Большая энциклопедия техники

Первое поколение составили ламповые ЭВМ, изготовление которых началось в начале 1950-х гг. В качестве компонентов логических элементов применялись электронные лампы. К ЭВМ этого поколения относятся изобретенные советскими инженерами и учеными ламповые вычислительные машины БЭСМ-2, «Стрела», М-2, М-3, М-20, «Минск-1», «Урал-1», «Урал-2», которые были ориентированы на решение научно-технических задач. Ламповые ЭВМ потребляли огромную мощность, имели большие габариты и малую емкость оперативной памяти, а также невысокую надежность, в первую очередь из-за частого выхода из строя электронных ламп.

В вычислительных машинах второго поколения, возникших в конце 1950-х гг., электронные лампы заменили транзисторами, что значительно повысило надежность, уменьшило размеры ЭВМ, снизило потребление мощности. Это позволило создать ЭВМ, наделенные более высокой производительностью и большими логическими возможностями. Наряду с машинами, предназначенными для научных расчетов, возникли ЭВМ для решения задач обработки данных и управления производственными процессами.

В нашей стране были созданы ЭВМ различного назначения: малые ЭВМ серий «Мир» и «Наири», средние ЭВМ со скоростью работы 5—30 тыс. операций/с – «Минск-2», «Минск-22», «Минск-32», «Раздан-2», «Раздан-3», «Урал-14», БЭСМ-4, М-220 и управляющие вычислительные машины ВНИИЭМ-3, «Днепр» и др.

Второе поколение ЭВМ позволило значительно расширить сферу применения вычислительной техники, приступить к созданию АСУ технологическими процессами, предприятиями и отраслями.

Стремление к повышению быстродействия, надежности, снижению стоимости аппаратуры привело к возникновению новой элементной базы вычислительной техники – интегральных микросхем, на базе которых были созданы ЭВМ третьего поколения.

Они возникли во второй половине 1960-х гг. в США и появились в СССР в начале 1970-х гг. в качестве машин Единой Системы ЭВМ и Системы Малых ЭВМ – машин на интегральных микросхемах.

В машинах третьего поколения особое внимание уделено уменьшению трудоемкости в подготовке программ, предназначенных для решения задач на ЭВМ, повышению эффективности применения дорогостоящего оборудования машин, облегчению связи оператора и машины, упрощению эксплуатационного обслуживания ЭВМ, что достигается с помощью специальных операционных систем.

Сравнительно недавно появились ЭВМ, которые следует отнести к четвертому поколению.

Конструктивно-технологической базой этих ЭВМ являются большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные микросхемы, которые содержат десятки тысяч транзисторов на одном кристалле. Главным образом на БИС строят памяти ЭВМ.

К ним относятся такие новые средства вычислительной техники, как микропроцессоры и создаваемые на их базе микро-ЭВМ. Микро-ЭВМ и микропроцессоры нашли широкое применение в системах и устройствах автоматизации измерений, управления технологическими процессами и обработки данных, при построении различных специальных цифровых машин и устройств.

Вычислительные возможности микроЭВМ оказались достаточными для создания на их основе персональных ЭВМ, получивших в настоящее время широкое распространение.

Характерным для крупных ЭВМ этого поколения становится наличие нескольких процессоров, которые ориентированы на выполнение определенных операций, на решение некоторых классов задач или процедур. В рамках этого поколения изобретаются многопроцессорные вычислительные системы с быстродействием в несколько сотен миллионов операций в секунду.

Примером крупных вычислительных систем четвертого поколения, является многопроцессорный комплекс «Эльбрус-2» с суммарным быстродействием до 100 млн операций/с, с системой команд, которая приближена к языкам высокого уровня, и стековой организацией обращений к памяти.

В последнее время определились контуры нового, пятого поколения ЭВМ. Согласно этому проекту вычислительные системы этого поколения, помимо более высокой надежности и производительности при более низкой стоимости, обладают качественно новыми свойствами: возможностью взаимодействия с ЭВМ с помощью естественного языка, графических изображений и человеческой речи; способностью системы обучаться, делать логические суждения, производить ассоциативную обработку информации, вести «разумную» беседу с человеком; способностью системы «понимать» содержание базы данных и использовать эти «знания» при решении задач.

В ЭВМ пятого поколения емкость основной памяти и быстродействие машин составляют соответственно 0,5—5 Мбайт и 2 млн операций/с для персональных компьютеров и 8—160 Мбайт и 1—100 млрд операций/с для сверхпроизводительных ЭВМ.

В них применяются сверхбольшие интегральные микросхемы, имеющие до 1—10 млн транзисторов на кристалл.