Четвертое поколение ЭВМ

1980-1990 г.г.

Этап вызван созданием больших LSI и сверхбольших интегральных схем VLSI, микропроцессора и персонального компьютера. Все ЭВМ этого поколения создавались на основе микропроцессоров, а самым востребованным на рынке ста ПК.

Технологически микросхемы стали изготавливаться на новых классах транзисторов, которые по отношению к прежним позволяли увеличить плотность их размещения на кристалле.

Изменилась оперативная память, стала так же изготавливаться на транзисторах.

К первому персональному компьютеру относят, компьютер созданный маленькой фирмой Apple (1976 г.).

Тем не менее наиболее широкое распространение получил другой ПК, который изготовлен был корпорацией IBM. Именно в этой компания была открытая архитектура компьютеров, что позволило всем желающим производить комплектующие изделия для таких систем. Все отечественные разработки шли как аналоги архитектуры IBM PC.

Для данных компьютеров были разработаны архитектуры ОС и систем программирования используемых до сих пор.

Системы программирования переориентировались на объектно-ориентированную работу, с целью упрощения процессов разработки человеко-машинных интерфейсов и все большей степени интерактивности взаимодействия пользователей с ВМ.

Пятое поколение

1990 – по настоящее время.

Особенности архитектуры современного поколения компьютеров принято считать:

1. Компьютеры на сверх сложных микропроцессорах с параллельно векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы.

2. Компьютеры с многими сотнями параллельно работающих процессорах, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, а так же эффективные сетевые компьютерные системы.

Шестое и последующие поколения ЭВМ

Это научно исследовательские разработки электронных и оптоэлектронных компьютеров с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа микропроцессоров, модулирующих нейронных биологических систем.

Таким образом, на современном этапе основными целями использования компьютера является информационное обслуживание и управление, т.е. по существу они выполняют функции информационно вычислительных систем.

Основные принципы концепции машины с хранимой в памяти программой

В рамках данной концепции вычислительная машина понимается как совокупность технических средств служащей для автоматизированной обработки данных по заданным алгоритмам.

Понятие алгоритм формулируется ISO (international standard organization) как конечный набор предписаний определяющий решения задачи по средствам конечного количества операций.

Основными свойствами алгоритмов является:

1. Дискретность. Выражается в том, что алгоритм описывает действие над дискретной информацией, например числами или символами, причем сами действия так же дискретны.

2. Определенность. Обозначает то, что в алгоритме указано все, что должно быть сделано, причем ни одно из действий не должно трактоваться двояко.

3. Массовость. Подразумевает применяемость алгоритма к множеству значений сходных данных, а не только лишь каким либо уникальным значениям.

4. Результативность, это возможность получения результата за конечное число шагов.

Очевидно, что все указанные свойства алгоритма, определяют возможность его реализации на ВМ.

При этом процесс порождаемый алгоритмом принято называть вычислительным процессом.

В основе архитектуры современных ЭВМ лежит представление алгоритма, для решения некоторой задачи в виде программы последовательных вычислений, согласно ISO программой называют, упорядоченную последовательность команд подлежащих обработке.

Вычислительная машина, в которой определенным образом закодированные команды программы хранятся в памяти, называется вычислительной машиной с хранимой в памяти программой.

Часто такой подход называется архитектурой Фон–Неймана, суть данной архитектуры характеризуется четырьмя принципами:

1. Двоичное кодирование

2. Программное управление

3. Однородности памяти

4. Принцип адресности

Принцип двоичного кодирования

Данный принцип гласит, что вся информация, как данные, так и команды, кодируются двоичными цифрами 0 и 1.

Каждый тип информации представляется двоичной последовательностью и имеет свой формат. Последовательность бит в формате имеющая определенный смысл, называют «полем».

В числовой информации обычно выделяют поле знака и поле значащих разрядов.

В формате команд выделяют обычно два поля: поле кода операций и поле адресов или адресную часть команды.

Код операции это указание какая операция процессора должна быть выполнена, код задается уникальной двоичной комбинацией. А вид адресной части и число составляющих её адресов зависит от типа выбранной команды и так же представляется двоичной последовательностью.