Компьютеры

Компьютер - вычислитель, выполняющий заданную человеком последовательность действий.

Тысячи лет люди придумывали себе помощников для ускорения счета. Счетные палочки, камешки и, наконец, 1500 лет назад - счеты.

Затем:

1642г. - Блез Паскаль - механическое устройство для сложения чисел;

1673г. - Лейбниц - арифмометр для механического выполнения 4-х арифметических действий;

I-я половина ХIХ в. - англичанин Чарльз Бэббидж - попытка создания аналитической машины для вычислений на основе программ, вводимых с помощью перфокарт;

1941г. - немец Конрад Цузе и

1943г. - американец Говард Эйкен (фирма IBM) - ЭВМ “Марк-1” на основе электромеханических реле;

1945г. - американцы Джон Мочли и Преспер Экерт - ЭВМ ENIAC на основе электронных ламп;

1948г. - изобретены транзисторы;

1949г. - англичанин Морис Уилкс - первый компьютер на принципах фон Неймана;

1959г.- американец Роберт Нойс изобрел интегральные микросхемы (чипы);

1968г. - фирма Borroughs - первый компьютер на чипах;

1970г. - фирма Intel - создала первый микропроцессор;

1981г. - персональный компьютер IBM PC с открытой архитектурой;

1985г. - персональный компьютер IBM PC/AT на процессоре Intel 80286;

1988г. - Роберт Моррис (Robert Morris) создал и запустил своего “червя” в ARPAnet; заражено по различным оценкам от 6 до 60 тыс. сайтов.

1990г. - Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee), сотрудник Женевской лаборатории физики высоких энергий (CERN), разработал гипертекстовый язык разметки (HTML), тем самым начав эру всемирной паутины World Wide Web - WWW.

1995г. - Компания Microsoft представила первую 32-разрядную операционную систему Windows 95.

1997г. – фирма Intel выпустила процессор Pentium II, построенный на базе Pentium Pro с поддержкой MMX (M ulti m edia E x tensions — мультимедийные расширения) — название дополнительного набора инструкций, выполняющих характерные для процессов кодирования/декодирования потоковых аудио/видео данных действия.

1998г. Microsoft анонсировала новую версию своей операционной системы Windows 98.

1998г. - Intel выпустила Celeron, представляющий собой дешевую версию процессора Pentium II. Первые процессоры этого типа выпускались без кэш-памяти, но уже через несколько месяцев Intel представила версии с уменьшенной, но более быстродействующей кэш-памятью второго уровня. Кэш-память - промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше идёт быстрее, чем выборка исходных данных из оперативной (ОЗУ) и быстрее внешней (жёсткий диск или твердотельный накопитель) памяти, за счёт чего уменьшается среднее время доступа и увеличивается общая производительность компьютерной системы.).

1999г. - Компания AMD представила процессор Athlon.

1999г. - Intel выпустила процессор Pentium III, построенный на базе Pentium II с поддержкой инструкций SSE (обеспечивают преимущество в производительности, когда необходимо произвести одну и ту же последовательность действий над разными данными, за счет распараллеливания вычислительного процесса между данными.

2000г. - Microsoft выпустила операционные системы Windows Me (Millennium Edition) и Windows 2000.

2001г. Intel представила первый процессор с рабочей частотой 2 ГГц, которым стала одна из версий Pentium 4. Потребовалось 28,5 лет для того, чтобы пройти путь от 108 кГц до 1 ГГц, и всего лишь 18 месяцев для того, чтобы повысить рабочую частоту процессора от 1 до 2 ГГц.

2001г. - Microsoft выпустила Windows XP Home и Professional, впервые объединив потребительскую (9x/Me) и коммерческую (NT/2000) операционные системы на основе технологии Windows NT.

2002г. - Появление на рынке первого процессора Pentium 4, преодолевшего рубеж 3 ГГц. В процессоре также впервые реализована технология Hyper-Threading (HT), позволяющая одному физическому процессору одновременно выполнять два потока приложений.

2002г. - Intel выпустила Pentium M, процессор, разработанный специально для мобильных систем, обеспечивающий малое энергопотребление, а значит, длительное время работы от батарей и при этом относительно высокое быстродействие. Процессор Pentium M - основа торговой марки Centrino компании Intel.

2003г. – фирма AMD представила Athlon 64 - первый 64-разрядный процессор, ориентированный на использование в домашних и офисных системах.

2005г. - Microsoft представила операционную систему Windows XP x64 Edition, которая поддерживает процессоры с расширениями AMD64 и EM64T.

2005г. - Началась эра многоядерных процессоров. Intel представила двухъядерные процессоры Pentium D 8хх и Pentium Extreme Edition 8хх. Многоядерные процессоры имеют несколько ядер (часть микропроцессора со своей архитектурой и системой команд) и поэтому способны осуществлять независимое параллельное выполнение нескольких потоков команд одновременно.

2005г. - AMD представила двухъядерные процессоры Athlon 64 X2.

Темпы дальнейшего развития постоянно ускоряются. Создание всё более мощных программных средств (update) требует постоянного повышения производительности компьютеров (upgrade).

По состоянию на июнь 2011 года наиболее мощными суперкомпьютерами являются:

· JUGENE — располагается в Германии в Исследовательском центре Юлиха. Разработан в рамках проекта Blue Gene компанией IBM.

• Kraken XT5 — располагается в США в университете Теннесси. Создан Cray Inc.
• Roadrunner — располагается в США в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Первый суперкомпьютер, пиковая производительность которого превысила уровень 1 Петафлопса. Создан компанией IBM. Особенностью является использование гибридной архитектуры, в которой основная вычислительная мощность обеспечивается процессорами Cell.
• Jaguar — располагается в США в национальной лаборатории Оук-Ридж, основан на серверных процессорах AMD Opteron. Создан компанией Cray Inc.
• Тяньхэ-1А — первый китайский суперкомпьютер петафлопсного класса. Создан Национальным университетом оборонных технологией Китая. Особенностью архитектуры является наличие графических карт ATI Radeon HD 4870, сравнительно недавно предложенных для использования в сверхпроизводительных решениях.

· K computer — располагается в Японии в Институте физико-химических исследований. Разработан компанией Fujitsu.

Наивысшее место, занятое Россией — 12-е в ноябре 2009 года, с суперкомпьютером Ломоносов. На ноябрь 2011 года после обновления суперкомпьютер Ломоносов занимает 18-е место.

Вычислительная мощность компьютера (производительность)

Это количественная характеристика скорости выполнения определённых операций на компьютере. Первоначально она определялась тактовой частотой процессора в герцах (одна элементарная операция за такт):

Название степеней 10	величина	название	обозначение
	101 Гц	декагерц	даГц
	102 Гц	гектогерц	гГц
Тысяча	103 Гц	килогерц	кГц
Миллион	106 Гц	мегагерц	МГц
Миллиард	109 Гц	гигагерц	ГГц
Триллион	1012 Гц	терагерц	ТГц
Квадриллион	1015 Гц	петагерц	ПГц
Квинтиллион	1018 Гц	эксагерц	ЭГц
Секстиллион	1021 Гц	зеттагерц	ЗГц
Септиллион	1024 Гц	йоттагерц	ИГц
Октиллион	1027
Нониллион	1030

Теперь чаще всего вычислительная мощность измеряется в флопсах (количество операций с плавающей точкой в секунду), а также производными от неё. На данный момент принято причислять к суперкомпьютерам системы с вычислительной мощностью более 10 Терафлопс (10*10¹² или десять триллионов флопс; для сравнения среднестатистический современный настольный компьютер имеет производительность порядка 0.1 Терафлопс). Наиболее мощная из существующих компьютерных систем — японский K computer — имеет производительность, превышающую 10,5 Петафлопс.

Архитектура персонального компьютера:

Процессор - интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ),

Сопроцессор - специализированный процессор для выполнения математических операций над вещественными числами;

Шина - единая информационная магистраль для обмена информацией между всеми устройствами;

Оперативная память – хранит программы и данные;

Контроллер (адаптер) - электронная схема, управляющая внешним устройством;

Внешние устройства: монитор, клавиатура, жесткий диск, дисковод для гибких дисков, дополнительные устройства (принтер, мышь, лазерные диски - CD-ROM, чертежно-графический автомат, сканер, модем, мультимедиа и др.).