метод становится не только неудобным, но и непригодным, если речь идет об описании сложных алгоритмов. Поэтому параллельно с техническим совершенствованием ЭВМ идет работа по созданию универсальных языков, пригодных для широкого класса машин. Важную роль в развитии программирования сыграли работы советских математиков А. А. Ляпунова и М. Р. Шура-Бура, создавших в 1952–1953 гг. так называемый операторный метод программирования. Впоследствии были разработаны универсальные языки, получившие широкое распространение в 60-х годах (АЛГОЛ — от англ. Algorithmic Language, ФОРТРАН — от англ. FORmula TRANslation, КОБОЛ и др.).

В середине 60-х годов появились так называемые интегральные схемы. Интегральная технология позволила в едином технологическом процессе создавать на миниатюрной монокристаллигческой пластинке полупроводника (кремния, германия) значительное количество логических элементов.

Если первые интегральные схемы (ИС) имели малый уровень интеграции (несколько логических элементов на кристалле), то в 70-х годах появились ИС среднего уровня интеграции (СИС), содержащие от нескольких десятков до нескольких сот элементов. Следующий этап интегральной технологии связан с созданием ВИС — больших интегральных схем (тысячи элементов).

Важно отметить, что при массовом изготовлении интегральные схемы оказываются относительно дешевыми. Увеличение уровня интеграции определило устойчивую тенденцию к постоянному снижению стоимости интегральных схем в расчете на один логический элемент.

К третьему поколению ЭВМ (середина 60-х годов) относят машины, построенные на интегральных схемах. Характерной особенностью этого этапа развития вычислительной техники является разработка семейств программно-совместимых ЭВМ, отличающихся большой производительностью, максимальным объемом оперативной памяти, составом периферийного оборудования. Такие семейства ЭВМ позволили решить задачу рационального (с точки зрения затрат) выбора ЭВМ для разнообразных конкретных применений.

Примерами таких семейств ЭВМ являются IBM 360/370 (США) и ЕС [369] ЭВМ (страны СЭВ). Машины этих семейств отличаются развитыми операционными системами. Интегральная технология и техника микропрограммного управления обусловили возможность увеличить число аппаратно реализуемых операций.

Как уже отмечалось, первоначально ЭВМ предназначались для производства арифметических и логических операций. Основное их назначение определялось необходимостью решения прежде всего вычислительных задач. Только позднее, по мере накопления опыта работы с ЭВМ и развития их устройств, стало ясно огромное значение, которое имеют ЭВМ для хранения и разного рода информационно-логической обработки огромных информационных массивов (так называемых баз данных).

Здесь, может быть, уместно провести такую историческую аналогию: на протяжении многих лет (нескольких десятилетий) кузов легковых автомобилей напоминал скорее кузов конных экипажей (которые он заменил), чем их современный внешний вид.

Новый этап использования ЭВМ связан с появлением быстродействующих и весьма емких запоминающих устройств (на магнитных лентах и дисках, а затем в виде монокристалла), что позволило хранить огромные объемы информации. Справедливости ради следует отметить, что это свойство само по себе еще не позволило бы перейти к эффективному режиму выполнения информационно-логических задач, если бы одновременно не был решен вопрос быстрого поиска в этих массивах. Последняя задача получила свое решение в 60-х годах, когда на базе разработанных соответствующих программных средств начали появляться автоматизированные информационные системы, ставшие прообразом нынешних банков данных.

Здесь следует отметить еще одно чрезвычайно важное обстоятельство. При создании и эксплуатации ЭВМ первых двух поколений практически не решался вопрос обеспечения удаленного доступа к ЭВМ. Появление баз данных и резкое повышение мощности вычислительных ресурсов поставили на повестку дня задачу, связанную с тем, что наиболее эффективное их использование возможно лишь при обеспечении одновременного доступа к ним сразу многих потребителей, находящихся географически в самых разных точках.

Произошло фактическое слияние ЭВМ с системами передачи данных. Для потребителя это означало возможность обращения к любой ЭВМ (и соответствующей базе данных) независимо от географического места расположения этой ЭВМ.

Здесь, возможно, вновь уместно обратиться к другой аналогии, связанной с объединением энергетических установок в единую региональную (а затем государственную и межгосударственную) сеть.

Объединение в единую систему таких средств, как информационно-вычислительные мощности, программные системы, базы данных и системы связи (телефонные, спутниковые, оптико-волоконные и другие каналы), оказало колоссальное влияние на саму концепцию организации хранения и доступа к системам информации («базам знаний»), при которой любой потребитель в произвольный момент времени имеет доступ к специально организованным информационным массивам, расположенным в соответствующих информационно-вычислительных центрах практически любой точки земного шара.

Отмеченная выше возможность хранения, быстрого поиска и передачи информации означает революцию в системах накопления и доступа к освоенным знаниям. Наступает очень важный в жизни человечества этап «безбумажной информатики»: информация поступает к специалистам прямо на рабочее место — на соответствующие устройства отображения (дисплеи), расположенные в удобных и легкодоступных для потребителя местах.

С другой стороны, не менее, а, может быть, даже более важное значение приобретает все более широкое внедрение такого рода средств и в быт.

Таким образом, информационная инфраструктура, основанная на слиянии ЭВМ, систем связи (в том числе космической) и баз знаний, становится важнейшим фактором в дальнейшем развитии электронной и вычислительной техники.

Область применения современных ЭВМ (от дешевых карманных калькуляторов до упоминавшихся выше сверхмашин) широка и разнообразна. Вероятно, наибольшее применение ЭВМ нашли в системах управления технологическими процессами — иначе говоря, в автоматизации производства. Здесь чаще всего применяются микроЭВМ, имеющие высокое быстродействие и развитую память. Хорошим примером служат станки с программным (числовым) управлением; в этом случае одна микроЭВМ может обслуживать несколько станков, производительность труда весьма существенно повышается. Особо крупные агрегаты и машины (например, большие прокатные станы, сталеплавильные и доменные печи в металлургии, корабли, самолеты и др.) чаще всего оборудуются индивидуальными микроЭВМ.