Первый компьютер

АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 1: История компьютеров

ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, Кафедра АСВК Чл.-корр., профессор, д.ф.-м.н. Королёв Л.Н., Ассистент Волканов Д.Ю.

План курса (1)

История компьютеров Общая организация компьютерных систем (Процессоры и память, внешние устройства) Цифровой логический уровень. Шины Уровень микроархитектуры

2

План курса (2)

Уровень архитектуры набора команд Уровень операционной системы Уровень ассемблера Семейство архитектур Pentium 4 Семейство архитектур SPARC Архитектура встроенных систем Многоядерные и многопроцессорные архитектуры

3

Литература

Королёв Л.Н. “Архитектура электронных вычислительных машин” Москва, 2005, 272 стр. Таненбаум Э. С. “Архитектура компьютера. (5-е изд.)” Санкт-Петербург, 2006, 848 стр. Степанов А.Н. “Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей” Москва, 2007, 512 стр.

4

Как всё это сдавать

В декабре зачёт В процессе семестра с/р >=2/3 от максимума -> автомат <1/3 – для зачёта допуск в виде реферата зачёт устный

5

Давным-давно

Абак - 3000 До НЭ

Костяшки на прутьях для вычислений Используется в Азии!

6

Логарифмическая линейка

Логарифмическая Линейка

Логарифмическая Линейка 1630 Основана на правилах логарифмирования Нэпера Использовалась до 1970

7

Логарифмические Линейки

8

Цилиндрическая Логарифмическая Линейка

9

Спиральная Логарифмическая Линейка

10

Вильям Шиккард (1592-1635)

Первая работающая машина для сложения

11

Блез Паскаль (1623-1662)

Множество зубчатых колёс Вычитание в дополнительном коде

12

Готфрид Лейбниц (1646 – 1716)

Механический калькулятор, выполняющий арифмитические действия

13

XIX Век

Ткацкий станок Жакарда - 1801

Впервые сохраняется программа – металлические карты Первый промышленный компьютер Работает до сих пор!

14

Чарльз Бэббидж - 1792-1871

Аналитическая Машина

Разностная Машина 1822 Огромный калькулятор Аналитическая Машина 1833 Могла сохранять числа Вычислитель “мельница” испольозовал металлические перфокарты для ввода Была паровой машиной! Точность до 6го знака после запятой

15

Принцип разностной машины

0.7242758696 0.0008186515 0.7250945211 -0.0000015403 0.0008171112 0.0000000058 0.7259116323 -0.0000015345 0.0008155767 0.0000000058 0.7267272090 -0.0000015287 0.0008140480 0.0000000057 0.7275412570 -0.0000015230 0.0008125250 0.0000000057 0.7283537820 -0.0000015173 0.0008110077 0.0000000057 0.7291647897 -0.0000015117 0.0008094960 0.7299742857

16

Разностная Машина

17

Разностная Машина

18

Аналитическая Машина

19

Машина Фон Неймана

20

Дорр Фелт - Арифмометры(1886)

21

Механические Дифференциальные Решатели

Ванневар Буш разработал Дифференциальные Решатели - 1930‘е Для решения дифференциальных уравнений dz = y dx Позже появились электрические версии

22

Дифференциальный Решатель

23

Релейные компьютеры

Z1 1936 Конрад Цузе Механический калькулятор Включал управляющую систему и память Атанасов – Берри Компьютер 1939 Первый электрический цифровой компьютер Использовали электронные лампы для сохранения информации Первый компьютер с двоичной системой

Компьютер Атанасова - Берри

24

ABC

25

The ENIAC - 1944

26

Электронные Лампы - 1941 - 1954

Компьютеры Первого Поколения использовали электронные лампы Электронные лампы не содержат воздуха

27

UNIVAC - 1951

Первый полностью электронно-цифровой компьютер в США Создан в Университете Пенсильвания Весил 30 тонн Содержал 18,000 электронных ламп Стоил ~ $487,000

28

Первый Баг - 1945

Переключатели реле – это часть компьютеров Грейс Хоппер нашёл мотылька в реле, которое сбоило Назвал это “debugging” компьютера

29

Первый Транзистор

Используют кремний Разработаны в 1948 Переключатель on-off Второе поколение компьютеров, использующее транзисторы, появилось в 1955

30

Второе Поколение – 1955-1965

1955 – Компьютеры начали использовать Транзисторы Электронные лампы были заменены

31

Интегральные Схемы

Третье поколение использовало Интегральные Схемы (чипы). Интегральные Схемы – это транзисторы, резисторы и конденсаторы, объединённые вместе на одном “чипе”

32

Третье Поколение – 1965-1980

Интегральные Схемы Операционные Системы Меньше и компактней

33

Развитие отечественной техники

1952 бэсм-1 бэсм-2 м-20 1966 бэсм-6 1973 ас-6

34

Бэсм-6

Среднее быстродействие - до 1 млн. одноадресных команд/с Длина слова - 48 двоичных разрядов и два контрольных разряда Представление чисел - с плавающей запятой Рабочая частота - 10 МГц Занимаемая площадь - 150-200 кв. м

35

Бэсм- 6

36

Первый Микропроцессор – 1971

Intel 4004 Микропроцессор

2,250 транзисторов 4-битный 108Khz “Микрочип”

37

Микрочип

Сверхбольшая Интегральная Схема (СБИС) Транзисторы, резисторы, конденсаторы 4004 - 2,250 транзисторов Pentium IV – 42,000,000 транзисторов Каждый транзистор 0.13 микрон

38

4ое Поколение – 1980 - …

Микрочипы! Уменьшение в размерах продолжается

39

Рождение ПК - 1975

MITS Альтаир

256 byte память (не Kilobytes или Megabytes) 2 MHz Intel 8080 chips Ящик с мигающими огнями Цена $395 - $495.

40

Поколения компьютеров

41

IBM PC - 1981

IBM-Intel-Microsoft совместная работа Первый широко-продаваемый ПК 8088 Микрочип - 29,000 транзисторов 4.77 Mhz процессор 256 K RAM (Random Access Memory) Один или два флоппи-дисков

42

Apple Macintosh

1984 Процессор Motorola 68000 Первый ПК с GUI и мышью

43

Прогресс Компьютеров

44

Встроенные компьютеры - Сейчас

45

Будущее

46

Спасибо за внимание

47