Б.А. Гладких ИНФОРМАТИКА Историческое введение в специальность Альбом иллюстраций Глава 2. Электронные вычислительные машины. - презентация

1 Б.А. Гладких ИНФОРМАТИКА Историческое введение в специальность Альбом иллюстраций Глава 2. Электронные вычислительные машины

2 2.1. Работы Атанасова Юридический приоритет создания первой ЭВМ принадлежит Джону Атанасову (Atanasoff, John; ). В 1939 г. он с аспирантом Клиффордом Берри (Berry, Clifford Edward; ) приступил к постройке машины, предназначенной для решения системы алгебраических уравнений с 30 неизвестными (ABC Atanasoff-Berry Calculator). Проект не был завершен

3 Первая работающая ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) была создана в 1945 г. в Пенсильванском университете. Длина 26 м, высота 6 м, масса 30 т ламп, 1500 реле, потребляемая мощность 150 квт Первая ЭВМ ENIAC

4 ЭВМ ENIAC. Вид сзади 2.2. Первая ЭВМ ENIAC

5 Руководители проекта ENIAC 2.2. Первая ЭВМ ENIAC Джон Моучли, (Mouchly, John William; ) Герман Голдстайн (Goldstine, Herman Heine; р. 1913) Джон Преспер Эккерт (Eckert, John Presper; )

6 Понятие «архитектура ЭВМ» связано с именем выдающегося математика XX столетия Джона фон Неймана (Neumann, John von; ) 2.3. Проект фон Неймана и его вклад в архитектуру ЭВМ

7 Фрагменты статьи фон Неймана с соавторами (русский перевод)

8 2.3. Проект фон Неймана и его вклад в архитектуру ЭВМ Основные черты классической фон-неймановской архитектуры ЭВМ 1.Машина должна состоять из следующих основных блоков: арифметического устройства, оперативной памяти, устройства управления, устройства ввода, устройства вывода, устройства внешней памяти; 2. Команды программы должны храниться в оперативной памяти, откуда они последовательно выбираются и исполняются арифметическим устройством, система команд должна иметь операции условной и безусловной передачи управления. Команды должны рассматриваться как обычные данные, т.е. программа должна иметь возможность модифицировать себя в процессе вычислений; 3. Команды и данные должны храниться и обрабатываться в двоичной системе счисления.

9 Морис Уилкс у машины EDSAC ламп, ОЗУ 512 слов 2.3. Проект фон Неймана и его вклад в архитектуру ЭВМ Из-за разногласий в команде разработчиков реализация проекта фон Неймана в США затянулась. Первая ЭВМ с хранимой программой EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) была построена в Англии в 1949 г. под руководством Мориса Уилкса (Wilkes, Maurice; р. 1913). Английские ученые опирались на собственный опыт разработки электронных вычислительных устройств во время Второй мировой войны

10 В местечке Блечли-Парк (Bletchley Park) под Лондоном была организована сверхсекретная криптоаналитическая лаборатория для расшифровки немецких военных шифров, используемых в шифровальной машине Enigma Проект фон Неймана и его вклад в архитектуру ЭВМ

11 Под руководством выдающегося математика Алана Тьюринга была построена специализированная электронная вычислительная машина Colossus. Она насчитывала 2000 радиоламп и обрабатывала симв./с 2.3. Проект фон Неймана и его вклад в архитектуру ЭВМ Алан Тьюринг (Turing, Alan Mathison; )

12 Американская ЭВМ с хранимой программой EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer была построена только в 1950 г. Она имела 3500 ламп, ОЗУ 1024 слова по 44 бита 2.3. Проект фон Неймана и его вклад в архитектуру ЭВМ

13 Первая серийная ЭВМ UNIVAC-1 производства фирмы Remington Rand (1951 г.). Быстродействие 2000 оп./с, ОЗУ 1000 слов по 12 десятичных разрядов. Продано 46 машин по 1 млн. долл. каждая Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

14 Мощный импульс развитию первых ЭВМ дала полуавтоматическая система противовоздушной обороны США и Канады SAGE (Semi- Automatic Ground Enviroment), созданная в годах 2.4. Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

15 Для обработки данных в системе SAGE в Массачусетском технологическом институте была разработана ЭВМ Whirlwind – «Вихрь». Подряд на поставку этих машин под названием ( AN/FSQ-7) выиграла IBM. Каждая из 24 машин имела около радиоламп, весила 250 тонн и потребляла мегаватт электроэнергии 2.4. Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

16 В 1953 г. к производству ЭВМ общего назначения подключилась фирма IBM, выпустив серийную IBM-701. Быстродействие около оп./с, ОЗУ 2К 36-разрядных слова. Всего продано 19 машин. На фото: Томас Уотсон старший у пульта IBM Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

17

18 Основным логическим элементом ЭВМ 1-го поколения была электронная лампа Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ Машины собирались из множества отдельных ячеек, которые вставлялись в разъемы и легко заменялись при выходе из строя

19 Транзисторные ячейки по-прежнему собирались из дискретных элементов (резисторов, конденсаторов) 2.4. Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ В ЭВМ 2-го поколения место радиоламп заняли миниатюрные и надежные транзисторы

20 Вплоть до 70-х годов оперативная память ЭВМ строилась на матрицах из ферритовых колец, впервые использованных в ЭВМ Whirlwind (Вихрь), 1951 г Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

21 Внешняя память ЭВМ первых поколений в основном основывалась на магнитных лентах. Бобины магнитных лент хранились в ленточных библиотеках 2.4. Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

22 Для ввода информации в ЭВМ первых поколений использовались 80-колонные перфокарты и 8-дорожечные перфоленты 2.4. Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

23 Для вывода информации из ЭВМ использовались АЦПУ барабанного типа, печатающие на широкой перфорированной бумажной ленте 2.4. Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ

24 Наиболее мощной ЭВМ 2 поколения была IBM-7030 Stretch (1959 г.), установленная в ядерном центре Лос-Аламоса 2.4. Первые поколения ЭВМ. Формирование индустрии ЭВМ Быстродействие – до 1 млн. оп./с, ОЗУ до 256К 64-битовых слов. Стоимость 10 млн. долл. В этой машине впервые проявились черты ЭВМ будущих поколений

25 2.5. Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ IBM System/360 (объявлена 7 апреля 1964 г.)

26 2.5. Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ Некоторые особенности Системы 360: микросхемная элементная база; микропрограммное управление; внешняя память на магнитных дисках; дисплейные терминалы; открытая масштабируемая архитектура Система 360 и ее клоны олицетворяют 3-е поколение ЭВМ.

27 2.5. Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ Элементную базу ЭВМ 3-го поколения составляли интегральные схемы (ИС) малой и средней (СИС) степени интеграции. Одна микросхема заменяла ячейку ЭВМ 2-го поколения Микросхемы позволили резко усложнить конструкцию машин. Печатная плата с микросхемами заменяла целый шкаф оборудования

28 2.5. Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ Накопитель на жестких магнитных дисках - основное устройство внешней памяти ЭВМ 3-го поколения. Емкость пакета дисков составляла от 7,25 до 29 Мбайт.

29 2.5. Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ Архитектура Системы 360

30 2.5. Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ

31 Классификация интегральных схем по числу транзисторов Русское сокращениеАнглийское сокращение Число транзисторов ИС- интегральная схема SSI – Small Scale Integration до 64 СИС – средняя ИСMSI – Middle Scale Integration до 1024 БИС – большая ИСLSI – Large Scale Integration до СБИС- сверхбольшая ИС VLSI – Very Large Scale Integration до SVLI – Super Very Large… свыше Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ

32 Элементную базу ЭВМ 4-го поколения составляли большие интегральные схемы (БИС). БИС является функционально законченным устройством, содержащим тысячи транзисторов и других элементов

33 2.5. Машина IBM S/360 и третье поколение ЭВМ Логическим продолжением системы 360 в 70-е годы стала System/370, сохранившая аппаратную и программную совместимость с Системой 360

34 2.6. Расслоение рынка ЭВМ. Супер- и мини-ЭВМ Первая супер-ЭВМ CDC-6600 фирмы Control Data Corporation (1963 г.) Разрядность 64 бита, быстродействие 3 млн. оп./с. Цена более 10 млн. долл.

35 Мини-ЭВМ PDP-8 фирмы Digital Equipment (1965 г.) Разрядность 12 бит. ОЗУ 4К слова. Быстродействие 500 тыс. оп./с. Цена долл Расслоение рынка ЭВМ. Супер- и мини-ЭВМ

36 Мини-ЭВМ PDP-11/70 и VAX-11/780 фирмы Digital Equipment 2.6. Расслоение рынка ЭВМ. Супер- и мини-ЭВМ

37 2.7. Вычислительная техника в СССР Основные этапы: зарождение ( годы); расцвет (1950-е – 1960-е годы); подражание (1970-е – 1980-е годы); крах и надежды на возрождение (1990-е годы)

38 2.7. Вычислительная техника в СССР Сергей Алексеевич Лебедев ( )

39 Первая отечественная ЭВМ МЭСМ (1951 г., Киев). Гл. конструктор С.А. Лебедев 6000 электронных ламп, быстродействие 50 оп./с, ОЗУ разрядных слова, потребляемая мощность 15 кВт, занимаемая площадь - 60 кв.м 2.7. Вычислительная техника в СССР

40 Первая полномасштабная отечественная ЭВМ БЭСМ (1952 г., Москва, ИТМ и ВТ). Гл. конструктор С.А.Лебедев ламп, быстродействие 8000 оп./с, ОЗУ 1К 39-разрядных слов, ПЗУ 1К слов, потребляемая мощность 30 квт, занимаемая площадь 100 кв. м 2.7. Вычислительная техника в СССР

41 Первая отечественная серийная ЭВМ «Стрела» (1953 г.). Гл. конструктор Ю.Я. Базилевский, зам. гл. конструктора Б.И. Рамеев 6200 ламп, полупроводниковых диодов. Быстродействие 2000 оп./с, ОЗУ на потенциалоскопах (43-разрядные слова), потребляемая мощность 150 квт, занимаемая площадь 300 кв. м. С 1953 до 1956 г. выпущено 7 экз Вычислительная техника в СССР

42 Серийная ЭВМ общего назначения М-20 (1958 г.). Гл. конструктор С.А.Лебедев 2600 ламп, ОЗУ 4К 45-разрядных слов, быстродействие оп./с, в то время самое большое в Европе 2.7. Вычислительная техника в СССР

43 Когда в 1965 г. в Томский университет пришла ЭВМ М-20, в учебных корпусах не нашлось достаточно места для ее установки. Машина была смонтирована в здании завода математических машин, где занимала половину первого этажа и подвал Вычислительная техника в СССР

44 ЭВМ БЭСМ-6 (1968 г.) наиболее мощная из отечественных машин 2- го поколения. Гл. конструктор С.А. Лебедев 60 тыс. транзисторов, 180 тыс. диодов, быстродействие 1 млн оп./с, ОЗУ от 32К до128К 48-разрядных слов. Производилась до 1987 г, всего выпущено 355 экз Вычислительная техника в СССР

45 Исаак Семенович Брук ( ) 2.7. Вычислительная техника в СССР

46 Экспериментальная ЭВМ М-1 (1951 г., Энергетический институт АН СССР, Москва) 750 электронных ламп, быстродействие оп./с. Гл. конструктор И.С. Брук 2.7. Вычислительная техника в СССР ЭВМ М-2 и М-3, разработанные И.С. Бруком, дали начало направлению малых и управляющих машин в СССР. На основе М-3 в Минске и Ереване развернуто производство ЭВМ «Минск» и «Раздан»

47 2.7. Вычислительная техника в СССР Под фирменным «бруковским» индексом «М» разрабатывались и выпускались вычислительные системы специального назначения. Наиболее мощным был многопроцессорный комплекс М-13 (1984 г.) с быстродействием 48 млн. оп./с. Гл. конструктор М.А. Карцев

48 Башир Искандарович Рамеев ( ) 2.7. Вычислительная техника в СССР

49 Серийная ЭВМ малого класса Урал -1 (1957 г., НИИММ, г. Пенза). Гл. конструктор Б.И. Рамеев. 700 электронных ламп. ОЗУ на магнитном барабане ( разрядных слова). Быстродействие 100 оп./с. Первая ЭВМ в восточной части СССР, установлена в Томском государственном университете в 1958 г. Всего выпущено 183 шт Вычислительная техника в СССР

50 Семейство полупроводниковых ЭВМ среднего класса Урал -11,- 14, -16 ( годы) имело унифицированную архитектуру, быстродействие от 45 до 100 тыс. оп./с. Гл. конструктор Б.И. Рамеев

51 Виктор Михайлович Глушков ( ) 2.7. Вычислительная техника в СССР

52 В.М. Глушков демонстрирует работу малой ЭВМ «Промiнь» 2.7. Вычислительная техника в СССР Генеральный секретарь ЦК КПСС Л.И. Брежнев и члены Политбюро осматривают ЭВМ «Промiнь»

53 Машина инженерных расчетов МИР-1 (1966 г., ИК АН УССР, г. Киев) Имела оригинальное многоступенчатое программное управление. Единственная советская машина, купленная фирмой IBM (1967 г.). Гл. конструктор В.М.Глушков 2.7. Вычислительная техника в СССР МИР-2 (1969 г.) Машина могла выполнять аналитические выкладки

54 2.7. Вычислительная техника в СССР Полупроводниковая «Минск-32» (1968 г.) – последняя из семейства «Минсков». Гл. конструк- тор В.В. Пржиялковский тыс. оп./с, ОЗУ 64К 38-разряд-ных слова. До 1975 г. выпущено 2889 экземпляров. «Минск-1» - первая из фирменного семейства белорусских ЭВМ (1960 г.) Гл. конструктор Г.П. Лопато 800 ламп, 2500 оп./с, ферритовая память 1К 31- битовых слов. Всего до 1964 г. выпущено 220 шт.

55 В конце 1960-х годов советское руководство приняло принципиаль- ное решение о прекращении производства оригинальных отечест- венных ЭВМ и развертывании работ по созданию Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) социалистических стран на базе архитектуры IBM System/360, а также Системы малых машин (СМ ЭВМ) на базе архитектуры Hewlett Packard и PDP-11. На фото: члены Политбюро ЦК КПСС на выставке ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ (1979 г.) 2.7. Вычислительная техника в СССР

56 Центральный процессор Стойка магнитных лентАЦПУ Пульт управления ЕС-1036 Устройства ЕС ЭВМ

57 ЭВМ СМ-4 (ИНЭУМ, г. Москва, 1976 г.) Гл. конструктор Б.Н. Наумов 2.7. Вычислительная техника в СССР ЭВМ СМ-1

58 ЭВМ Эльбрус-2 (1985 г.). Гл. конструктор Б.А. Бабаян 2.7. Вычислительная техника в СССР

59 Микропроцессорная революция, грянувшая в годах, привела к застою и убыткам в «непотопляемой» IBM и краху компаний, занимавшихся лизингом мэйнфреймов 2.8. Микропроцессорная революция Доходы Рис. из книги Г.Р. Громова

60 В 1948 г. сотрудники Bell Labs Вильям Шокли (Schockley, William; ), Джон Бардин (Bardeen, John; ) и Вальтер Браттейн (Brattain, Walter; ) создали первый транзистор (снимок справа). Нобелевская премия по физике 1956 г Микропроцессорная революция

61 В 1955 г. Вильям Шокли вернулся в родной город Пало Альто (Palo Alto) и основал фирму Shockley Labs Inc., пригласив восемь молодых талантливых сотрудников из восточных штатов. В 1957 г. «восьмерка предателей (Eight Traitors)» ушла от него и организовала фирму Fairchild Semiconductor Микропроцессорная революция

62 Oracle Hewlett Packard Yahoo! Xerox PARC Intel Sun 3com SGI Netscape Cisco Apple Adobe IBM Research 2.8. Микропроцессорная революция Тихий океан Залив San Francisco Мост Golden Gate Впоследствии члены восьмерки продолжали разбегаться, основывая полупроводниковые компании вдоль 50-мильного участка шоссе 101 от Сан Хосе (San Jose) до Сан Франциско. Здесь образовалась уникальная концентрация высокотехнологичных производств и исследовательских центров, получившая название «кремниевой (силиконовой) долины».

63 В 1958 г. Джек Килби (р. 1923) из Texas Instruments создал первую экспериментальную интегральную схему, содержащую 5 транзисторов. В качестве полупроводникового материала использовался германий, отдельные части схемы соединялись золотыми проводниками и скреплялись воском. Нобелевская премия по физике 2000 г Микропроцессорная революция

64 В 1959 году Роберт Нойс (Noyce, Robert; ) разработал тонкопленочную (планарную) технологию интегральных схем на основе кремния с алюминиевыми проводниками 2.8. Микропроцессорная революция Резистор Алюминиевый проводник Транзистор Контактная площадка Рисунок из патента Увеличенная фотография первой планарной микросхемы

65 2.8. Микропроцессорная революция Современная интегральная схема содержит многие тысячи структурных элементов, размещенных на нескольких сверхтонких слоях различных материалов (металла, изолирующего окисла, полупроводника). Фотография с электронного микроскопа. Ширина проводящих алюминиевых полосок 0,1-0,2 микрона

66 2.8. Микропроцессорная революция. Разработка чертежа большой интегральной схемы представляет собой сложный и длительный процесс. Топология микросхемы является объектом авторского права

67 2.8. Микропроцессорная революция Производство интегральных схем основано на фотолитографическом процессе. На каждый слой микросхемы составляется отдельный чертеж,

68 2.8. Микропроцессорная революция на основе которого готовятся фотошаблоны для формирования элементов данного слоя

69 2.8. Микропроцессорная революция Процесс массового изготовления интегральных схем начинается с изготовления кремниевых подложек. Слиток сверхчистого кремния диаметром см распиливается на пластины, на каждой из которых будет выращиваться несколько сот микросхем. Пластины покрываются слоем фоточувствительной эмульсии.

70 2.8. Микропроцессорная революция С помощью фотоуменьшителя делаются микроскопические отпечатки фотошаблонов на покрытую эмульсией подложку. Затвердевшая в светлых местах эмульсия остается на поверхности пластины после ее промывки, она создает маску для соответствующей стадии диффузионного процесса.

71 2.8. Микропроцессорная революция Основной технологический процесс происходит в диффузионной камере, куда помещаются подложки, и куда по очереди в соответствии с технологией подаются горячие газы и пары металлов. Воздействуя на незащищенные фотоэмульсией участки пластины, они напыляют или вытравливают рисунок отдельных слоев, постепенно наращивая структуру микросхемы. Технологический процесс содержит несколько десятков стадий и может продолжаться более месяца.

72 Каждый из маленьких квадратиков – готовая интегральная схема. Осталось распилить пластину на отдельные чипы и вставить их в корпуса с контактами Микропроцессорная революция

73 Первый микропроцессор Intel-4004 (1971 г.). Разрядность 4 бита, тактовая частота 108 кГц. Число транзисторов Микропроцессорная революция

74 1972 год: Первый 8-битовый микро- процессор Intel Число транзисторов Микропроцессорная революция 1974 год: 8-битовый микропроцессор Intel Число транзисторов 5000 Этот процессор стал стандартом для первого поколения ПК 1978 год: 16-битовый микропроцессор Intel Число транзисторов Применен в IBM PC. Система команд x86 стала стандартной для ПК следующих поколений на платформе Intel

75 2.8. Микропроцессорная революция

76 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Первый коммерческий микрокомпьютер Altair-8800 Первый коммерческий персональный компьютер был выпущен небольшой фирмой MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) в городе Альбукерке, основанной бывшим летчиком Эдом Робертсом (Roberts, Edward; р. 1941). Фирма производила наборы деталей для радиоуправляемых моделей и калькуляторы.

77 Первый персональный компьютер Altair-8800 фирмы MITS (1975 г.). Микропроцессор Intel 8008, тактовая частота 500 кГц, ОЗУ 256 байт, цена 439 долл.в собранном виде и 397 долл. в виде набора деталей 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Первый коммерческий микрокомпьютер

78 Основу архитектуры Altair-8800 составляет 100-контактная общая шина S-100, к которой подключаются съемные модули. Эта архитектура стала впоследствии классической 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Первый коммерческий микрокомпьютер

79 Реклама компьютера Altair-8800 была опубликована на обложке январского (1975 г.) номера радиолюбительского журнала «Popular Electronics»

80 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Первый коммерческий микрокомпьютер На 8 этаже этого здания в Альбукерке располагался первый офис образованной ими компании Microsoft Прочитав в начале января 1975 г. журнал, два студента из Бостона Пол Аллен (Allen, Paul; р. 1954) и Билл Гейтс (Gates, William; р. 1955) предложили MITS свои услуги по разработке компилятора с языка Basic

81 PET фирмы Commodore TRS-80 фирмы Tandy Radio Shack 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Первое поколение персональных ЭВМ Первое поколение ПК ( годы) основывалось на 8-разрядных микропроцессорах intel-8080 или Zilog-80. Среди множества производителей выделялись канадская фирма Commodore и американская Tandy Radio Shaсk. Объем продаж измерялся десятками тысяч экземпляров

82 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Первое поколение персональных ЭВМ Для домашнего применения фирма Sinclair в 1980 г. выпустила ПК Spectrum, подключаемый к обычному телевизору и бытовому магнитофону

83 Стив Джобс (Jobs, Steve; р. 1955) и Стив Возняк (Wozniak, Steve; р. 1950) – основатели компании Apple Computer (1976 г.) 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Феномен Apple

84 Персональный компьютер Apple-1 (1976 г.) Микропроцессор MC6502. Цена 666,66 долл. Продано 200 экз Появление и развитие персональных ЭВМ Феномен Apple

85 Apple-2 (1977 г.) Микропроцессор MC6502, ОЗУ 4 Кб, ПЗУ 16 Кб, цена 1300 долл Появление и развитие персональных ЭВМ 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Феномен Apple

86 Рост доходов фирмы Apple в первые годы. В 1983 г. доходы составили 983 млн. долларов 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Феномен Apple млн. $ Коммерческий директор Apple Джон Скалли (Sculley, John; р. 1939)

87 В августе 1981 г. фирма IBM вышла на рынок персональных компьютеров, создав 16-разрядный ПК второго поколения IBM PC. Микропроцессор Intel ,77 МГц, ОЗУ 64 Кб, ПЗУ 40 Кб, флоппи-диск 5, цена 3000 долл Появление и развитие персональных ЭВМ В игру вступает IBM Boca Raton, штат Флорида. Здесь в обстановке глубокой секретности командой из 12 инженеров IBM под руководством Филиппа (Дона) Эстриджа (Estridge, Philip D. (Don); ) создавался первый IBM PC

88 Первый портативный компьютер Compaq (1982 г.) С этого компьютера началось производство клонов IBM PC. i MHz, 128KB RAM, монохромный монитор 9, вес 14 кг, цена 3000 долл Появление и развитие персональных ЭВМ Второе поколение ПК. Клоны IBM-совместимых ЭВМ Доля IBM на рынке персональных компьютеров

89 Семейство персональных компьютеров IBM PS/2 (1987 г.) разрабатывалось с целью избавиться от конкуренции со стороны клонмейкеров 2.9. Появление и развитие персональных ЭВМ Второе поколение ПК. Клоны IBM-совместимых ЭВМ Основные отличия IBM PS/2: новая шина MCA (Micro Channel Architecture); гибкие диски нового формата 3,5; новый стандарт графического монитора; усовершенствованная технология печатных плат

90 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Работы Дугласа Энгельбарта Работы по изучению проблем человеко- машинного интерфейса велись с конца 1950-х годов в SRI (Stanford Research Institute) под руководством Дугласа Энгельбарта (Engelbart, Douglas, р. 1925). В 1964 г. там была изобретена компьютерная мышь.

91 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Работы Дугласа Энгельбарта Зал заседаний в Сан-Франциско 90-минутный доклад Энгельбарта на конференции в Сан-Франциско осенью 1968 г. вошел в историю информатики. На нем состоялся мировой дебют мыши, интерактивной работы с текстом и телеобработки на расстоянии 65 км по СВЧ-радиолинии. 65 км Лаборатория SRI в Менло Парк

92 В 1970 году корпорация Xerox организовала исследовательский центр PARC (Palo Alto Research Centre), в котором сконцентрировала научные силы мирового класса. Впоследствии здесь были изобретены лазерный принтер, Ethernet, растровый дисплей, графический пользовательский интерфейс, цифровая полиграфия, объектно-ориентированное программирование и др Проблемы человеко-машинного интерфейса Проекты фирмы Xerox

93 Алан Кей (Kay, Alan; р. 1940) – руководитель проекта Alto Экспериментальный компьютер Xerox Alto (1973 г.) может считаться первым персональным компьютером Проблемы человеко-машинного интерфейса Проекты фирмы Xerox

94 Графический оконный интерфейс компьютера Alto отличался простотой и интуитивной понятностью. В его тестировании принимали участие группы детей Проблемы человеко-машинного интерфейса Проекты фирмы Xerox

95 Разработанный на основе Alto серийный компьютер Star-8010 предназначался для офисов и был очень удобным для пользователя, так как на его экране моделировалась обстановка конторы с документами, картотечными ящиками, мусорной корзиной и т.п. Однако его цена не опускалась ниже долларов и продажи были невелики. Постепенно весь проект создания дружественного компьютера в фирме Xerox пришел в упадок Проблемы человеко-машинного интерфейса Проекты фирмы Xerox

96 Компьютер Apple Lisa (1983 г.) был разработан на основе идей, реализованных в проекте Xerox Star. ОЗУ 1 Мбайт, винчестер 5 Мбайт, цена $ Всего было продано экз Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш

97 Коммерческая неудача проекта Lisa не обескуражила фирму, она решила отчаянно бороться с засильем IBM PC. В январе 1984 г. в перерыве трансляции Суперкубка по американскому футболу был показан видеосюжет с рекламой нового компьютера фирмы Apple. 45-секундный клип стоил 1,6 млн. долл., кроме того фирма заплатила 500 тыс. долл. за минуту эфирного времени. Клип был показан только один раз. В 1995 году он был объявлен лучшим рекламным роликом за 50 лет телевидения Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш

98 Сюжет ролика основан на ассоциациях со знаменитым романом- антиутопией Джорджа Оруэлла (Orwell, George) «1984 год» и одноименным фильмом. Роман был написан в 1948 году, он разоблачал тоталитаризм и единомыслие сталинского строя в СССР. Бесконечная колонна одетых в серое безликих людей идет по подземному туннелю, увешанному телевизорами. Слышен звук шаркающих шагов.

99 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш Люди в сером заполняют огромный зал. Их лица лишены выражения, они напоминают маски. За кадром звучит голос оратора: «…A garden of ideology where each one can bloom, secure from the pests of contradictory forces…» «…Сад идеологии, где каждый может цвести, находясь в безопасности от чумы чуждых сил…»

100 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш Голос раздается с огромного компьютерного, экрана, занимающего всю стену зала. На экране лицо Большого Брата - диктатора, держащего народ в повиновении и навязывающего ему единый образ мышления: «…We are one people...with one will. One resolve. One cause...» «…Мы один народ, с одной волей. Одно решение. Одна причина…»

101 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш Но вот в зал врывается бегунья. Ее яркая внешность резко контрастирует с серой толпой, на груди эмблема фирмы Apple и рисунок клавиатуры. В руках у женщины молот на длинной рукоятке.

102 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш За бегуньей гонится стража в шлемах с оружием. Женщина пробегает через весь зал, раскручивает молот…

103 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш …и в то время, когда Большой Брат с пафосом произносит: «…but we will bury them with their own confusion… We Shall Prevail!» - «… но мы похороним их к их собственному стыду. Мы победим!», с криком бросает молот в огромный экран монитора

104 2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш Экран взрывается, люди цепенеют от ужаса. В кадр наползают строки рекламы, которую читает диктор. On January 24 th Apple Computer will introduce Macintosh. And Youll see why 1984 wont be like 1984 Для просмотра клипа запустите файл 1984.apple_ad.mov

105 Персональный компьютер Apple Macintosh (1984 г.) был сконструирован в виде моноблока, имел высококачественную графику, звук, сетевую карту, управлялся графической операционной системой MacOS. При цене $2500 за первый же год было продано экз Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш

106 Благодаря коммерческому успеху Macintosh, фирма Apple вышла в 1984 г. на второе место по продаже ПК (1,8 млрд. долл.) после IBM (8 млрд. долл.). На фото: штаб-квартира компании в Купертино Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш

107 В 1985 году, Стив Джобс, основатель Apple Computer, неожиданно покинул ее, создав новую компанию NeXT Inc. В 1988 г. был выпущен оригинальный персональный компьютер NeXT в виде черного куба со стороной в один фут. Потерпев коммерческую неудачу, в 1996 г. Джобс вместе с NeXT Inc. вернулся в Apple Проблемы человеко-машинного интерфейса Apple берет реванш

108 2.11. Направления развития вычислительной техники Развитие элементной базы: уменьшение размеров элементов; увеличение тактовой частоты. Совершенствование архитектуры: увеличение разрядности; движение в сторону RISC; усложнение архитектуры процессора; многопроцессорные конфигурации Направления развития процессоров

109 2.11. Направления развития вычислительной техники Эволюция микропроцессоров Intel

110 Закон Мура (1968 г.): число элементов на чипе удваивается каждые 1,5 года Направления развития вычислительной техники

111 2.12. Современный рынок ЭВМ и его секторы Универсальным интегральным показателем отнесения компьютера к тому или иному сектору может служить его цена

112 С конца 1970-х до первой половины 1990-х годов лидерство на рынке суперкомпьютеров удерживала фирма Cray, но в конце концов она столкнулась с большими финансовыми проблемами и была куплена Silicon Graphics Incorporated (SGI). На фото: компьютер Cray-1 (1976 г.) Современный рынок ЭВМ и его секторы Суперкомпьютеры

113 Весной 1997 г. специально построенный для этого супер – компьютер Deep Blue фирмы IBM (высота 2 м, масса 1,4 т) со счетом 3,5:2,5 выиграл матч у чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова

114 Рейтинг суперкомпьютеров Top-500 в 2002 г. возглавил Earth Simulator, построенный корпорацией NEC для Института наук о земле в городе Иокогама (Япония). Earth Simulator состоит из 640 вычислительных модулей, каждый содержит 8 процессоров. Теоретичес- кий максимум производительности суперкомпьютера составляет 40 TFLOPS. Система имеет 10 Тбайт оперативной памяти. Суперкомпьютер работает под управлением операционной системы Super-UX Unix, разработанной NEC Современный рынок ЭВМ и его секторы Суперкомпьютеры

115 2.12. Современный рынок ЭВМ и его секторы Серверы Производство серверов в 2002 году (тыс. шт.)

116 Серверы масштаба предприятия Мэйнфрейм IBM S/390 – продолжение линии S/ Сервер Superdome фирмы Hewlett Packard Современный рынок ЭВМ и его секторы Серверы

117 Линия серверов IBM AS/400 (современное название iSeries) явилась итогом эволюции мини-ЭВМ в исследовательском центре IBM в Рочестере, штат Миннесота. Впервые объявлена в 1988 г. В отличие от традиционных мини-ЭВМ, система AS/400 имеет революционную объектно-ориентированную архитектуру, не зависящую от конкретной системы команд процессора. В мире продано около миллиона машин этой серии Современный рынок ЭВМ и его секторы Серверы

118 Компания Sun Microsystems была основана в 1982 году в стенах Стенфордского университета (SUN Stanford University Network) Платформа Sun SPARC компании характеризуется большой масштабируемостью – от серверов масштаба предприятия до персональных рабочих станций Современный рынок ЭВМ и его секторы Серверы

119 2.12. Современный рынок ЭВМ и его секторы Персональные компьютеры В середине 2002 года произошло эпохальное событие в области информатики – был продан миллиардный персональный компьютер

120 2.12. Современный рынок ЭВМ и его секторы Персональные компьютеры Всего в 2002 г. в мире было выпущено более 123 млн. персональных компьютеров, почти половина из них приходится на долю пяти крупнейших производителей

121 Настольные компьютеры Apple iMac (2001 г.) отличаются оригинальным дизайном Современный рынок ЭВМ и его секторы Персональные компьютеры

122 Портативные компьютеры (laptop, notebook) Современный рынок ЭВМ и его секторы Персональные компьютеры

123 В ноябре 2002 г. корпорация Microsoft объявила о начале продаж нового типа планшетных ПК – Tablet PC Современный рынок ЭВМ и его секторы Персональные компьютеры Компьютер размером с лист писчей бумаги толщиной 4-5 см и весом около 1 кг снабжен сен- сорным экраном высокого разрешения, позволяющим вводить рукописный текст

124 Первым на рынок карманных ПК (КПК) вышел PDA (Personal Digital Assistant) Newton фирмы Apple (1993 г.), Но проект оказался неудачным PDA Palm – законодатель мод в классе КПК Современный рынок ЭВМ и его секторы Карманные компьютеры Коммуникатор – гибрид PDA с сотовым телефоном