Часть II. Элементы цифровой техники и ЭВМ

Глава 6. основные сведения об аналоговой и цифровой технике

25. Из истории развития электронной вычислительной техники

Может показаться странным, но вычислительные машины появились раньше автомобилей, самолетов и, конечно, телефона, радио и других электронных приборов. Первые вычислительные устройства были механическими, к ним, например, относятся хорошо известные счеты, очень удобные при сложении и вычитании чисел (рис. 112). Для выполнения основных арифметических операций долгое время применяли более сложный прибор, называемый арифмометром (рис. 113). Основной деталью в них, как в механических часах, были зубчатые колеса, угол поворота, которых зависел от выбранных чисел и от выполняемых операций. Арифмометры исправно служили до сравнительно недавнего времени, пока их полностью не вытеснили электронные микрокалькуляторы. Эти «карманные» ЭВМ по всем показателям превзошли своих механических предшественников, кроме, пожалуй, одного: для их работы нужен источник электропитания. Но в последнее

Рис. 112. Счеты

Рис. 113. Арифмометр

время и это неудобство было устранено с введением в микрокалькулятор солнечной батареи.

Первая большая вычислительная машина, предназначенная для сложных математических расчетов, появилась в 1944 г. Она состояла из огромного числа электромагнитных реле и по своему принципу действия, а также размерам больше была похожа на телефонную станцию, чем на вычислительное устройство. Уже через несколько лет были созданы первые ЭВМ на электронных лампах. Непрерывное совершенствование элементной базы радиоэлектроники привело к исключительно быстрому развитию вычислительной техники. На смену ламповым ЭВМ пришли полупроводниковые, которые, в свою очередь, примерно лет через десять устарели. Следующим этапом были вычислительные машины, использующие интегральные микросхемы (ИС). Смена элементной базы привела к улучшению основных характеристик. вычислительных машин — резко уменьшились габаритные размеры, масса, росло быстродействие, повышалась надежность и другие показатели. Эти изменения были настолько значительны, что появился термин «поколение ЭВМ». В настоящее время на службу в народное хозяйство «заступает» четвертое поколение ЭВМ, изготовленных на базе больших и сверхбольших интегральных микросхем, или БИС и СБИС. Уровень интеграции или плотность размещения элементов в них трудно представить — в одном кристалле полупроводника размещается до миллиона элементов, т. е. целиком микроЭВМ.

На Зтапе создания ЭВМ четвертого поколения резко уменьшилась стоимость микросхем за счет совершенствования технологического процесса и высокой степени его автоматизации. Это открыло дорогу к массовому использованию вычислительной техники не только на производстве и в научных исследованиях, но и в быту, в школе, почти во всех сферах деятельности человека.

Области промышленного применения ЭВМ настолько разнообразны, что назовем только наиболее важные. Массовым потребителем ЭВМ стала главная отрасль производства — машиностроение. Это связано с появлением станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и промышленных роботов. ЭВМ также все шире используются для управления различными технологическими процессами. От человека — оператора они выгодно отличаются хорошей электронной памятью, «железной» логикой работы и неутомимостью. При необходимости ЭВМ быстро «переучивается», меняется программа ее работ. «Опыта» работы ЭВМ, конечно, не имеют, человеческий опыт и знания заложены в программу, написанную на понятном для машины языке. Перейдем теперь к рассмотрению того, что и как «понимают» ЭВМ.