Третье поколение ЭВМ: история развития

Третье поколение ЭВМ — история создания

Третье поколение электронных вычислительных машин датируется 1965–1975 гг. Элементной базой компьютеров данного периода стали интегральные схемы.

Вместе с серийным выпуском интегральных схем в 1961 году американская компания «Texas Instruments» разработала тестовую модель ЭВМ на микросхемах. Характеристики экспериментального устройства были следующими:

• производительность – 15 команд;
• одноадресность;
• тактовая частота в 100 КГц;
• объем памяти – 30 чисел;
• потребляемая мощность – 16 Вт;
• вес компьютера – 585 г;
• площадь – 100 см².

В 1964 году американская фирма IBM одной из первых начала производство серии ЭВМ «System – 360» на интегральных схемах. Модели этого семейства были ориентированы на выполнение экономических расчетов и решение логических задач. Компьютеры серии отличались друг от друга объемом оперативных запоминающих устройств и количеством выполняемых операций. Архитектура «System – 360» была настолько удачной, что последующие машины создавались на основе устройств этого семейства.

В 1965 году в США фирма Digital Equipment Corporation создала мини-компьютер PDP8. Относительно ЭВМ того периода устройство размером с современный холодильник казалось миниатюрным. Проект имел коммерческий успех – производители продали порядка 50 тыс. экземпляров компьютеров PDP8. Аналоги данной системы существовали повсеместно. Разработки по американскому прототипу в СССР назывались Электроника-100, Саратов-2.

Самостоятельная разработка СССР вышла в 1970 году. В машине, получившей название «Наири-3», использовался математический и машинный языки.

В 1971 году Советский Союз выпустил первые модели Единой системы ЭВМ на архитектуре IBM 360. Быстродействие этих аппаратов достигало 350 тыс. операций в секунду. С развитием компьютерных технологий производительность компьютеров ЕС увеличилась до десятков миллионов операций в секунду. Но после распада СССР дальнейшие разработки остановились.

Наиболее производительной ЭВМ III периода считается ILLIAC 4. Созданный в 1972 году в США компьютер характеризовался конвейерной архитектурой. Отличительной особенностью 64-процессорной модели была производительность в 200 млн операций в секунду. ILLIAC 4 был способен решать системы уравнений частных производных.

Чем обусловлено появление

С развитием авиации и космической техники возрастала потребность в более надежных и компактных компьютерах. Усовершенствование ЭВМ было возможным посредством изобретения новых технологий. Разработка интегральных схем американцами Джеком Килби и Робертом Нойсом позволила сделать скачок в развитии компьютерных технологий. Благодаря микросхемам техника III поколения стала производительней, надежней и миниатюрней. 

На чем основано устройство, структурная схема

В компьютерах на базе микросхем появился процессор – объединенные в общий блок устройство управления и арифметико-логическое устройство. Процессор мог содержать несколько АЛУ, каждое из которых отвечало за отдельную функцию. Также в едином блоке могло быть несколько устройств управления: центральное и периферийные для управления конкретными отделами ЭВМ. Вычислительные устройства с несколькими процессорами выполняли несколько задач параллельно.

Оперативная память в машинах рассматриваемого периода делилась на блоки с автономным управлением. Развитие внутренних запоминающих устройств создало предпосылки к введению кэширования памяти. Возрастает объем внешней памяти. В 1956 году компания IBM первые выпустила жесткий диск в качестве внешнего носителя информации.

Применение аэродинамической силы при записи информации увеличило плотность записи. Емкость несменного носителя возросла до 30 Мбайт.

Накопитель был герметичным – это защищало рабочие поверхности дисков от пыли и грязи, что позволяло размещать головки очень близко к магнитной поверхности диска. Впервые был применен принцип аэродинамической магнитной головки, которая буквально парила над вращающейся поверхностью жесткого диска под действием аэродинамической силы.

В ЭВМ третьего периода появились клавиатура, плазменные и графические панели, дисплеи со световым карандашом и другие системы ввода информации.

Процессоры стали работать одновременно с вводом-выводом данных. Это осуществлялась посредством контроллера мультиплексного канала.

УВВ – устройство ввода-вывода;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
АЛУ – арифметико-логическое устройство;
УУ – устройство управления;
МК – контроллер мультиплексного канала;
СК – контроллер селекторного канала;
ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.