Реферат: Происхождение ЭВМ
Тем не менее Его Величество Случай и Госпожа Удача вовремя подсуетились, и 15 ноября 1971 года на мировом рынке появляется микрокомпьютер Intel семейства 4004 (впрочем, название "микропроцессор" возникло позже). Чип размером с ноготь, содержащий: 2300 транзисторов, и стоимостью $200 обладал вычислительными возможностями самого первого электронного компьютера ENIAC — этот электронный монстр, построенный в 1946 году, занимал объем около тысячи кубометров и выполнял 60 000 операций в секунду. Вот так началась Великая Микропроцессорная Революция.
В 70-е годы изделие Intel 4004 и вдвое более производительный Intel 8008 (этот 8-разрядный процессор мог обрабатывать одновременно 8 бит информации), равно как и микропроцессоры других фирм, нашли применение в управляющих схемах различных устройств от автоматических светофоров до систем наведения ракет.
Однако речь о персональных компьютерах в то время, как говорится, "и близко не лежала". Основатель компании Digital Equipment Corp. Ken Олсон заявил в 1977 году: "Не вижу причин, чтобы кому-то понадобилось устанавливать компьютер у себя дома". И это было сказано уже после начала выпуска первых компьютеров Apple, построенных на микропроцессорах фирмы Motorola. Кстати, сейчас знаменитая корпорация DEC выпускает замечательные ПК.
Впрочем, этот момент наступил в 1981 году, когда корпорация IBM задумала создать свой PC (персональный компьютер), выбрав в качестве его "сердца" микропроцессор Intel 8088. К тому моменту Intel выпустила уже три 8-разрядных процессора: 8008, 8080, 8088 и один 16-разрядный 8086. Проект IBM PC был окутан такой тайной, что участвовавшие в нем сотрудники Intel были лишены возможности даже взглянуть на PC.
Сотрудничество с IBM означало кардинальный поворот как для Intel, так и для истории электроники. Однако подлинное значение этого события удалось оценить по достоинству гораздо позже. В те времена объем производства считался большим, если достигал 10 000 единиц продукции в год. Кто же мог предположить, что масштаб производства ПК вскоре возрастет до десятков миллионов ежегодно?
Благодаря IBM, маховик тотальной компьютеризации завертелся. Он набрал еще большие обороты, когда в 1982 году на рынке появилась IBM PC AT на мощном процессоре 80286, способном за 45 секунд прочесть всю Британскую Энциклопедию (для сравнения, Pentium проделывает эту операцию менее чем за секунду). Начатое 15 лет назад победное шествие "писюков" по миру уже ничто не могло остановить.
За 286-м в 1985 году последовал 386-й. Он имел новую 32-разрядную структуру (за один такт обрабатывалось 32 бита информации). содержал 275 000 транзисторов, фантастическое для той поры число. Первый ПК на основе Intel 386 был выпущен фирмой Compaq и назывался Deskpro 386. Новый процессор был настолько удачен и популярен, что подвигнул другие фирмы к выпуску аналогичных процессоров для персональных компьютеров. Так у Intel появились конкуренты.
В 1989 году был выпущен еще более мощный процессор i486, в 1993 — первая модель непрерывно совершенствующегося Pentium, ознаменовавшего собой новую веху в истории как Intel, так и микропроцессоров. Эти процессоры широко применяются в домашних компьютерах по сей день. В ноябре 1995 года на рынке появился сверхмощный (еще не одомашненный) Pentium Pro.
Очередная революция запланирована на следующий год, когда в существующие процессоры Pentium и Pentium Pro будет внедрена технология ММХ, включающая расширенный набор команд, позволяющий гораздо эффективнее работать с мультимедиа-информацией, и в первую очередь с трехмерной графикой. Важнейшее направление распространения этих процессоров — домашние компьютеры. Появились также микропроцессоры-ускорители Over Drive, предназначенные для модернизации компьютеров с устаревшими процессорами. А сегодня на мировом конвейере - компьютеры на базе процессора Pentium III.
Микропроцессор вашего компьютера работает беззвучно. Можете снять корпус компьютера и заглянуть внутрь. Процессора вы, скорее всего, не увидите, так как он скрыт от посторонних глаз радиатором или вентилятором охлаждения. Однако независимо от модели и места сборки вашего ПК внутри его непременно бьется невидимое и неслышимое "электронное сердце", которому уже четверть века.
2.3. ПРОЦЕССОР PENTIUM II
2.3.1. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ
Наиболее высокопроизводительный процессор, сочетающий мощность процессора Pentium Pro с возможностями технологии MMX - процессор Pentium II с тактовой частотой 266 МГц, согласно стандартным эталонным тестам, обеспечивает повышение производительности от 1.6x до 2x по сравнению с процессором Pentium-200 МГц, и более, чем в 2 раза при оценке с помощью мультимедийных тестов.
Как и процессор Pentium Pro, процессор Pentium II использует архитектуру двойной независимой шины, повышающую пропускную способность и производительность.
Использует новую технологию корпусов - картридж с односторонним контактом (Single Edge Contact - S.E.C.) Оптимизирован для работы с 32-разрядными приложениями и операционными системами. Имеет - 32 Kб (16K/16K) неблокируемой кэш первого уровня и 512Kб общей неблокируемой кэш второго уровня.
Для масштабируемых систем обеспечивает поддержку двух процессоров и до 64 Гб физической памяти. Высокая интеграция данных и надежность обеспечивается системной шиной с ECC, анализом отказов, функцией восстановления и проверкой функциональной избыточности.
2.3.2. ОСОБЕННОСТИ
В процессоре Pentium II соединены лучшие свойства процессоров Intel: производительность процессора Pentium Pro, достигнутая с помощью использования метода динамического исполнения, и возможности технологии MMX, обеспечивающей новый уровень производительности пользователям ПК.
Процессор Pentium II имеет дополнительные возможности работы с бизнес приложениями с интенсивным использованием средств связи, мультимедиа и Internet. Программы, разработанные для технологии Intel MMX, обеспечивают полноэкранное живое видео, расширенную цветовую гамму, реалистичную графику и другие возможности мультимедиа. В системы на базе процессоров Pentium II включены новые функции, упрощающие управление системой и снижающие совокупную стоимость владения ПК как в малом, так и в большом бизнесе.
2.3.3. ОПИСАНИЕ
Семейство процессоров Intel Pentium II включает процессоры с тактовыми частотами 233 и 266 МГц для настольных ПК, рабочих станций и серверов и с тактовой частотой 300 МГц для рабочих станций. Все они совместимы по кодам с предыдущими поколениями процессоров Intel. Процессоры Pentium II обеспечивают максимальную производительность приложений при работе в оперативных системах Windows 95, Windows NT и UNIX. Процессор Pentium II содержит 7.5 млн транзисторов и производит с по 0.35 мкм технологии с использованием процесса CMOS. Процессор выпускается в корпусе с односторонним контактом (Single Edge Contact), обеспечивающем простоту установки и гибкую архитектуру системной платы.
Существенное увеличение производительности процессоров Pentium II, по сравнению с предыдущими процессорами архитектуры Intel, основано на сочетании технологии процессора Pentium Pro с технологией Intel MMX. Результатом является более высокая производительность приложений и дополнительные возможности при работе с программами, использующими преимущества технологии MMX.
2.3.4. ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛНЕНИЯ
Множественное предсказание ветвлений: предсказывает направления ветвлений программы, увеличивая загруженность процессора.
Анализ потока данных: в результате анализа зависимости инструкций друг от друга процессор разрабатывает оптимизированный график их выполнения.
Спекулятивное исполнение: исполняет инструкции в соответствии с оптимизированным графиком (спекулятивно), обеспечивая загруженность блоков суперскалярного исполнения и повышая общую производительность.
2.3.5. ТЕХНОЛОГИЯ MMX
Технология MMX содержит новые инструкции и типы данных, позволяющие достигать новых уровней производительности. Технологи MMX представляет собой набор базовых целочисленных инструкций общего назначения, которые могут быть легко использованы в мультимедийных и коммуникационных приложениях.
Основные особенности технологии MMX:
- использование метода обработки множественных данных в одной инструкции (Single Instruction, Multiple Data - SIMD);
- 57 новых инструкций;
- восемь 64-разрядных регистров;
- четыре новых типа данных;
- другие возможности.
Высокопроизводительная архитектура двойной независимой шины (системная шина и шина кэш) обеспечивает повышение пропускной способности и производительности, а также масштабируемость при использовании будущих технологий. Системная шина поддерживает множественные транзакции, что повышает пропускную способность. Она обеспечивает поддержку до двух процессоров, что позволяет получить недорогое решение, обеспечивающее существенное повышение производительности многозадачных операционных систем и приложений. 512 Kб. общей неблокируемой кэш-памяти второго уровня повышают производительность, снижая среднее время доступа к памяти и обеспечивая быстрый доступ к используемым инструкциями и данным. Производительность повышается и за счет использования выделенной 64-разрядной шины кэш-памяти. Тактовая частота шины кэш второго уровня определяется тактовой частотой процессора. Так, если частота процессора составляет 266 МГц, то частота шины кэш равна 133 МГц, что вдвое больше скорости доступа к кэш процессора Pentium. Для будущих процессоров Pentium II планируется использовать шины кэш с ECC. Процессор имеет также раздельные кэш первого уровня (16К/16К), каждая из которых вдвое больше объема кэш процессора Pentium Pro. Конвейерный блок вычислений с плавающей запятой (FPU) поддерживает определенные стандартом IEEE 754 32- и 64-разрядные форматы данных, а также формат 80-bit. При работе с тактовой частотой 300 МГц блок выполняет более 300 млн инструкций с плавающей запятой в минуту (MFLOPS).
Защита по четности сигналов адресации/запроса и ответа системной шины с возможностью повторения обеспечивает высокую надежность и интеграцию данных.
ECC (Error Correction Code) позволяет корректировать 1-битные и выявлять 2-битные ошибки системной шины.
Процессор Pentium II также имеет несколько функций тестирования и контроля производительности. Это: Встроенный Self Test (BIST) обеспечивает единичное константное восстановление ошибок микрокода и больших логических устройств, а также тестирование кэш инструкций, кэш данных, буферов Translation Lookaside (TLB) и ROM.
Порт доступа к стандартному тесту IEEE 1149.1 и механизм сканирования границ позволяют производить тестирование процессора Pentium II и соединений системы с помощью стандартного интерфейса. Встроенные счетчики производительности обеспечивают управление производительностью и подсчет событий.
2.4. ОЧЕРЕДНОЙ ПРЫЖОК В БУДУЩЕЕ
Законы существуют не для того, чтобы их нарушать. Однако если недавно анонсированные проекты фирм Intel и IBM воплотятся в жизнь и подтвердят обещанное, один из старейших в компьютерной индустрии законов придется по крайней мере корректировать. Речь идет о законе Мура, получившем свое название по имени основателя корпорации Intel Гордона Мура, провозгласившего, что мощность процессоров будет удваиваться каждые полтора-два года. Это предсказание, сделанное в 1965 г., сбывается на удивление точно.
Тем не менее новый тип памяти, предложенный Intel, и новый процесс разработки микросхем от IBM могут внести коррективы в этот график эволюции. Компания Intel объявила о создании флэш-памяти нового типа, способной хранить в два раза больше данных при том же размере кристалла, что и раньше, а IBM обнародовала метод использования меди для уменьшения размеров микросхем и увеличения их производительности. Конкуренты заявляют, что новые технологии дадут лишь кратковременный толчок в развитии. Однако этим они лишь свидетельствуют, что «архитектура кристаллов и технологический процесс совершенствуются сегодня быстрее, чем когда-либо ранее», — говорит Натан Бруквуд, аналитик по полупроводниковым приборам компании DatatjLiest. Калифорния.
Означает ли это, что мы находимся на пороге «золотого века» технологий микросхем? Возможно.
В конце 1998 года компания IBM бросила вызов закону Мура, объявив о новом производственном процессе с использованием меди, благодаря которому достигается большая компактность, возрастает производительность, снижается себестоимость процессоров и интегральных микросхем.
Вероятнее всего, к 2003 г. в большинстве массовых моделей микросхем будут использоваться медные проводники.
Сложно писать о современной компьютерной технике. Описывая технические характеристики самой последней модели компьютера необходимо помнить что через 1 год эта модель уже устареет морально а через два года необходимо будет задуматься об обновлении ее компонентов.
Опубликованная в прессе в 1997 году прогнозная программа на 1998 год по выпуска в продажу процессоров нового поколения приводила приблизительные сроки реализации возможных проектов ведущих производителей микропроцессоров до 2000 года. Вот выдержки из нее:
1999-2000 гг.
• AMD: 500-МГц K7, Slot А (сродни Intel Slot 1)
• Cyrix: новое, более скоростное ядро кристалла
• Intel; последователь Pentium II с частотой около 600 МГц («Wil-lamette»), 800-МГц процессор («Merced») для серверов/рабочих станций, «медные» микросхемы
Сравните теперь ее с самой «свежей» информацией компьютерной прессы 1999 года:
«...самая острая конкуренция ожидает Pentium III, на рынке настольных ПК. АМD вслед за К6-2 выпустившая новые процессоры К6-3. АМD обещает к середине года выпустить процессор К7, где будет кардинально увеличена производительность с плавающей запятой, а также расширить векторные команды 3Dnow!... ...Рынок процессоров меняется очень быстро, и к осени перед нами предстанет абсолютно новая расстановка сил....»
(«ComputerWorld Россия» №18 18/05/1999 год).
ЗАКЛЮЧЕНИЕОн родился в нашем веке. Удивительно, но о точной дате появления на свет ведутся споры, хотя, честно говоря, не дата рождения волнует умы его поклонников и фанатиков, а фантастические возможности, вознесшие нашего героя на вершину славы.
Очень быстро Он научился говорить, считать и ходить. Но еще быстрее овладел игрой в шахматы. Правда, чемпионом мира так и не стал. Пока. По молодости лет.
Его феноменальные способности проявились уже в раннем детстве. В толстого увальня — поначалу — почти никто не верил, кроме самих родителей да нескольких ученых, одержимых идеей новой науки.
С учителями ему также повезло — они терпеливо вкладывали в ученика все что знали. Их старания не пропали даром. И если воспитанием Он явно не блещет (запросто может встать к даме спиной или перебить разговор громким возгласом), то уж по части знаний и широты их применения ему трудно найти равных.
Что тут поделаешь, но такова в наше время судьба лучших умов, и наш вундеркинд не исключение: долгое время работал на министерство обороны — сначала криптологом и баллистиком, затем участвовал в ядерных программах. И только публичное обсуждение его деятельности, затеянное учеными в середине 1945 года, позволило наконец распрощаться с «формой» и заняться решением мирных задач.
Он с легкостью овладевал самыми разнообразными профессиями: математик и художник, конструктор и авиадиспетчер, дизайнер и сталевар. Да и побывал везде: на северном полюсе и на вершинах высочайших пиков, на дне Марианской впадины и на : Луне, работал в Чернобыле и в глубоком вакууме открытого космоса. Его можно встретить в обычной квартире и индейском вигваме, на борту орбитальной станции и в глубоководном батискафе, в автомобиле и на ослике, вальсирующем на горной тропе.
Вот только хорошие стихи писать так и не научился. Ему никогда не понять радости весеннего рассвета, полета души, взрыва чувств, света глаз — всего того, что поэты называют вдохновением.
О нем можно говорить долго, не всегда — понятно и не часто — интересно. Я мечтаю иметь его на своём рабочем столе.
Он достоин наград, восхищения. Герой! Он Лицо Двадцатого Века. И, уверяю вас, его лицо не затеряется среди лиц века грядущего. Но его предки, его родители и учителя, его наставники и опекуны достойны гораздо большего —памяти людей. Вспомним их имена. И пусть не обидятся на меня те, кто не нашел себя или других достойных в моем скромном труде, в списке породивших и воспитавших - Его Величество Компьютер.
ЛИТЕРАТУРА1. Мир ПК, № 3 1998, «ПК завтрашнего дня»
2. Домашний компьютер, № 6 1996, «Краткий курс истории процессора Intel»
3. Computerworld Россия, № 8 1997, «Что такое ММХ»
4. Computerworld Россия, № 7 1999, «АМD выпускает К6-III»
5. Computerworld Россия, № 18 1999, «Векторная мода»
6. Computerworld Россия, № 46,47,48 1997 «Транзистору - 50»
7. Компьютерра, № 46 1996 «Кто был первым»
8. Компьютерра, № 37-38 1995 «Как арифмометр превратился в арифмометр счеты»
9. Компьютерра, № 46 1995 «Прообраз калькулятора изобрел учитель музыки»
10. Компьютерра, № 34 1995 «Арифмометр: из России с любовью»
11. Компьютерра, № 32 1995 «Суань-пан, сурабан: с древних времен до наших дней
