Электронно-вычислительная техника: с чего все началось

Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Электронно-вычислительная техника: с чего все началось». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.

Думаю найдутся единицы пользователей разной бытовой техники не знающие, что любая техника, подключённая к обычной бытовой электросети ~220В 50Гц, является источником электромагнитного поля(ЭМП). Да, ЭМП есть, но немногие знают, превышает оно предельно-допустимые нормы(ПДН) или нет. Я являюсь работником одной лаборатории в составе организации, занимающийся Аттестацией рабочих место по условиям труда, возможно, многие слышали, у кого-то она проводилась. В последние пару лет, когда меня допустили до проведения измерений повидал многие рабочие места. Где-то отлично, где-то ужасно. По просьбам трудящихся, расскажу о некоторых результатах измерения ЭМП. Сразу оговорюсь, что не являюсь физиком по образованию и уж совсем тонкостей ЭМП не знаю, тем не менее техническое образование имею.

Период и объём серийного производства

Минское производственное объединение вычислительной техники.

ПЭВМ	Год начала выпуска	Год окончания выпуска	Выпущено, шт.
ЕС-1840	1986	1989	7461
ЕС-1841	1987	1995	83937
ЕС-1842	1988	1996	10193
ЕС-1843	1990	1993	3012
ЕС-1849	1990	1997	4966
ЕС-1851	1991	1997	3142
ЕС-1863	1991	1997	3069
ВМ2001	1994	—	1074
ВМ2002	—	—	—

Брестский электромеханический завод. Начало производства: ЕС-1845 — 1989 г., ЕС-1855 — 1992 г. Количество выпущенных ПЭВМ более 2000 шт., производятся до настоящего времени.

Нормирование эмп, создаваемых вдт и пэвм

Для предупреждения заболеваний, связанных с систематическим воздействием ЭМП, СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» устанавливают предельно допустимые уровни ЭМП, а также требования к проведению контроля уровней ЭМП на рабочих местах, методам и средствам защиты работающих.

Особенности спектральной характеристики излучений ВДТ, ПЭВМ (представлен достаточно широкий спектр частот) и условия использования радиотелефонов с максимальным приближением к голове пользователя вызвали необходимость разработки для них отдельных гигиенических регламентов.

ПДУ ЭМП, создаваемых ПЭВМ установлены в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» (табл. 1).

Вопросы для самоконтроля

1. Какова базовая конфигурация персонального компьютера?
2. Что входит в состав системного блока?
3. Каково назначение процессора?
4. Что такое оперативная память и для чего она используется?
5. Что такое постоянная память и для чего она используется?
6. Что такое жесткий диск?
7. Назовите основные параметры жестких дисков.
8. Каково назначение гибких дисков?
9. Что такое CD-ROM?
10. Назовите основные параметры мониторов.
11. Для чего необходима звуковая карта?
12. Назовите основные группы клавиш на клавиатуре.

Вычислительная машина Бэббиджа

Машина Бэббиджа – это универсальный вычислительный прибор, который так и не был создан. До нашего времени дошли чертежи этой машины, на основе которой современные ученые собрали прототип машины и доказали, что разработка была удачной.

Английский математик Чарльз Бэббидж при создании своей машины опирался на труды предшественников 18 века. Основополагающими трактатами для разработки проекта стала работа немецкого ученого Иоганна Мюллера. Книга о механических вычислениях, изданная в 1788 году и труды Гаспара де Порни по созданию иерархической структуры для организации массовых вычислений.

Разностная машина, которая впервые была описана Бэббиджем в 1822 году в своей книге, могла считать значения многочленов до шестой степени. В том же 1822 году, ученый приступил к созданию своего аппарата, сразу по старту проекта, который спонсировало правительство, начались трудности.

Механические вычисления, требовали высочайшей точности в производстве деталей. Небольшие отклонения в расчетах могло привести к высокой погрешности в результате.

Подрядчик, который взялся изготавливать оборудование и запчасти для вычислительной машины, не смог выполнить детали с необходимой точностью. Поэтому машина так и не была собрана, а финансирование проекта в скором времени прекратилось. По оставшимся документам, вычислительный механизм собрали уже в конце 20 века.

Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной техники принято рассматривать отдельно. Соответственно, отдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию. Такой принцип разделения имеет для информатики особое значение, поскольку очень часто решение одних и тех же задач может обеспечиваться как аппаратными, так и программными средствами. Критериями выбора аппаратного или программного решения являются производительность и эффективность. Обычно принято считать, что аппаратные решения в среднем оказываются дороже, зато реализация программных решений требует более высокой квалификации персонала.

2.1. Общие технические требования, правила приемки, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение ПЭВМ должны соответствовать требованиям ГОСТ 21552-84 — с учетом ограничений и дополнений, приведенных ниже.

Условия транспортирования в ТЗ и ТУ на ПЭВМ, в которых применены импортные или лицензионные периферийные устройства, составные части, комплектующие изделия и носители данных, допускается устанавливать в соответствии с требованиями документации (ТУ) на них.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

2.2. ПЭВМ должны состоять из базового комплекта, периферийных устройств, других технических и программных средств, обеспечивающих выполнение функциональных характеристик и задач пользователей.

2.3. Базовый комплект ПЭВМ должен включать: основной и дополнительный (при необходимости) микропроцессоры; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ); постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — при необходимости; клавиатуру; средства подключения (адаптеры и контроллеры) периферийных устройств, обеспечивающих параметры ПЭВМ в соответствии с таблицей; базовое программное обеспечение (операционную систему, включающую драйверы устройств, входящих в комплект ПЭВМ, редактор текстов и для ПМ 1 — средства редактирования. Перечень программ, входящих в состав комплекта ПЭВМ, должен быть указан в ТУ); средства подключения устройств сопряжения с локальной сетью; средства подключения устройств, расширяющих функциональные возможности ПЭВМ; источник питания.

Состав базового комплекта должен быть указан в ТЗ и ТУ на конкретную модель ПЭВМ.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

2.4. ПЭВМ должна обеспечивать возможность работы с установленными в ТЗ и ТУ на конкретную ПЭВМ периферийными устройствами различного функционального назначения, включая следующие основные группы периферийных устройств:

внешние запоминающие устройства (накопители на гибких и жестких магнитных дисках, на магнитных лентах, на оптических дисках, запоминающие устройства, основанные на других физических принципах);

устройства ввода информации (речевые, ввода текстов и графической информации, ввода других видов информации);

устройства вывода информации (печатающие, графические, речевые и другие);

дополнительные устройства управления процессом обработки, ввода и вывода информации (планшеты, манипуляторы, «световое перо» и др.);

дополнительные средства отображения информации с высокой разрешающей способностью.

2.5. ПЭВМ должна обеспечивать расширение своих функциональных возможностей путем подключения дополнительных плат, модулей или устройств (например модули оперативного и постоянного запоминающих устройств, адаптеры каналов связи, устройства сопряжения с локальной сетью, многоканальные интерфейсы, специализированные процессоры, устройства связи с ЭВМ высокого уровня, устройства связи с объектом, манипуляторы и другие), номенклатуру, типы и параметры которых устанавливают в ТЗ и ТУ на ПЭВМ.

2.4, 2.5. (Измененная редакция, Изм. N 3).

2.6. (Исключен, Изм. N 3).

2.6а. Параметры и характеристики цепей сопряжения ПЭВМ типов ПМ 2, ПМ 3, ПМ 4, ПМ 5 с видеомониторами с растровым способом формирования изображения и параметры выходных сигналов в этих цепях должны соответствовать ГОСТ 27954-88 и ГОСТ 28406-89.

(Введен дополнительно, Изм. N 3).

2.7. Для ПЭВМ типов ПМ 3, ПМ 4 и ПМ 5 в ТЗ и ТУ должен быть предусмотрен конфигуратор на программное обеспечение, в состав которого должен быть включен минимальный набор пакетов прикладных программ общего назначения, выполняющих следующие функции:

обработку текстовой информации;

обработку табличной информации;

обработку графической информации;

работу в локальной сети;

управление базами данных;

трансляцию с языков программирования Бейсик, Фортран, Паскаль, Си, определенных государственными стандартами.

В настоящее время накоплен огромный практический опыт в разработке и использовании вычислительных систем самого разнообразного применения. Эти системы очень сильно отличаются друг от друга своими возможностями и характеристиками. Существует не малое количество признаков, по которым классифицируют вычислительные системы: по целевому назначению и выполняемым функциям, по типам и числу ЭВМ или процессоров, по архитектуре системы, методам управления элементами системы, режимам работы, степени разобщенности элементов вычислительных систем и др. Основные из них являются признаки функциональной и структурной организации вычислительных систем.

По назначению вычислительные системы делят на универсальные, специализированные и проблемно-ориентированные.

• Универсальные необходимы для решения задач широкого класса.
• Специализированные предназначены для решение задач узкого класса. Специализация вычислительных систем может устанавливаться различными средствами:
• во-первых, сама структура системы (количество параллельно работающих элементов, связи между ними и т.д.) может быть ориентирована на определенные виды обработки информации: решение алгебраических, матричные вычисления, интегральных и дифференциальных уравнений и т.п. Практика разработки вычислительных систем типа супер ЭВМ показала, чем выше их производительность, тем уже класс эффективно решаемых ими задач;
• во-вторых, специализация вычислительных систем может закладываться включением в их состав специального оборудования и специальных пакетов обслуживания техники.
• Проблемно-ориентированные используют для решения определенного круга задач в сравнительно узкой сфере.

По типу вычислительные системы различаются на многопроцессорные и многомашинные системы.

• Многопроцессорные (МПС) создаются при комплексировании нескольких процессоров. В качестве общего ресурса они имеют общую оперативную память (ООП). Параллельная работа процессоров и использование ООП обеспечиваются под управлением единой общей операционной системы.
• Многомашинные (ММС) появились исторически первыми. Уже при использовании электронно-вычислительных машин 1-х поколений возникали задачи повышения производительности, надежности и достоверности вычислений.

Многие исследователи считают, что использование многопроцессорные системы является основным магистральным путем развития вычислительной техники новых поколений. Однако МПС имеют и существенные недостатки. Они в первую очередь связаны с использованием ресурсов общей оперативной памяти. При большом количестве комплексируемых процессоров возможно возникновение конфликтных ситуаций, когда несколько процессоров обращаются с операциями типа «запись» и «чтение» к одним и тем же областям памяти. Помимо процессоров к общей оперативной памяти подключаются все каналы (процессоры ввода-вывода), средства измерения времени и т.д. Поэтому вторым серьезным недостатком многопроцессорной системы является проблема коммутации абонентов и доступа их к ООП. От того, насколько удачно решаются эти проблемы, и зависит эффективность применения многопроцессорной системы. Это решение обеспечивается аппаратурно-программными средствами. Процедуры взаимодействия очень сильно усложняют структуру операционной системы МПС. Основываясь на опыте создания таких систем, мы можем сказать, что они эффективны с ограниченным числом сложных процессоров (2,4 до 10).

По типу ЭВМ или процессоров, используемых для построения вычислительной системы, различают однородные и неоднородные системы.

• Однородные предполагают комплексирование однотипных электронных вычислительных машин (процессоров);
• неоднородные – разнотипных.

В однородных системах значительно упрощаются разработка и обслуживание технических и программных средств. Они предоставляют возможность стандартизировать и унифицировать соединения и процедуры для взаимодействия элементов системы. Упрощение обслуживания системы, упрощение модернизации и развития. Вместе с тем существуют и неоднородные вычислительные системы, в которых комплексируемые элементы очень сильно отличаются по своим функциональным и техническим характеристикам. Обычно это связано с необходимостью параллельного выполнения многофункциональной обработки. Поэтому при создании системы с несколькими машинами, которая обслуживает каналы связи, рекомендуется объединять связанные машины связи и машины для обработки данных в один комплекс. В этих системах компьютеры связи выполняют функции связи, управления информацией, получаемой и передаваемой, формированием пакетов задач и т. д. Электронные вычислительные машины обработки данных не занимаются не свойственными им работами по обеспечению взаимодействия в сети, а все их ресурсы переключаются на обработку данных. Неоднородные системы находят применение и в МПС. Многие ЭВМ, в том числе и персональные электронно-вычислительные машины, могут использовать сопроцессоры: матричные, десятичной арифметики, и т.п.

По степени территориальной разобщенности вычислительных модулей вычислительные системы делятся на системы распределенного (разобщенного) и совмещенного (сосредоточенного) типов. Обычно такое деление касается только многомашинных систем. Многопроцессорные системы относятся к системам совмещенного типа. Более того, учитывая успехи микроэлектроники, это совмещение может быть очень глубоким. При появлении новых сверхбольших интегральных схем (СБИС) появляется возможность иметь в одном кристалле несколько параллельно работающих процессоров.

Распределенные и совмещенные многомашинные системы сильно различаются оперативностью взаимодействия в зависимости от удаленности ЭВМ. Время передачи информации между соседними электронно-вычислительными машинами, соединенными обычным кабелем, может быть много меньше времени передачи данных по каналам связи. Как правило, все производимые в мире электронные компьютеры имеют средства прямого взаимодействия и средства подключения к компьютерным сетям. Для персональной электронно-вычислительной машины такими средствами являются модемы и сетевые карты как элементы техники связи.

Первое поколение. Компьютеры на электронных лампах (194х-1955)

Быстродействие: несколько десятков тысяч операций в секунду.

Особенности:

• Поскольку лампы имеют существенные размеры и их тысячи, то машины имели огромные размеры.
• Поскольку ламп много и они имеют свойство перегорать, то часто компьютер простаивал из-за поиска и замены вышедшей из строя лампы.
• Лампы выделяют большое количество тепла, следовательно, вычислительные машины требуют специальные мощные охладительные системы.

Предыстория появления ЭВМ

История развития ЭВМ 5 поколений интересна и увлекательна. Но прежде чем изучить ее, полезно будет узнать факты, касающиеся того, какие технологические решения предшествовали разработке ЭВМ.

Люди всегда стремились к совершенствованию процедур, связанных с подсчетами, вычислениями. Историками установлено, что инструменты для работы с цифрами, имеющие механическую природу, были изобретены еще в Древнем Египте и других государствах античности. В средние века европейские изобретатели могли конструировать механизмы, с помощью которых, в частности, могла вычисляться периодичность лунных приливов.

Прообразом современных ЭВМ некоторые эксперты считают изобретенную в начале 19 века машину Бэббиджа, обладавшую функциями программирования вычислений. В конце 19-начале 20 века появились устройства, в которых стала использоваться электроника. В основном они задействовались в индустрии телефонной и радиосвязи.

В 1915 году переехавший в США немецкий эмигрант Герман Холлерит основал компанию IBM, впоследствии ставшую одним из самых узнаваемых брендов IT-индустрии. В числе самых сенсационных изобретений Германа Холлерита стали перфокарты, в течение десятилетий выполнявшие функцию основного носителя информации при пользовании вычислительной техникой. К концу 30-х годов появились технологии, позволившие говорить о начале компьютерной эпохи в развитии человеческой цивилизации. Появились первые ЭВМ, который впоследствии стали классифицироваться как принадлежащие к «первому поколению».

В 1938 году германский инженер Конрад Цузе конструирует устройство, названное Z1, а в 42-м выпускает его усовершенствованную версию — Z2. В 1943 году свою вычислительную машину изобретают англичане и называют ее «Колосс». Некоторые эксперты склонны считать английскую и немецкие машины первыми ЭВМ. В 1944-м на базе разведданных из Германии вычислительную машину создают также и американцы. Разработанная в США ЭВМ получила название «Марк I».

В 1946 году американские инженеры делают небольшую революцию в области конструирования вычислительной техники, создав ламповый компьютер ЭНИАК, в 1000 раз более производительный, чем «Марк I». Следующей известной американской разработкой стала созданная в 1951 году ЭВМ, названная УНИАК. Ее основная особенность в том, что она первой из ЭВМ стала использоваться как коммерческий продукт.

К тому моменту, к слову, свой компьютер уже успели изобрести советские инженеры, работающие в Академии наук Украины. Наша разработка получила название МЭСМ. Ее производительность, по оценке экспертов, была самой высокой среди ЭВМ, собранных в Европе.

Компьютерная память бывает двух видов: основная и внешняя. Основная память устроена подобно почтовому офису: она состоит из микроскопических ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес, или номер. Элемент информации сохраняется в памяти с назначением ему некоторого адреса. Чтобы отыскать эту информацию, компьютер «заглядывает» в ячейку и копирует ее содержимое в свой «командный» пункт. Емкость отдельной ячейки памяти называется словом. Обычно длина слова для персонального компьютера составляет 16 двоичных цифр, или битов. Длина в 8 бит называется байтом. Типичные большие компьютеры оперируют словами длиной от 32 до 128 бит (от 4 до 16 байт), тогда как миникомпьютеры имеют дело со словами в 16–64 бит (2–8 байт). Микрокомпьютеры используют, как правило, слова длиной 8, 16 или 32 бит (1, 2 или 4 байт соответственно).

Внешняя память обычно располагается вне центральной части компьютера. Поскольку внешняя память работает медленнее основной, она используется, главным образом для хранения информации, которая не требуется компьютеру срочно. Чтобы использовать внешнюю память, «командный пункт» компьютера обычно передает нужное содержимое части внешней памяти в основную. Основная память ограничена по объему, поэтому конструкторы компьютеров стремятся хранить во внешней памяти как можно больше информации.

Концепции программирования.

Существуют две большие категории программ: системные и прикладные. Системные программы имеют дело с взаимодействием между различными компонентами компьютера. Например, операционная система Windows представляет собой программу или набор программ, указывающих ЦП, как передавать данные и команды внутри процессора, между внутренней памятью компьютера, накопителем на диске и устройствами ввода-вывода, такими, как терминалы или мониторы на ЭЛТ, принтеры, модемы, датчики и т.п. Она выполняет сервисные функции, такие, как отслеживание места хранения прикладных программ на гибком диске, с которым взаимодействует компьютер. Лучшие системные программы – это программы, которые позволяют компьютеру делать свою работу, не требуя от оператора, чтобы он был с ней знаком.

Прикладная программа представляет собой набор команд для решения внешних задач, отличных от задач основной внутренней работы компьютера. Примером прикладной программы может служить программа обработки текстов или управления базой данных.

Похожие записи:

• Сроки сдачи отчётности в 2023 году
• Как получить субсидию на оплату коммунальных услуг
• КАЛЬКУЛЯТОР ОФИСНЫХ ПРОСТРАНСТВ