Cандық машиналардың арифметикалық және логикалық негіздері. Есептеуіш техниканың даму тарихы, қазіргі заманғы компьютердің даму кезеңдері
жүктеу/скачать 3,99 Mb.
|
комп арх лекц 1-15
- Бұл бет үшін навигация:
- Электрондық компьютерлер;
|
1 дәрістің тақырыбы: Cандық машиналардың арифметикалық және логикалық негіздері. Есептеуіш техниканың даму тарихы, қазіргі заманғы компьютердің даму кезеңдері Жоспар Есептеуіш техниканың даму тарихы; Алғашқы механикалық компьютер; Электрондық компьютерлер;Дербес компьютердің пайда болуы Ең алғашқы пайда болған есептеу құралы осыдан 2000 жылдай бұрын қолданылған абак болып есептелінеді. Абак қазіргі бухгалтерлік шотқа ұқсас болған, ағаштан жасалған, санау үшін сүйектер мен тастардың тізбегі пайдаланылған. Екі санды көбейту амалын орындай алатын бірінші европалық көбейту машинасын XVII ғасырдың басында Непер (логарифмдік сызғышты жасаушы) жасаған. 1642 жылы Блез Паскаль қосу амалдарын орындайтын цифрлық есептеуіш машинасын ойлап тапты. Ол машинаны салық жинаушы болып жұмыс істейтін әкесі үшін жасаған. 1671 жылы Готфрид Вильгельм фон Лейбниц есептеуіш машинасының жобасын жасап, 1684 жылы дайындап шықты. Ол машина қосу және көбейту амалдарын орындайтын еді. Бірінші механикалық калькуляторды 1820 жылы Чарльз Ксавьер Томас жасады. Бұл алу, қосу, көбейту, бөлу амалдарын орындайтын “жетілдірілген” машина болды. Кембридж университетінің профессоры Чарлз Бэббиджді алғашқы механикалық компьютердің атасы деп атауға болады. 1812 жылы дайындалған бұл машина көпмүшелі теңдеулерді әртүрлі тәсілдермен шығара алатын. 1822 жылы Бэббидж өзінің компьютерінің кішігірім моделін дайындап, оны Британ үкіметіне көрсетіп, машинаны дамытуға мүмкіндік алды. Бұл толық автоматтандырылған, нәтижені баспаға шығаратын, бумен қозғалысқа келтіретін машина еді. Осы жобаны 10 жыл ішінде дамытып 1833 жылы аналитикалық деп аталатын алғашқы «көп мақсатты» компьютер жасалынды. Ол машина 50 орынды сандарға амалдар жасап және 1000 санды есте сақтай алды. Тұңғыш рет тек осы машинада шартты операция – қазіргі if операторының баламасы орындалатын болған. Сонымен Бэббидждің аналитикалық машинасын қазіргі компьютерлердің ізашары деп айтуға болады: Мәліметтерді енгізу құрылғысы. Бэббидж машинасында мәліметтерді перфокартадан енгізетін. Басқару құрылғысы. Есептеуіш құрылғының басқаруға және программалауға пластиналарымен шрифтері бар барабан қолданылды. Процессор (немесе есептеуіш құрылғы) Бұл биіктігі 10 футтай мыңдаған осьтермен шестернадан тұратын машина. Еске сақтау құрылғысы. Бұл да 50 орында мың сан сақтай алатын құрылғы. Шығару құрылғысы. Баспа машиналарымен қосылған пластиналар. Өкінішке орай, механикалық өңдеудің дәлдігінің және технологиялық деңгейдің төмендігіне байланысты бұл компьютер іске қосылмады. Перфокартаны пайдалану идеясы тек 1890 жылдарда жүзеге асты (Герман Холлерит, Алдико). Кейін осы Холлерит Tabulating Machine Company деп аталатын компания ашып, ол компания көп жылдан соң IBM фирмасына айналды. Айове штатының университетінде физик Джон В. Атанасов Клифорд Берримен бірге 1937-1942 жылдар аралығында алғашқы цифрлық электрондық есептеу машинасын жасаумен айналысты. Атанасов–Берри деп аталған бұл жүйеде қазіргі замандағы цифрлық технологиямен қатар вакуумдық лампалар және екілік арифметика мен логикалық схемалар концепциясы пайдаланылды. Екінші дүниежүзілік соғыста компьютерлер пайдаланылуы есептеуіш техниканың дамуын тездетті. 1943 жылы ағылшын Ален Тьюринг «Колос» атты соғыста неміс мәлімдемелерінің құпиясын ашатын компьютер жасады. 1946 жылы Джон П. Еккерт пен Джон В. Могли Мураун-тінің (Пенсилованың штаты) Электротехникалық мектебінің қызметкерлерімен бірлесіп соғыс мақсатына арналған бірінші электрондық есептеуіш машинасын жасады. Бұл жүйе ENIAC (Electrical Numerical Integration Calculator) деп аталды. Алғашқы компьютерде триод деп аталатын вакуумдық лампалар пайдаланылды. Триодтар тез қызатын, істен шығып қалатын, энергияны көп «жейтін». Транзистор ойлап табу компьютердің даму тарихында революциялық оқиға болды. 1947 жылы Bell laboгаtидың инженері Джон Бердин мен Уолтер Броттейн транзисторды ойлап тапты. 1956 жылы бұл ғалымдар Нобель сыйлығын алды. Электрондық лампалардан транзисторларға ауысу компьютердің тұрқын кішірейтуге мұмкіндік берді. 1959 жылы Texas Instrumets компаниясының қызметкерлері транзисторлардың бір кристалына - өзара сымсыз жалғасатын бірнеше жартылай өткізгіштерден тұратын интегралдық схеманы жасады. Бастапқы интегралды схемада барлығы 6 транзистор болса, қазіргі Pentium Pro –да 5,5 млн транзистор бар, ал кіріктірілген кэш-жады 32 млн транзистор сыйғызады. 1972 жылы 8008 деген 8-разрядты микропроцессор жасалды (INTEL). 1973 жылы 8008 микропроцессордың негізінде 8080 микропроцессор жобаланды. Оның жылдамдығы 8008-ге қарағанда 10 есе артық еді және 64 Кбайтқа дейінгі жадыны адрестей алатын. Осы оқиға дербес компьютердің өндіріске қосылуына дүмпу болды. 1975 жылы IBM фирмасы бағасы $9000 болатын дербес компьютер жасады. 1980 жылдан бастап IBM фирмасы арзан дербес компьютер жасауды жолға қойды. Шыққан компьютерлер буынға бөлінеді. Қазір компьютерлердің алты буыны белгілі деп айтуға болады. Жалпы, компьютерді буынға бөлу шарты, ол негізінен компьютер-лердің элеменнтер базасының өзгеруіне, өзінің құрамына кіретін құрылғылардың түрлері мен қасиеттерінің өзгеруі-не және компьютерлер арқылы шығарылатын есептердің жаңа (сандық емес) топтарының пайда болуына тәуелді. Компьютердің бірінші буыны – 1959 жылға шейін шыға-рылған электронды дампалық машиналар, жылдамдықта-ры ондаған мың а/с., разрядтылығы 31 – 34 бит, жедел жа-дыларының көлемі 1 – 4 кб, амалдардың жұмыс ырғағы қатал тізбекті, яғни, келесі орындалатын амал ағымдағы амалдың орындалуы толық біткеннен соң ғана басталады, енгізу/шығару амалдары орындалып тұрғанда орталық процессор тоқтап тұрады. Программа негізінен машина-лық тілде қолмен жазылып орындалады. Жұмыс істеу ре-жімі ашық болды, яғпи, әрбір программалаушы басқару тетігінде өзі отырып программасын енгізіп жұмыс істетті. Негізінен сандық шамалармен байланысты есептер шыға-рылады, символдық шамаларды пайдалану жоқ болды. Стандартты программалар жасала бастады. жүктеу/скачать 3,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|