Общие понятия о цифровых технологиях Исполнитель

Общие понятия о цифровых технологиях

ВВЕДЕНИЕ

Вычислительная техника приобрела столь большое значение для народного хозяйства, что успех, дальнейшего развития материально-технического уровня страны возможен только на базе широкого внедрения автоматизированных систем цифровой обработки информации. ЦВМ применяются при автоматизации адми­нистративно-управленческого  труда;  научно-исследовательских работах; управлении производственными процессами и в военной технике. Возможности использования вычислительной техники расширяются по мере совершенствования и разработки новых алгоритмов автоматической обработки цифровой информации.

{spoiler=Подробнее}

Период становления электронной вычислительной техники за­нимает промежуток времени с момента появления в 1946 г. пер­вой ЦВМ «ЭНИАК» и до 1955 г. Элементно-технологической ба­зой первых ЦВМ были радиокомпоненты и методы монтажа радиоаппаратуры связи и экспериментальной ядерной физики. 'Для построения ЦВМ использовали десятки и сотни тысяч радио­деталей, а также большое количество электронных ламп в цепях усиления и формирования электронных сигналов. Малая надежность таких машин привела к отказу от традиционного принципа конструирования радиоаппаратуры в виде единой неразъемной конструкции. Взамен были предложены успешно используемые до сих пор конструкции ЦВМ в виде стоек с разъемами. Так как на платах ячеек монтировались практически все радиодетали и элек­тронные лампы, а на стейках выполнялся лишь межъячеечный монтаж, то такой подход позволил снизить стоимость изготовле­ния ЦВМ, облегчить наладку и обеспечить восстановление рабо­тоспособности ЦВМ путем замены отказавших ячеек или элект­ронных ламп.

Начиная с 1955 г. каждые последующие пять лет в вычисли­тельной технике  обновлялись  конструктивно-технологические и схемно-логические принципы построения ЦВМ, что дало воз­можность говорить уже о поколениях ЦВМ.

ЦВМ первого поколения (1955—1960) строились на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах, при­меняемых в качестве усилительно-формирующих элементов. В за­поминающих устройствах этих ЦВМ в качестве накопителей ин­формации использовались магнитные барабаны, ультразвуковые линии задержки и электронно-лучевые трубки.

ЦВМ первого поколения имели общее устройство управления, обеспечивающее последовательную работу всех основных устройств (тактовая частота работы находилась в пределах десятков и сотен килогерц), и были ориентированы на численные решения научно-технических задач, для которых характерны малое коли­чество входной информации и большое количество вычислитель­ных операций.

Надежность ЦВМ первого поколения обеспечивалась профи­лактическими работами, во время которых удалялись потенциаль­но ненадежные элементы.

В ЦВМ второго поколения (1960—1965) в качестве элементной базы использовалась полупроводниковые приборы, ми­ниатюрные дискретные радиодетали, а в качестве технологиче­ской — печатный монтаж. Носителями информации в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ) стали магнитные ферритовые кольцевые сердечники. В ЦВМ второго поколения по сравнению с ЦВМ первого поколения были снижены амплитуда информаци­онных сигналов до десятков вольт, рабочие токи—до десятков миллиампер; значительно уменьшена мощность потребления из-за отсутствия потерь энергии в цепях накала и снижения мощности информационных сигналов, существенно возросла надежность ЦВМ, для увеличения которой в машины вводили электронные цепи, обнаруживающие отказы и сбои.

ЦВМ второго поколения применялись не только для решения научно-технических задач, но и для автоматизации процесса про­изводства. Возрастающая сложность программирования задач для ЦВМ второго поколения вызывала необходимость его автоматиза­ции и создания автокодов и проблемно-ориентированных алгорит­мических языков.

В ЦВМ третьего поколения элементная база обеспе­чивается микроэлектроникой. Машины третьего поколения выпу­скаются с 1965 г., имеют меньшие габариты и мощность потреб­ления, значительно лучшую надежность и быстродействие по сравнению с машинами второго поколения. Постоянно-е улучше­ние параметров электронных интегральных схем позволяет совер­шенствовать ЦВМ и тем самым продлевает в течение значитель­ного периода жизнь этого поколения машин. В запоминающих устройствах ЦВМ третьего поколения в качестве носителей ин­формации широко используются миниатюрные магнитные сердеч­ники, схемы управления которых строятся на специальных инте­гральных элементах, и интегральные запоминающие носители информации на основе полупроводниковых приборов. В ЦВМ этого поколения тактовая частота работы составляет десятки ме­гагерц, амплитуда информационных сигналов — единицы вольт при токах в единицы миллиампер и менее. Для повышения на­дежности этих машин используются аппаратурная и информаци­онная избыточности, позволяющие не только обнаруживать, но и исправлять ошибки.

ЦВМ третьего поколения применяются практически во всех областях народного хозяйства.. При проектировании этих машин проявилась тенденция разработки серий («рядов») вычислительных машин при стандартизации систем элементов, блоков и уст­ройств, а также устройств ввода — вывода. По функциональным возможностям -и производительности машины серии существенно различаются между собой, но имеют программную совместимость.

{/spoilers}