|
 
Компьютер АВС Компьютер ENIAC
Первые программируемые универсальные компьютеры.
Джон Ф. Атанасов в 1939 году опубликовал окончательный вариант своей концепции современной вычислительной машины:
1.В своей работе компьютер будет использовать электричество и достижения электроники.
2.Вопреки традиции его работа будет основана на двоичной, а не на десятичной системе счисления.
3.Основой запоминающего устройства послужат конденсаторы, содержимое которых будет периодически обновляться во избежание ошибок.
4.Расчет будет проводиться с помощью логических, а не математических действий.
В 1939 году Атанасов вместе со своим ассистентом Клиффордом Э.Бэрри построил и испытал первую вычислительную машину, предназначенную для решения больших систем линейных уравнений. Они решили назвать ее АВС (Atanasoff Berry Computer)
В компьютере АВС были раздельно выполнены блоки арифметического и оперативного запоминающего устройства. Арифметическое устройство было выполнено на радиолампах, а оперативное запоминающее устройство на вращающемся барабане с конденсаторами. Использовалась двоичная система счисления. Перевод из десятичного представления в двоичное и обратно осуществлялся схемным путем. Внешняя память была выполнена на типовом оборудовании для ввода и вывода перфокарт.
Первый универсальный электронно-цифровой компьютер ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) был создан в 1946 году. ENIAC стал первым полнофу
циональным компьютером.
Разрабатывали проект Джон В. Моучли и Дж. Преспер Эккерт в Баллистической исследовательской лаборатории армии США. Источником вдохновения для Мочли послужило устройство, созданное профессором федерального колледжа Айовы Джоном Ф. Антанасовым для решения больших систем линейных уравнений.
Машина была десятизначной, включала 12 десятизначных сумматоров с регистрами для хранения результатов.
Арифметическое устройство и оперативная память состояли из кольцевых электронных счетчиков. Каждый разряд числа отображался одним кольцом. Схемы колец вырабатывали сигнал переноса при переходе с 9 на 0 и соединялись между собой, образуя 10-ти разрядные регистры.
Для ускорения выполнения арифметических операций у ENIAC имелись умножитель, делитель, извлекатель корня. Компьютер содержал 17468 электронных ламп, 7200 кристаллических диодов, 4100 магнитных элементов. Потребляемая мощность составляла 174 кВт. Занимаемое пространство составляло около 300 кв.м. Время сложения составляло 200 мкс., умножения - 2800 мкс. и деления - 24000 мкс. С появлением компьютера ENIAC скорость выполнения операций значительно возросла, но программа вводилась путем установки переключателей и
коммутации разъемов. Различные блоки соединялись проводами в определенной последовательности, это и задавало последовательность вычислений. При программировании возникало много ошибок и ввод программы требовал значительных затрат времени. Консультантом проекта был известный математик Джон фон Нейман, который предложил записывать алгоритм вычислений в память вместе с данными. Принцип "хранимой программы"
был использован при проектировании нового компьютера.
1946 году Джон фон Нейман на основе критического анализа конструкции ENIAC предложил ряд новых идей организации ЭВМ.
В отчете "Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства" Дж. фон Нейман опубликовал основные принципы, которые заключались в следующем:
1. Компьютеры на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления.
2. Компьютер управляется программой, составленной из отдельных шагов - команд. Программа должна размещаться в одном из блоков компьютера - в запоминающев устройстве, обладающем достаточной емкостью и скоростью выборки команд.
3. Команды, так же как и числа, с которыми оперирует компьютер, записываются в двоичном коде. Это обстоятельство приводит к следующим важным последствиям:
а) промежуточные результаты вычислений, константы и другие числа могут размещаться в том же запоминающем устройстве, что и программа;
б) числовая форма записи программы позволяет производить операции над величинами, которыми закодированны команды программы;
в) появляется возможность перехода в процессе вычислений на тот или иной участок программы в зависимости от результатов вычислений, условных переходов.
4. Трудности физической реализации запоминающего устройства, быстродействие которого соответствует скорости работы логических схем требует иерархической организации памяти.
5. Арифметическое устройство конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения - создание специальных устройств для выполнения других операций нецелесообразно.
6. Необходимо использовать параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над словами производятся одновременно во всех разрядах слова)
|
