Электронные вычислительные машины¶

Электронные вычислительные машины — это вычислительные машины, в которых обработка информации выполняется с помощью электронных компонентов (электронных ламп, полупроводниковых приборов, интегральных схем), что отличает их от механических и электромеханических предшественников. ЭВМ предназначены для автоматической обработки данных: выполнения арифметических и логических операций, хранения и передачи информации. Термин широко использовался в СССР и странах социалистического лагеря; в западной и современной российской практике чаще применяется понятие «компьютер».

¶История

¶Предшественники

Идея механического счётного устройства восходит к счётным палочкам и счёту абака. В XVII веке Вильготт Паскаль создал «паскалину» — механический счётчик, а Готфрид Лейбниц усовершенствовал его, добавив умножение и деление. В XIX веке Чарльз Бэбидж спроектировал «Аналитическую машину» — проект универсальной программируемой вычислительной машины, хотя она так и не была построена при его жизни. Ада Лавлейс, дочь лорда Байрона, разработала для этой машины алгоритм вычисления чисел Бернулли и считается первым программистом.

¶Эпоха электронных машин

Первая электронная вычислительная машина — ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) — была создана в 1945 году в США Джоном Мокли и Преспером Экертом. Она содержала около 18 000 электронных ламп, весила около 27 тонн и потребляла значительное количество энергии. В СССР первая ЭВМ — М-1 — была создана в 1951 году под руководством Сергея Лебедева в Московском энергетическом институте. Ряд важных работ по созданию отечественных ЭВМ выполнили также Виктор Глушков, Сергей Соболев и другие учёные.

¶Классификация

ЭВМ классифицируют по нескольким признакам:

В СССР сложилась собственная классификация ЭВМ, включавшая машины серии «М», «БЭСМ», «Мир», «Электроника», «Эльбрус» и другие.

¶Устройство

Классическая архитектура ЭВМ (сформулированная Джоном фон Нейманом в 1945 году) включает следующие основные компоненты:

• Устройство ввода — для загрузки данных и программ (клавиатура, датчики, накопители);
• Устройство вывода — для выдачи результатов (монитор, принтер);
• Арифметико-логическое устройство (АЛУ) — выполняет вычисления и логические операции;
• Устройство управления (УУ) — управляет ходом выполнения программы;
• Запоминающее устройство (ЗУ) — хранит данные и программы (оперативная и постоянная память).

Принцип фон Неймана заключается в том, что программа и данные хранятся в одной памяти, а последовательность операций определяется содержимым памяти.

¶Применение

ЭВМ применяются практически во всех сферах человеческой деятельности:

• Наука — моделирование процессов, обработка экспериментальных данных, расчёты в физике, химии, биологии;
• Промышленность — автоматизация производства, системы управления технологическими процессами;
• Оборона и космос — навигация, управление полётами, обработка телеметрии;
• Бизнес и финансы — бухгалтерский учёт, банковские операции, моделирование рынков;
• Медицина — диагностика, томография, моделирование лекарств;
• Образование — дистанционное обучение, информационные системы.

¶Значение

Развитие ЭВМ привело к цифровой революции: переходу от бумажных и механических методов обработки информации к электронным. В СССР создание собственных ЭВМ было одним из приоритетов научно-технической политики, что позволило стране выйти на передовые позиции в ряде направлений вычислительной техники, включая суперкомпьютеры и многопроцессорные системы. В современной России разработкой высокопроизводительных вычислительных систем занимаются предприятия и научные центры, в частности компания «Ядро» и Институт программных систем РАН.

¶Источники

• Фон Нейман Дж. «Компьютер и мозг».
• Глушков В. М. «Введение в кибернетику».
• Лебедев С. А. Труды по вычислительной технике.
• Карцев В. П. «Человек и вычислительная техника».
• Большая советская энциклопедия, статья «Электронные вычислительные машины».