Большая энциклопедия техники

Как правило, для придания ЭВМ того или иного свойства применяют комбинацию программных и аппаратурных средств, что позволяет при довольно небольших аппаратурных затратах получить высокую эффективность и быстродействие при реализации соответствующей функции.

С точки зрения пользователя не так важно, выполняется та или иная функция программными или аппаратурными средствами. Поэтому можно говорить о виртуальной ЭВМ, которая обладает некоторыми свойствами, реализуемыми с помощью совокупности программных и аппаратурных средств.

Система программного обеспечения ЭВМ является комплексом программных средств, который можно разделить на операционную систему, пакеты прикладных программ и комплект программ технического обслуживания.

Операционные системы представляют собой важнейшую и центральную часть программного обеспечения ЭВМ, которая предназначена для эффективного управления вычислительным процессом, распределения ресурсов ЭВМ и планирования работы, организации выполнения программ при различных режимах работы машины и автоматизации процесса их подготовки, облегчения общения оператора с машиной.

Операторы и пользователи не имеют прямого доступа к устройствам ЭВМ. Их связь с ЭВМ осуществляется при помощи операционной системы, которая обеспечивает определенный уровень общения человека с машиной.

Он в основном определяется языком, на котором оно осуществляется. Аппаратурные средства ЭВМ и система ее программного обеспечения в совокупности являются вычислительной системой. При создании новой ЭВМ разработка программного обеспечения и разработка аппаратуры должны осуществляться взаимосвязано и одновременно.

Круг вопросов, которые подлежат решению при разработке архитектуры ЭВМ, можно символично разделить на вопросы общей структуры, организации общения пользователя с машиной и вычислительного процесса, вопросы логической организации хранения, представления и преобразования информации и вопросы логической организации совместной работы разнообразных устройств, а также программных и аппаратурных средств машины.

В середине XIX в. развитие атомной физики, космической и ракетной техники потребовало решения вычислительных задач такого огромного объема, что с ними было невозможно справиться с помощью имевшихся в то время перфорационных или клавишных счетных машин. Данная потребность привела к изобретению на рубеже 1940—1950-х гг. цифровых электронных вычислительных машин. Идея применения программного управления для построения устройства, которое автоматически выполняет арифметические действия, была впервые предложена английским математиком Ч. Бэббиджем уже в 1833 г. Но его попытки не увенчались успехом.

Фактически подобная идея была реализована, когда К. Цюзе в 1942 г. в Германии и Г. Айкен в 1944 г. в США сконструировали на базе электромагнитных реле вычислительные машины с управлением от перфоленты.

Идея программного управления вычислительным процессом была значительно развита американским математиком Джоном фон Нейманом, который в 1945 г. описал принцип хранимой в памяти программы.

Первые ЭВМ с хранимой в памяти программой и с программным управлением появились почти одновременно в СССР, США и Англии.

Значительный вклад в развитие отечественной вычислительной техники внес академик С. А. Лебедев. Под его руководством в 1949—1951 гг. была сконструирована первая в нашей стране ЭВМ – Малая Электронная Счетная Машина (МЭСМ), а уже в 1952—1954 гг. – Быстродействующая Электронная Счетная Машина (БЭСМ), которая выполняла 8000 операций/с и являлась в то время одной из наиболее быстродействующих ЭВМ в мире.

Одну из первых в стране ЭВМ И. С. Брук и его сотрудники Н. Я. Матюхин и М. А. Карцев построили в начале 1950-х гг. в Энергетическом институте АН СССР в Москве. Первая производившаяся промышленностью ЭВМ «Стрела» была сконструирована научным коллективом под руководством Ю. Я. Базилевского.

Советские ученые, главным образом академики С. А. Лебедев, В. С. Семенихин, М. В. Келдыш, В. М. Глушков и их научные школы, внесли серьезный вклад в развитие ЭВМ и их программного обеспечения.

На протяжении нескольких десятилетий электронная вычислительная техника быстро развивается. Появилось несколько поколений ЭВМ. Возникновение новых поколений ЭВМ произошло в результате расширения областей и развития способов их применения, которые требовали более производительных, дешевых и надежных машин.

Поколение ЭВМ определяется совокупностью взаимосвязанных особенностей и характеристик применяемой при построении машин конструктивно-технологической (особенно элементной) базы и действующей в машине архитектуры (логической организации).