Электронная вычислительная машина¶
Электронная вычислительная машина (ЭВМ) — комплекс технических средств, предназначенный для автоматической обработки информации, выполнения вычислений и решения задач по заданной программе. Основу ЭВМ составляют электронные компоненты, обеспечивающие хранение, преобразование и передачу данных в цифровой форме. Термин широко использовался в СССР и России в период с 1950-х по 1990-е годы как синоним понятий «компьютер» и «вычислительная машина».
¶Общее определение и признаки
Ключевыми признаками ЭВМ являются:
- электронная элементная база (лампы, транзисторы, интегральные схемы);
- программное управление процессом обработки данных;
- цифровая форма представления информации;
- автоматическое выполнение последовательности операций без вмешательства человека.
В отличие от механических и электромеханических вычислительных устройств, ЭВМ обеспечивают значительно более высокое быстродействие и универсальность. Именно универсальность отличает ЭВМ от специализированных вычислителей, предназначенных для одной задачи.
¶История
Первые электронные вычислительные машины появились в середине 1940-х годов. В 1945 году в США была завершена разработка ENIAC — одной из первых полностью электронных машин, использовавшей около 18 тысяч электронных ламп. В СССР первой ЭВМ стала МЭСМ (Малая электронная счётная машина), созданная в 1951 году под руководством Сергея Алексеевича Лебедева в Киеве.
Развитие ЭВМ принято делить на поколения:
| Поколение | Период | Элементная база |
|---|---|---|
| Первое | 1940–1950-е | Электронные лампы |
| Второе | 1950–1960-е | Транзисторы |
| Третье | 1960–1970-е | Интегральные схемы |
| Четвёртое | 1970–1980-е | Микропроцессоры, БИС |
| Пятое | с 1990-х | Сверхбольшие интегральные схемы |
В СССР выпускались серии машин «Стрела», «Урал», «Минск», «БЭСМ», а позднее — Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ), совместимая с архитектурой IBM System/360.
¶Классификация
ЭВМ классифицируют по нескольким признакам:
- По назначению: универсальные, специализированные, управляющие.
- По производительности и размерам: суперЭВМ, большие, малые (мини-ЭВМ), микроЭВМ, персональные.
- По принципу действия: цифровые, аналоговые, гибридные.
Наибольшее распространение получили цифровые ЭВМ, работающие с дискретными сигналами. Аналоговые машины оперируют непрерывными величинами и применялись преимущественно для моделирования физических процессов.
¶Архитектура и устройство
Классическая архитектура ЭВМ, предложенная Джоном фон Нейманом, включает:
- процессор — устройство, выполняющее арифметические и логические операции;
- оперативную память — хранилище данных и программ во время работы;
- устройства ввода-вывода — средства взаимодействия с внешней средой;
- внешнюю память — долговременное хранение информации.
Принцип фон Неймана предполагает совместное хранение команд и данных в одной памяти и последовательное выполнение команд. Альтернативой является гарвардская архитектура с раздельными памятью команд и памятью данных.
¶Применение
ЭВМ применялись и применяются в самых разных сферах:
- научные и инженерные расчёты;
- автоматизированные системы управления производством;
- обработка экономической и статистической информации;
- системы оборонного назначения;
- обучение и научные исследования.
В 1960–1980-е годы ЭВМ коллективного пользования занимали вычислительные центры предприятий и научных институтов. С появлением персональных компьютеров термин «ЭВМ» постепенно вышел из повседневного употребления, уступив место слову «компьютер», однако сохранился в нормативных документах, стандартах и юридических текстах.
¶Значение и наследие
ЭВМ стали основой цифровой революции. Развитие вычислительной техники привело к появлению микропроцессоров, персональных компьютеров, локальных и глобальных сетей. В России термин «ЭВМ» закреплён в ряде законодательных актов, в том числе в формулировках, касающихся защиты информации и правового регулирования использования вычислительной техники.
¶Интересные факты
- Аббревиатура «ЭВМ» в советской литературе иногда расшифровывалась как «электронная вычислительная машина», а в разговорной речи — просто «машина».
- МЭСМ выполняла около 50 операций в секунду, тогда как современные процессоры выполняют миллиарды операций в секунду.
- Первые ЭВМ занимали целые залы и потребляли мощность, сопоставимую с небольшим предприятием.
Источники: учебные пособия по информатике и вычислительной технике, материалы по истории отечественной вычислительной техники, нормативные документы Российской Федерации.