Область применения компьютеров первого поколения: BROKEN LINK no referer

Поколения компьютеров — презентация онлайн

1. Поколения компьютеров

2. Первое поколение компьютеров: 1938 — 1956 годы

Первые машины
создавались для военных
целей и работали в
определенном
направлении.

3. Первое поколение компьютеров: 1938 — 1956 годы

1.
2.
3.
Проектирование
самолетов и
баллистических ракет
вычисление критической
массы ядерной
реакции
дешифровка
сообщений

4. Создатели первого поколения

Конрад Цузе
Говард Эйкен
Сергей Лебедев

5. примеры

Компьютер «Мark I»
вычислительная машина Z1
МЭСМ (малая электронная счетная
машина)

6. вывод

Средства программирования и программного
обеспечение еще не были развиты, использовался
низкоуровневый машинный язык. Область
применения компьютеров была ограничена.
Компьютеры первого поколения имели невысокую
производительность: до нескольких тысяч операций в
секунду.

7. Второе поколение компьютеров: 1956-1963 годы

Электронные вакуумные лампы выделяли большое количество
тепла, поглощали много электрической энергии, были
громоздкими, дорогими и ненадежными. Как бедствие,
компьютеры первого поколения, построенные на вакуумных
лампах, обладали низким быстродействием и невысокой
надежностью. В 1947 году сотрудники американской
компании «Белл» Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер
Бреттейн изобрели транзистор. Транзисторы выполняли те же
функции, что и электронные лампы, но использовали
электрические свойства полупроводников. Посравнению с
вакуумными трубками транзисторы занимали в 200 раз
меньше места и потребляли в 100 раз меньше
электроэнергии

8. примеры

компьютер ТХ-О (тиксо)
В конце 50-х — начале 60-х годов
компьютеры второго поколения стали
интенсивно использоваться
государственными организациями и
крупными компаниями.

9. языки

Машинный язык,
применявшийся в первом
поколении компьютеров,
был крайне неудобен для
восприятия человеком.

10. вывод

К 1965 году большая часть крупных компаний обрабатывала
финансовую информацию с помощью компьютеров.
Постепенно они приобретали черты современного нам
компьютера. Так, в этот период были сконструированы такие
устройства, как графопостроитель и принтер, носители
информации на магнитной ленте и магнитных дисках

11. Третье поколение компьютеров: 1964 — 1977 годы

В 1958 Джек Килби предложил идею интегральной
микросхемы — кремниевого кристалла, на который
монтируются миниатюрные транзисторы и другие элементы.
Год спустя, независимо от Килби, Нойс разработал
интегральную микросхему на основе кристалла кремния.
Последствии Роберт Нойс основал компанию «Интел» по
производству интегральных микросхем. Микросхемы
работали значительно быстрее транзисторов и потребляли
значительно меньше энергии.

12. Третье поколение компьютеров: 1964 — 1977 годы

IMB System 360
миникомпьютер PDP — 8

14.

новинка В 1968 году на одной из конференций Дуглас Энгельбарт из
Станфордского института продемонстрировал созданную
им систему взаимодействия компьютера с пользователем,
состоящую из клавиатуры, указателя «мышь» и графического
интерфейса
В 1964 году появился язык
программирования Бейсик
В 1970 году щвейцарец
Никлас Вирт разработал
язык программирования
Паскаль

16. вывод

Компьютеры третьего поколения работали со скоростью до
одного миллиона операций в секунду. Появились новые внешние
устройства, облегчающие взаимодействие человека с
компьютером. Появились первые коммерческие операционные
системы реального времени, специально разработанные для
них языки программирования высокого уровня.

17. Четвертое поколение компьютеров: 1978 — 1991 годы

В 1969 году компания «Интел» выпустила одно важное для
развития вычислительной техники устройство микропроцессор. Микропроцессор представляет собой
интегральную микросхему, на которой сосредоточено
обрабатывающее устройство с собственной системой
команд.
Практически одновременно с микропроцессорами
появились микрокомпьютеры, или персональные
компьютеры, отличительной особенностью которых стали
небольшие размеры и низкая стоимость. Благодаря
своим характеристикам персональные компьютеры
предоставили возможность практически любому человеку
познакомиться с вычислительной техникой. Компьютеры
перестали быть прерогативой крупных компаний и
государственных учреждений, а превратились в товар
массового потребления.
Одним из пионеров в
производстве персональных
компьютеров была компания
Apple. Ее основатели Стив
Джобс и Стив Возняк
собрали первую модель
персонального компьютера
в 1976 году и назвали ее
Apple I.

20. IBM и макинтош

компьютер — IBM PC.
макинтош

21. Пятое поколение ЭВМ: 1992 — 2017 годы

Компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с
параллельно-векторной структурой, одновременно
выполняющих десятки последовательных инструкций
программы.
Компьютеры с многими сотнями параллельно работающих
процессоров, позволяющих строить системы обработки
данных и знаний

22. рейтинг

1.
2.
Lenovo
Samsung

23. рейтинг

Asus
Apple

24. рейтинг

•Toshiba
•HP

25. рейтинг

•Dell
•Acer

26. Рейтинг материнских плат

•Asus
•Gigabyte
•ASRock
•MSI
•Intel
•EVGA
•Foxconn

27. Рейтинг процессоров

•Intel
•AMD
•VIA

28. Рейтинг жестких дисков

•Seagate
•Hitachi
•Samsung
•Toshiba

От ЭВМ к компьютерам

ЭВМ за время своей короткой истории прошла большой путь эволюции от вычислительных машин до современных компьютеров.

Менялись ее конструкция и элементная база — вместо ламп стали использовать транзисторы, а затем микросхемы. Появлялись новые сферы применения компьютеров, совершенствовался метод их взаимодействия с пользователем. В соответствии с этапами этой эволюции ЭВМ условно разделяют на поколения.

Поколения ЭВМ

Первая на Евразийском континенте электронная вычислительная машина была создана в СССР в Институте электротехники Академии наук под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева. Функционировала на 3500 триодах и 2500 диодах, занимала помещение в 60 м2, потребляла от электросети 25 кВт.

В 1952-1953 годах «МЭСМ» была самой быстродействующей (3 тыс. операций в минуту) и практически единственной в Европе машиной, которая находилась в постоянной эксплуатации.

Первое поколение ЭВМ

Машины создавались на основе вакуумных электронных ламп (1946-1957). Управлять ими можно было с пульта и с помощью перфокарт (картонных карточек с отверстиями, кодировали биты данных). Параметры первой такой машины: общая масса — 30 тонн, количество электронных ламп — 18 000, потребляемая мощность — 150 кВт (мощность, которой было достаточно для поддержания работы небольшого завода).

Первое поколение (1945 г. — Середина 50-х годов) — это машины с быстродействием 10 — 20 тыс. Операций в секунду (ИВМ, «БЭСМ-1, 2», «Минск — 1, 12», М — 20 , «Урал — 2 — 4»). Характерные черты ЭВМ первого поколения: громоздкость, большое потребление энергии, низкое быстродействие, элементная база — электронные лампы, разделение памяти машины на быстродействующую оперативную ограниченного объема на магнитных барабанах, ввод данных с перфолент и перфокарт.

Первый компьютер был длиной около четырех автобусов и назывался «Колосс». Он построен в Англии и начал работу в 1943 году. В то время о нем знали очень мало, потому что одна из его первых задач, была расшифровка секретных кодов во время войны.

Первым шагом к уменьшению размеров ЭВМ стало изобретение транзисторов — миниатюрных устройств. Они заменили электронные лампы. Транзисторы изготовлялись по отдельности, собирая их надо было объединить и запаять. В 1958 году Джек Килби придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов. В 1959 году Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Интел) изобрел более совершенный метод, который позволял не только разместить на одной пластине нужны транзисторы, но и соответственно их объединить.

Эти электронные схемы получили название интегральных схем или чипов.

Второе поколение

Эти вычислительные машины появились в 1960-х годах. их элементы были построены на основе полупроводниковых транзисторов. Данные и программы в машины вводили с помощью перфокарт и перфолент (бумажных карточек с отверстиями).

Третье поколение вычислительных машин

Электронно-вычислительные машины этого поколения изготавливали с использованием интегральных микросхем (1964-1970). Это устройства, состоящие из десятков или тысяч электронных элементов, размещенных на маленькой (1×1 см) пластине. Руководили работой таких машин с помощью алфавитно-цифровых терминалов. Данные и программы вводили с терминала или с использованием перфокарт и перфолент.

Компьютеры третьего поколения (середина 60-х — начала 70-х годов ХХ века) работали с быстродействием в несколько миллионов операций в секунду. Это достигалось применением в них интегральных схем. В составе этих ЭВМ появились устройства (они получили название каналов), которые обеспечивали обмен данными между оперативной памятью и другими блоками ЭВМ. Представителями этих ЭВМ были компьютеры типа ИБМ — 360 и ЕС «Ряд — 1».

Четвертое поколение

Машины создаются (с 1971) на основе больших интегральных схем (плотность электронных элементов — десятки тысяч на кубический сантиметр). Связь с пользователем осуществляется с помощью цветного графического дисплея. Самые яркие представители этого поколения ЭВМ — персональные компьютеры (ПК). Один из первых серийных ПК было создан в 1981 году в компании IBM. Он получил название IBM PC

В 1970 году фирма Интел начала продавать интегральные схемы памяти. В этом же году была сконструирована интегральная схема, аналогичная по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ, которую назвали микропроцессором.

Первый компьютер IBM РС был предложен пользователям в 1981 году. Он выгодно отличался от всех предшественников тем, что строился по принципу открытой архитектуры. То есть фирма сделала его единственной системой, как раньше, и обеспечила возможность его сборки аналогично детскому конструктору. Однако, именно это достижение и не позволило фирме ИБМ пользоваться результатами собственного успеха. Фирма ИВМ рассчитывала, что открытость архитектуры позволит независимым производителям разрабатывать различные дополнительные устройства, благодаря чему возрастет популярность компьютера. Но сразу же появилось много производителей более дешевых комплектующих, полностью аналогичных тем, которые применялись в компьютере IBM PC. Больше всего выиграли пользователи, получив возможность собирать компьютер по своему усмотрению, не ограничиваясь достижениями какой-либо одной фирмы.

Пятое поколение (сейчас)

ЭВМ этого поколения созданы на основе сверхбольших интегральных схем, которые характеризуются большой плотностью размещения элементов на кристалле.

Сейчас мы находимся на пороге революции в компьютерной технике, которую вызвала появление новых квантовых компьютеров. Они базируются на совершенно других физических принципах, чем все современные компьютеры и позволяют за считанные минуты решить задачи, которые с помощью современной вычислительной техники нужно было бы решать миллионы лет.

Теоретическая модель квантового компьютера была предложена в середине 1990-х годов, а в 2008 году разработан первый действующий образец квантового процессора. Тогда компания IBM не придавала большого значения персональным компьютерам, а затем использовала в IBM PC много «чужих» элементов ( в частности, процессор компании Intel) и не запатентовала ряд собственных технологий и компонентов. Это позволило другим фирмам, применяя опубликованы спецификации, создавать клоны, которые называют IBM PC-совместимыми компьютерами. 

Начало эры компьютеров

В ЭВМ четвертого поколения (семидесятых — начало 80-х годов ХХ века) за счет использования больших интегральных схем быстродействие достигло десятков миллионов операций в секунду. Эти ЭВМ имели в своем составе несколько центральных процессоров и это обеспечивало одновременное решение нескольких задач (собственно, такие ЭВМ уже принадлежали к компьютерным системам). Представителями этих ЭВМ были компьютеры типа ИБМ-370 и ЕС «Ряд — 2 — 3».   

На сегодняшний день в компьютерах и других устройствах применяются интегральные системы. Их на рынке большой ассортимент на любой вкус для различного использования. Однако, микросхемы купить рекомендуется только у добросовестного производителя. Ведь от этого будет зависеть бесперебойная и длительная работа технического устройства и безопасность компьютера в целом.

 ***

Операционная система для компьютера

Когда нет подключения к интернету

Как очистит кэш в joomla

• < Назад
• Вперёд >

СПАРКС JW893 — компактное решение для промышленного применения. «Цифровой завод» начинается с цифрового рабочего места — Оборудование, услуги, материалы

СПАРКС – российская торговая марка ООО «НПК ДЕСТЕН», представленная широким ассортиментом специализированных компьютеров промышленного назначения.

Москва, 22 окт — ИА Neftegaz.RU. Представляем вашему вниманию сверхкомпактный промышленный компьютер СПАРКС JW893 с пассивным охлаждением на базе энергоэффективных процессоров семейства Intel Core 8/9-го поколения c поддержкой Windows 10/AstraLinux.

Габариты промышленного компьютера СПАРКС JW893 составляют всего 264х139х39 мм и сравнимы с размером небольшой книги, что существенно экономит место любого рабочего пространства. Строгий дизайн компьютера подчеркивает его специализированное назначение, элементы корпуса прошли пескоструйную обработку и окрашены в черный матовый цвет. В состав общей конструкции входит стальной поддон с крепежными элементами для размещения основной платы и других электронных модулей. Тепло, выделяемое процессором, отводится через алюминиевый радиатор на внешнюю крышку корпуса, изготовленной из алюминиевого профиля с продольными ребрами для лучшего теплообмена с окружающей средой. Между верхней частью радиатора CPU и крышкой корпуса проложен термоинтерфейс, который устраняет зазор между сопрягающимися поверхностями и способствует более эффективной передачи тепла наружу. Аналогично устроена система охлаждения набора микросхем h410.

Передняя и задняя планки корпуса выполнены из стальных пластин с отверстиями под разъёмы ввода-вывода и оснащены электропроводящими прокладками для отвода статических разрядов.

Вся металлическая конструкция не только выполняет роль радиатора для отвода тепла, но и надежно защищает компьютер от пыли. Данная технология позволяет отказаться от охлаждения вентиляторами, низкая надежность которых не допустима в промышленном применении. Отсутствие вращающихся элементов также исключает запыление внутри корпуса промышленного компьютера, ведущее к ухудшению теплообменных процессов электронных компонент. Межблочные соединения внутри корпуса выполнены ленточными кабелями. Разъёмы подобраны по высоте, имеют изгиб под прямым углом, за счет этого достигается минимальная толщина устройства.

Производительность и функциональные возможности

Конструкция модели СПАРКС JW893 основана на материнской плате форм-фактора Thin Mini-ITX с набором микросхем Intel® h410 и сокетом LGA 1151v2, в который может быть установлен один из процессоров семейства Coffee Lake, имеющий тепловую мощностью рассеивания не более 35Вт.
Два слота SO-DIMM позволяют установить максимальный объем оперативной памяти 64Гб типа DDR4 2666МГц. Дисковая подсистема рассчитана на установку двух твердотельных накопителей с интерфейсом SATA: SSD 2,5” SATAIII (6Gb/s) и SSD M.2 (M-key, 2242/2260/2280).

В базовую конфигурацию СПАРКС JW893 входит 4-x ядерный процессор Intel Core i3 9100T с тактовой частотой 3.10 — 3.70 ГГц, оперативная память 8Гб и накопитель SSD 256Гб M.2.

Для взаимодействия с внешними устройствами у промышленного компьютера имеется оптимальный набор интерфейсов ввода-вывода. На фронтальной панели расположены два порта USB2.0, аудио выход, микрофонный вход, кнопки включения и Reset, светодиодная индикация питания и работы накопителей.

На задней панели находятся гнездо внешнего адаптера постоянного тока 19В, четыре выхода USB 3.0, цифровые порты HDMI 1.4 (4096×2160 при 30 Гц) и DP (4096×2304 при 60 Гц), линейный выход аудио контроллера Realtek ALC662VD, микрофонный вход, разъем DB9 последовательного порта RS232, разъём RJ-45 сетевого адаптера Intel® i219V GbE Ethernet 10/100/1000 Mbps. Там же находятся разъемы для внешних антенн, которые поддерживают беспроводную связь компьютера в случае установки дополнительного модуля M.2 PCIe WI-FI+BT (Е-key, 2230). Электропитание компьютера осуществляется от внешнего адаптера постоянного тока 19 Вольт.

В комплект компьютера СПАРКС JW893 входят крепежные элементы для настенного крепления, подставка для вертикальной установки корпуса, блок питания с сетевым проводом, HDMI кабель. Вертикальное расположение способствует улучшению теплообмена и исключает размещение на нем посторонних предметов.

Области применения

Модель промышленного компьютера СПАРКС JW893 российского производителя ООО «НПК ДЕСТЕН» разработана с использованием надежной элементной базы и промышленных компонент, прошедших тщательный отбор. Новинка способна обеспечить бесперебойную работу в температурном диапазоне от 0o до +60oС. Компактные размеры и безвентиляторный дизайн позволяет интегрировать компьютер в шкафы управления, размещать на горизонтальных и вертикальных поверхностях, встраивать в отдельно стоящие терминалы и киоски. Устройство обладает хорошей производительностью и необходимым набором функций для использования в промышленной автоматизации, в сфере интернета вещей, Digital signage, а также может быть полноценной заменой системного блока офисного компьютера.

С полным каталогом промышленных компьютеров СПАРКС можно ознакомиться на сайте производителя.

Модельный ряд рассчитан на решение любых задач в рамках автоматизации технологических процессов любой сферы деятельности. В наличии встроенные, панельные, стоечные промышленные компьютеры с пассивным охлаждением, широким наборов портов, а также полностью защищенные, виброустойчивые и пылезащищенные модели.

Продукцию отличают демократичные цены, долгосрочное гарантийное обслуживание и адаптивность под задачи клиентов.

С вопросами по продукции обращайтесь по ссылке

[email protected]

История развития средств вычислительной техники ( Поколения ЭВМ ) [Курсовая №20481]

Содержание:

Введение

Электронные вычислительные машины, пройдя долгий путь эволюционного развития, используются почти во всех сферах деятельности современного общества. Разнообразие технических характеристик и функциональных особенностей современных ЭВМ позволяет решать с их помощью широкий спектр задач — от бытового применения до управления войсками и оружием.

В настоящее время, в эпоху развития наукоемких производств и высоких технологий, экономическая и политическая успешность государства невозможна без создания сбалансированного парка ЭВМ.

Многообразие типов ЭВМ направлено на поддержание, развитие и распространение информационно-коммуникационных технологий. ЭВМ внедрены в контуры автоматизированного управления министерствами и ведомствами, предприятиями, образованием. Высоконадежные ЭВМ задействованы в управлении объектами повышенной опасности: атомными станциями, космическими аппаратами и т. д.

Целью работы является изучение истории развития средств вычислительной техники.

Для решения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

— изучить периоды развития вычислительной техники;

— рассмотреть основные характерные различных периодов развития вычислительной техники;

— рассмотреть поколения ЭВМ;

— выявить основные особенности поколений ЭВМ.

Объектом работы является история развития средств вычислительной техники.

Предметом работы являются особенности развития вычислительной техники.

При подготовке работы были использованы такие информационные источники как специализированная профессиональная литература, материалы из СМИ, данные Интернет-ресурсов. Применены такие методы и приемы исследования как анализ, синтез, сравнение.

1. Периоды развития вычислительной техники

В истории развития вычислительной техники можно выделить четыре периода: домеханический, механический, электромеханический и электронный.

Домеханический период называют периодом абака. Принято считать, что он начался в древнейшие времена и продолжался до начала XVII в. [9, с. 45].

Абак (от греч. abах — доска) — доска, разделенная на полосы, где арифметические расчеты велись посредством передвижения из одной колонки в другую камешков, костей (как в русских счетах) (рис. 1).

Рисунок 1 — Абак

Механический период вычислительной техники — это время с начала XVII до конца XIX в. , когда было создано много разнообразных машин: счетные машины (рис. 2), арифмометры (рис. 3), логарифмическая линейка (рис. 4).

Рисунок 2 – Механическая счетная машина

Рисунок 3 — Арифмометр

Рисунок 4 — Логарифмическая линейка

Наконец, в первой половине XIX в. англичанин Чарльз Беббидж (1792-1871 гг.) разработал конструкцию машины, достойной называться первым компьютером. Но он ее так и не построил [1, с. 117].

Полностью разностная машина Ч. Беббиджа была достроена только в наше время, в 1991 г., двумя инженерами — P. Қриком и Б. Холловеем — к 200-летию со дня рождения ее автора. Сегодня это действующий экспонат Лондонского научного музея (рис. 5). Машина состоит из 4000 деталей — без печатающего механизма, который не был достроен; весит около 3 тонн; имеет размеры 2,1х3,4х0,5 м выполнена из бронзы, стали и железа. При помощи поворота рукоятки она может вычислять разности 7 порядка.

Рисунок 5 – Разностная машина

Разностные вычислительные машины конца XVIII — начала XIX в. не имели и не могли иметь программ, управляющих их работой. В них с помощью хитроумных механизмов реализовывался алгоритм вычислений для составления различных таблиц, широко использовавшихся в астрономии, землемерном, страховом и банковском деле, мореплавании, строительстве, кораблестроении и других сферах деятельности человека [6, с. 129].

Электромеханический период характеризуется появлением счетно-аналитических машин. Первая такая машина была построена Г. Холлеритом (рис. 6). В 1890 г. в США она была применена при обработке материалов переписи населения. В этой машине впервые управление работой осуществлялось с помощью перфокарт.

Рисунок 6 — Табулятор Холлерита

Достижения электроники повлекли за собой переход к электронной вычислительной технике. Электронный период развития вычислительной техники продолжается и в настоящее время, однако сегодня ЭВМ выглядят совсем иначе, чем в его начале, — достаточно сравнить хотя бы элементную базу машин разных поколений [6, с. 131].

Понадобилось более ста лет, прежде чем принцип Ч. Беббиджа был реализован. За время своего существования ЭВМ сделали грандиозный скачок как в своем совершенствовании, так и в расширении области применения.

2. Поколения ЭВМ

2.1. Первое поколение ЭВМ

В качестве элементной базы машин первого поколения (50-е годы) использовались электронные лампы. Машины были громоздкими, потребляли много электроэнергии.

Режим работы – монопрограммный однопользовательский. Программист присутствовал при отладке и счете своей задачи, контролировал ее ход по световой индикации на пульте управления ЭВМ и мог по ходу вычислений переключать работу в однотактный ручной режим для контроля или внесения в программу изменений. Этот режим был очень удобен для программиста, так как машина всегда оставалась в его распоряжении, однако имел чрезвычайно низкий коэффициент использования оборудования [10, с. 35].

Способ обработки информации – последовательный. Алгоритм управления вычислительным процессом – неизменный (закладывался в аппаратуру при конструировании машины и неизменный впоследствии). Структурная схема ЭВМ 1-го поколения представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 — Структурная схема ЭВМ 1-го поколения

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, разделенное на отдельные ячейки, называемые адресом и пронумерованные от 0 до N. В каждой ячейке содержится одно слово. Машинное слово равным образом представляет и команду, и число. Команда – инструкция для выполнения одной операции в ЭВМ, записанная в числовой форме.

ЦУУ – центральное устройство управления. В него поступают команды. ЦУУ обрабатывает код очередной команды на специальном блоке, называемом дешифратором, и превращает КОП в серию управляющих импульсов, предназначенных для тех устройств, которые участвуют в данной операции. Например, в случае арифметической команды, управляющие импульсы будут направлены в АЛУ. Затем расшифровывается адресная часть команды, и управляющие импульсы посылаются в ОЗУ для выборки слов по соответствующим адресам [10, с. 37].

АЛУ – арифметико-логическое устройство, выполняющее, как минимум, арифметические и логические операции. Для выполнения машинной операции АЛУ должно быть настроено на ее выполнение. Операнды в АЛУ посылаются из ОЗУ, туда же записывается и результат операции.

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

Область применения первых ЭВМ: научные расчеты.

Технология программирования: в машинных кодах, автокод (или ассемблер – упрощенное кодирование команд, предполагающее мнемонический КОП и нумерацию ячеек не по физическим адресам, а с опорой на буквенный базис: а+1, а+2 и т.д.).

ЭВМ поставлялись в вычислительные центры заводами-изготовителями в «голом» виде, без какого-либо вспомогательного программного обеспечения. Вопрос о программных средствах (software) решался просто: все операции, которые нужно было выполнить компьютеру для решения задачи, программисту приходилось полностью описывать в своей программе. Не было никакого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм, которые программист мог использовать для того, чтобы не писать каждый раз коды, вычисляющие, например, значение какой-либо математической функции. Все задачи организации вычислительного процесса решались каждым программистом с пульта управления, который представлял собой устройство, состоящее из кнопок, переключателей и индикаторов [12, с. 141].

Машинами первого поколения были Стрела (рис. 8), БЭСМ-2 (рис. 9), М-2, М-3, Урал-1, Урал-2.

Рисунок 8 – ЭВМ «Стрела»

Рисунок 9 — БЭСМ-2

Заложенные в первых ЭВМ архитектурно-функциональные принципы на многие годы определили подходы к построению ЭВМ. Эти принципы известны также как принципы фон Неймана, потому что были изложены венгерским математиком Дж.фон Нейманом и его коллегами Г. Голдстайном и А. Берксом (в 1946г., в отчете «Предварительное обсуждение логического конструирования вычислительного устройства»).

Содержание принципов следующее [12, с. 143]:

— Программное управление работой ЭВМ – программы состоят из отдельных шагов – команд; команда осуществляет единичный акт преобразования информации; последовательность команд, необходимая для реализации алгоритма, является программой; все разновидности команд, использующиеся в конкретной ЭВМ, в совокупности являются языком машины или системой команд машины.

— Принцип условного перехода – возможность перехода в процессе вычислений на тот или иной участок программы в зависимости от промежуточных, получаемых в ходе вычислений результатов (обычно в зависимости от знака результата после завершения арифметической операции или от результатов выполнения логической операции).

— Принцип хранимой программы – команды представляются в числовой форме и хранятся в том же ОЗУ, что и исходные данные.

— Принцип использования двоичной системы счисления для представления информации в ЭВМ – существенно упростил конструкцию ЭВМ. Он расширил номенклатуру физических приборов и явлений, которые можно использовать при работе ЭВМ, так как цифры 0 и 1, имеющиеся в этой системе, могут изображаться положением любой двухстабильной системы (триод – в открытом или закрытом состоянии триггера, намагниченным или ненамагниченным участком ферромагнитной поверхности, отсутствием или наличием электрического импульса и т.д.).

— Принцип иерархичности запоминающих устройств (ЗУ). С самого начала развития ЭВМ существовало несоответствие между быстродействием АЛУ и ОЗУ. Выполнение ОЗУ на тех же элементах, что и АЛУ, удавалось это противоречие частично ликвидировать, но такое ОЗУ получалось слишком дорогим, значительно увеличивало количество радиоламп в ЭВМ, снижая в целом ее надежность. Иерархическое построение ЗУ позволяет иметь быстродействующее ЗУ – ОЗУ – сравнительно небольшой емкости только для команд и операндов, участвующих в счете в данный момент и в ближайшее время.

2.2. Второе поколение ЭВМ

Элементная база: ЭВМ второго поколения (60-е гг.) строились на полупроводниковых приборах (транзисторах). Это повысило надежность ЭВМ, уменьшило их габариты и энергопотребление, снизило стоимость.

В АЛУ было встроено некоторое количество сверхбыстрых регистров, что также способствовало повышению скорости работы. Кроме того, появились команды, в которых в качестве адреса фигурировал регистр, а не ячейка ОЗУ.

Была расширена номенклатура ВЗУ на магнитных носителях. Появились магнитные ленты (МЛ), магнитные барабаны (МБ), магнитные диски (МД), магнитные карты.

Расширилась и номенклатура устройств ввода-вывода. Стали использоваться перфокарты, перфоленты, АЦПУ (алфавитно-цифровая печать) на широкую бумажную ленту [20, с. 221].

Способ обработки информации – последовательный, но так как появились прерывания, то стало возможным реализовать последовательно-параллельный алгоритм управления вычислительным процессом (совмещение ввода/вывода с другими операциями).

Переход к машинам второго поколения обозначил прогресс и в области автоматизации программирования и организации вычислительных работ. Появились алгоритмические языки высокого уровня (АЛГОЛ-60, ФОРТРАН-2, КОБОЛ) и трансляторы с них, которые, помимо библиотек математических и служебных подпрограмм, составили новый тип системного программного обеспечения. Стало происходить различение программ на исходный модуль и объектный модуль (программа в машинных кодах после трансляции). Выполнение каждой программы стало включать большое количество вспомогательных работ: загрузка нужного транслятора, запуск транслятора и получение результирующей программы в машинных кодах, связывание программы с библиотечными подпрограммами, загрузка программы в оперативную память, запуск программы, вывод результатов на периферийное устройство. Для организации эффективного совместного использования трансляторов, библиотечных программ и загрузчиков в штат вычислительных центров были введены должности операторов, профессионально выполняющих работу по организации вычислительного процесса для всех пользователей этого центра [20, с. 223].

Стали шире применяться библиотеки объектных модулей, чтобы избежать лишней работы по программированию исходных модулей, транслированию и отладке; появились диспетчеры, как простейшие версии ОС; сервисные программы (редактирование, отладка).

Область применения ЭВМ расширилась. Кроме научных расчетов они стали использоваться для решения экономических задач. Собственно расширение сферы применения и обеспечило расширение номенклатуры устройств ввода-вывода и ВЗУ.

Режим работы – закрытый. Программиста как бы «отлучили» от машины. Выполнение программ было организовано через посредника (оператора).

Переход от открытого к закрытому режиму использования ЭВМ как бы стимулировал развитие двух направлений программирования: прикладное программирование, связанное с разработкой программ для решения конкретных научно-технических задач, и системное программирование, связанное с разработкой специальных программ, автоматизирующих процесс написания и отладки прикладных программ и обеспечивающих эффективное использование ЭВМ при их исполнении. Совокупность таких вспомогательных программ назвали математическим или программным обеспечением ЭВМ. Прикладные программы являются конечной целью программирования (производства). Системное программирование играет как бы роль средства производства.

Для повышения эффективности работы компьютера (так как скорость работы оператора не может состязаться со скоростью работы процессора, и он часто простаивал) были разработаны системы пакетной обработки, которые автоматизировали всю последовательность действий операторов по организации вычислительного процесса. Фактически системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными не для обработки данных, а для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какие действия и в какой последовательности он хочет выполнить на вычислительной машине [20, с. 225].

Оператор составлял пакет заданий (как правило, набор перфокарт, который иногда переносился на магнитную ленту или магнитный диск), которые в дальнейшем без его участия последовательно запускались на выполнение управляющей программой – монитором (находившейся на перфокартах или, в более поздних версиях, на магнитной ленте или магнитном диске).

Это способствовало повышению эффективности работы вычислительных центров, однако имело и свои недостатки, вызвав недовольство программистов.

Типичными машинами этого поколения были МИР (рис. 10), Наири (рис. 11), Минск-2, Минск-22, Минск-32, М-220, Бэсм-6.

Рисунок 10 – ЭВМ «МИР»

Рисунок 11 – ЭВМ «Наири»

2.3. Третье поколение ЭВМ

Элементная база: ЭВМ 3-го поколения (70-е гг.) выполнены на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни – тысячи транзисторов в одном корпусе).

Осуществлен переход к стандартным структурам данных и команд: байт (6, в дальнейшем 8 бит), полуслово (16 бит, 2 байта), слово (32 бита, 4 байта), двойное слово (64 бита, 8 байтов).

К данному времени можно констатировать серьезное изменение в распределении функций между программными и аппаратными средствами компьютера: основную часть действий по организации вычислительного процесса взяла на себя операционная система [10, с. 57].

Операционные системы (ОС) становятся неотъемлемыми элементами компьютера, играя роль «продолжения» аппаратуры. Все управление ВС автоматизировано. Верхний уровень автоматизации осуществляет комплекс программ, объединённых в операционную систему. Пользователь общается с ВС через операционную систему, синхронизирующую работу аппаратной части ВС через систему прерываний и таймер. Более того, были реализованы почти все главные механизмы, присущие современным ОС: мультипроцессирование, мультипрограммирование, виртуальная память, поддержка многотерминального многопользовательского режима, разграничение доступа и сетевая работа. В данные годы начинается расцвет системного программирования, которое превращается в отрасль индустрии.

Режимы работы ВС 3-го поколения стали разнообразными. Самым простым режимом остался монопольный, в котором работали ЭВМ 1-го поколения. Использовался также пакетный режим, используемый при работе машин 2-го поколения.

Революционным событием этого этапа явилась промышленная реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование – способ организации вычислительного процесса, при котором в памяти компьютера находится одновременно несколько программ, попеременно выполняющихся на одном процессоре.

Мультипрограммирование было реализовано в двух вариантах – в системах пакетной обработки и разделения времени. В мультипрограммном пакетном режиме процессор не простаивал, пока одна программа выполняла операцию ввода-вывода (как это происходило при последовательном выполнении программ в системах ранней пакетной обработки), а переключался на другую готовую к выполнению программу. Наличие в ВС периферийных и специальных процессоров, расслоение ОЗУ на отдельные независимо работающие блоки, развитая система прерываний и широкие возможности ОС смогли обеспечить одновременную параллельную обработку нескольких программ: одной – на центральном процессоре, остальных – на периферийном процессоре [10, с. 58].

В мультипрограммных системах пакетной обработки пользователь по-прежнему был лишен возможности интерактивно взаимодействовать со своими программами. Системы разделения времени, рассчитанные на многотерминальные системы, вернули пользователю ощущение непосредственного контакта с компьютером. Создавалась иллюзия единоличного владения машиной за счет периодического выделения каждой программе своей доли процессорного времени.

Суть режима разделения времени состоит в следующем. Каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя интервал времени (интервал мультиплексирования). Если программа не выполнена до конца за данный интервал, её исполнение принудительно прерывается, и программа переводится в конец очереди. Из начала очереди извлекается следующая программа, которая исполняется в течение соответствующего интервала мультиплексирования, затем поступает в конец очереди и т. д. в соответствии с циклическим алгоритмом. Если интервал мультиплексирования достаточно мал (приблизительно 200 мс), а средняя длина очереди готовых к исполнению программ невелика (около 10), то очередной квант времени выделяется программе каждые 2 с. В данных условиях ни один из пользователей почти не ощущает задержек, т. к. они сравнимы со временем реакции человека.

Одной из разновидностей режима разделения времени является фоновый режим, когда программа с более низким приоритетом работает на фоне программы с более высоким приоритетом [10, с. 59].

Режим разделения времени был направлен на то, чтобы каждый из пользователей мог работать с ВС в диалоговом режиме с хорошей «реактивностью» (малым временем ответной реакции ВС). Для этого ВС снабжалась большим числом дисплейных терминалов. Этот режим использовался, например, при отладке задач, когда каждому пользователю на время работы отводился отдельный дисплейный терминал. Перед предоставлением ВС пользователю, все необходимые на данном этапе данные задачи вводились в ОЗУ и инициировалась работа программы пользователя, но время, отводимое пользователю, лимитировано. Через определенный интервал времени от таймера выдавалось прерывание, и система переходила к решению другой задачи. Обработку прерываний и обслуживание запросов пользователей выполняла ОС.

Машины 3-го поколения работали и в режиме реального времени. Режим реального времени – это такой режим организации вычислительного процесса, при котором ЭВМ управляет некоторым внешним процессом, обрабатывая данные и информацию, непосредственно поступающую от объекта управления. Этот режим встречается, в основном, в динамических системах управления, наблюдения, диагностики и позволял быстро получать результат (хотя и дорогой ценой). Всякая система реального времени на самом деле работает с некоторым запаздыванием, величина интервала времени запаздывания принимается такой, чтобы основной процесс обслуживаемой системы не успел существенно изменить значений характеризующих его параметров, поэтому правильнее назвать такой режим режимом псевдореального времени.

Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень серьезных изменений в аппаратуру компьютера, непосредственно направленных на поддержку нового метода организации вычислительного процесса. При разделении ресурсов компьютера между программами нужно обеспечивать быстрое переключение процессора с одной программы на другую, а также надёжно защищать коды и данные одной программы от преднамеренной или непреднамеренной порчи другой программой. В процессорах появляется пользовательский и привилегированный режимы работы, средства защиты областей памяти, специальные регистры для быстрого переключения одной программы на другую, а также развитая система прерываний.

В привилегированном режиме, предназначенном для работы программных модулей операционной системы, процессор мог выполнять все команды, в т. ч. и те из них, которые позволяли осуществлять распределение и защиту ресурсов компьютера. Программам, работающим в пользовательском режиме, некоторые команды процессора недоступны. Таким образом, только ОС могла управлять аппаратными средствами и исполнять роль монитора и арбитра для пользовательских программ [10, с. 71].

Прерывание – ситуация, возникающая в результате воздействия некоторого независимого события, приводящего к временному прекращению выполнения последовательности команд одной программы с целью выполнения последовательности команд другой программы. Механизм взаимодействия основной программы и подпрограммы прерывания не отличается от организации обращений к библиотечной программе и выхода из нее. Только там инициатива исходит от основной программы, а в случае прерываний – от сигнала прерывания.

Сигналы прерывания поступают на регистры прерывания, которые периодически, через короткий интервал времени, опрашиваются. Внутренние сигналы прерывания поступают от ОС, ЦУУ при окончании программы, при нехватке данных, при сбоях и т.д. Внешние прерывания поступают от периферийных процессоров, от периферийных устройств, закончивших свою работу, или готовых к работе, от таймера.

Система прерываний включает аппаратные и программные (входят в ОС) блоки. Ее назначение состоит в следующем: если по ходу работы ВС возникает необходимость выполнить срочную работу, не входящую в выполняемую в данный момент программу, то выполнение программы приостанавливается, включается подпрограмма требуемой работы и после ее выполнения вновь восстанавливается работа прерванной программы. Для этого при прерывании основной программы состояние всех регистров ЦУУ и использовавшихся регистров АЛУ запоминается, а также запоминается адрес следующей по порядку команды основной программы, управление передается подпрограмме ОС, обрабатывающей прерывание. В конце этой подпрограммы помещены команды, восстанавливающие состояние ВС перед прерыванием, и последней командой управление вновь передается основной программе [10, с. 73].

Введены специальные периферийные процессоры (каналы обмена, процессоры ввода-вывода, контроллеры внешнего устройства или просто контроллеры (К)) для управления ВЗУ и периферией, создан единый ресурс (селекторный и мультиплексный каналы, общая шина и т.д.), через который осуществляется взаимодействие между центральным процессором и другими устройствами (рис. 12).

Рисунок 12 — Шинная структура ЭВМ

Система прерываний позволяла синхронизировать работу различных устройств компьютера, работающих параллельно и синхронно (каналы ввода-вывода, диски, принтеры и пр. ). Аппаратная поддержка операционных систем с тех пор стала неотъемлемым свойством практически любых ВС.

В ЭВМ 3-го поколения была установлена минимальная единица информации для обмена с ОЗУ – 1 байт. Ввели новые единицы измерения информации – машинное слово (4 байта), двойное слово, полуслово. Адрес (номер ячейки ОЗУ) стал относиться к одному байту. Адреса слов меняются уже не через 1; их приращение зависит от длины машинного слова.

В машинах третьего поколения появилось еще несколько особенностей: разная длина команд в зависимости от способа адресации данных, наличие специальной сверхоперативной регистровой памяти, вычисление эффективного адреса ОЗУ как суммы нескольких регистров и пр.

Память ЭВМ первых двух поколений была организована просто: она состояла из отдельных ячеек, содержимое каждой из которых считывалось как единое целое. Номер ячейки и получил название адреса. При необходимости обработки последовательно расположенных ячеек (массивов) адрес модифицировался значением специальных индексных ячеек. Меняя содержание индексной ячейки, можно было получить доступ к различным элементам массива [10, с. 75].

В ЭВМ 3-го поколения усилена иерархия памяти: ОЗУ делится на блоки с независимыми системами управления, могущие работать одновременно; в процессоре появляются элементы ограниченной сверхбыстродействующей памяти на электронных регистрах; ячеечная структура ОЗУ дополняется более крупным структурным объединением – страницей, сегментом.

Значительно расширена номенклатура и число периферийных устройств внешней памяти, в том числе в качестве основного устройства внешней памяти вводятся накопители на магнитных дисках (НМД).

Несколько моделей одной архитектуры, отличающихся производительностью, но программно совместимых «снизу вверх», с совместимыми для всех моделей периферийными и внешними запоминающими устройствами, объединены в одно семейство (ряд).

В этот период стали активно создаваться и использоваться базы данных (БД). С 50-х до 70-х годов (в мировом масштабе) компании превратились в автоматизированные предприятия. Но самое главное, можно сказать, что, пришло понимание того, что надо делать, чтобы повысить эффективность работы с информацией: информация всегда доступна, оперативна, если она организована в БД [10, с. 77].

Наиболее известными представителями машин данного поколения были машины серии IBM 360/370 (рис. 13-14), ЕС ЭВМ.

Рисунок 13 — IBM 360

Рисунок 14 — IBM 370

2.4. Четвертое поколение ЭВМ

Особенности четвертого поколения ЭВМ:

1. Применение персональных компьютеров.

2. Телекоммуникационная обработка данных.

3. Объединение в компьютерные сети.

4. Широкое использование систем управления базами данных.

5. Элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

Для четвёртого поколения ЭВМ характерно появление интегральных схем, относящихся к классу больших, а также так называемых сверхбольших. В архитектуре ПК появляется основная микросхема — процессор. ЭВМ по своей конфигурации стали больше подходить обычным гражданам. Пользование ЭВМ стало возможным при незначительной квалификационной подготовке, в то время как работа с ЭВМ прошлых поколений требовала определенных навыков. Модули ОЗУ стали выпускаться не на основе ферритовых элементов, а на базе CMOS-микросхем. К четвёртому поколению ЭВМ также относят и первый компьютер Apple, который был собран 1976 г. С. Джобсом и С. Возняком. Многие эксперты в области IT считают, что Apple является первым в мире персональным компьютером [9, с. 178].

К отечественным продуктам данного поколения можно отнести ЭВМ ЕС: ЕС-1015 (рис. 15), -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 («Ряд 2»), -1036, -1046, -1066, СМ-1420, -1600, -1700, все персональные ЭВМ («Электроника МС 0501» (рис. 16), «Электроника-85», «Искра-226», ЕС-1840, -1841, -1842 и пр.), а также другие виды и модификации.

Рисунок 15 – ЭВМ ЕС-1015

Рисунок 16 – ЭВМ «Электроника МС 0501»

К ЭВМ четвёртого поколения относят также многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус». «Эльбрус-1КБ» имел быстродействие до 5,5 миллионов операций с плавающей точкой в секунду, а объём оперативной памяти — до 64 мегабайт. У «Эльбрус-2» производительность — до 120 миллионов операций в секунду, ёмкость оперативной памяти — до 144 мегабайт или 16 Мслов (слово 72 разряда), максимальная пропускная способность каналов ввода-вывода — 120 Мб/с. «Эльбрус-2» использовался в системе противоракетной обороны, ядерных центрах и других сферах оборонной промышленности.

Фирма IBM (International Business Machines Corporation) до конца 70-х гг. была ведущим предприятием по производству больших ЭВМ. К тому времени появились (с 1975 года) и стали повсеместно распространяться персональные компьютеры, построенные на основе микропроцессоров компании INTEL. Это были первые компьютеры четвертого поколения. Название «персональные» значит, что устройства ввода информации в компьютер и вывода информации пользователю (клавиатура и дисплей) предназначены для общения с «персоной», т. е. с человеком. В конце 1981 года компания IBM впервые выпустила персональный компьютер IBM PC на основе микропроцессора INTEL 8088. Данный компьютер был разработан при использовании блоков, изготовленных другими компаниями. В нем впервые использовался принцип открытой архитектуры. Это значит, что заложена возможность замены отдельных устройств на более совершенные и подключения новых устройств. Данный подход к построению ЭВМ обеспечил ей грандиозный успех и позволил другим компаниям приступить к выпуску компьютеров, совместимых с компьютерами компании IBM [7, с. 179].

Рисунок 17 — IBM PC

В 1983 году выпускается компьютер IBM PC XT (eXTra), который имел встроенный жёсткий диск. Операционная система для данного компьютера была разработана фирмой Microsoft и названа MS DOS.

В 1984 году выпускается компьютер IBM PC AT (Advanced Technology — передовая технология) на основе микропроцессора INTEL 80286, который работал в три-четыре раза быстрее, чем IBM PC XT.

В дальнейшем выпускаются компьютеры IBM PC AT (386) на основе микропроцессора INTEL 80386, IBM PC AT (486) на основе микропроцессора INTEL 80486 и компьютеры на основе микропроцессора PENTIUM компании INTEL, которые пользуются в настоящее время.

Таким образом, IBM PC практически стал стандартом ПК. В настоящий момент компьютеры, совместимые с IBM PC, составляют около 90 процентов всех ПК, которые производятся в мире.

2.5. Пятое поколение ЭВМ

Особенность: главный упор при создании компьютеров делается на их «интеллектуальность», внимание акцентируется не столько на элементной основе, сколько на переход от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.

Под обработкой знаний понимается использование и обработка компьютерами знаний, которыми владеют люди для принятия решений и решения проблем [7, с. 181].

ЭВМ и вычислительные системы данного поколения обладают компактностью, высокой производительностью и низкой стоимостью (данные характеристики улучшаются в каждом последующем поколении ЭВМ).

Главная особенность ЭВМ данного поколения состоит в их высокой интеллектуальности, которая обеспечивает возможность общения людей с ЭВМ на естественном языке, способности ЭВМ к обучению и т. п.

Быстродействие ЭВМ данного поколения достигает десятков и сотен миллиардов операций в секунду, они обладают памятью в сотни мегабайт и строятся на сверхбольших БИС, на кристалле которых размещаются миллионы транзисторов.

26 февраля 1999 г. появляется Pentium III (рис. 18), предлагающий новые поточные SIMD-расширения: 70 новых команд, обеспечивающих улучшенные возможности обработки изображений, трёхмерной графики, аудио, видео и распознавания речи. Принципиальным новшеством Pentium III стала идентификация: каждый процессор имеет уникальный 96-разрядный регистрационный номер, заданный ещё во время производства. Данный номер может быть считан программными средствами, но в любом случае доступна полная блокировка указанной возможности на уровне настройки параметров BIOS системной платы.

Рисунок 18 — Pentium III

В 2000 г. компанией Intel создается процессор Pentium 4 (рис. 19), который стал первым микропроцессором, в основе которого лежит принципиально новая в сравнении с предшественниками архитектура седьмого поколения — NetBurst.

Рисунок 19 — Pentium 4

В 2001 г. компанией Intel создается мобильная модификация Pentium III, процессоры Pentium III Xeon, Intel Xeon, Intel Itanium.

В 2003 г. компанией Intel создаются процессоры Pentium 4 Extreme Edition.

В 2005 г. компанией Intel создается двухядерный процессор Xeon. Системы на основе нового двухъядерного процессора Intel Xeon обеспечивают рост производительности, уменьшение уровня энергопотребления, новые функциональные возможности, уменьшение эксплуатационных затрат и увеличение плотности монтажа всех серверов в вычислительной инфраструктуре.

Также в 2005 г. компанией Intel создаются процессоры Core Duo, двухядерные кристаллы Itanium 2 и Core 2 Duo (рис. 20).

Рисунок 20 — Core 2 Duo

В 2007-2009 гг. компанией Intel создаются четырехядерные процессоры Itanium, Core 2 Extreme.

Фирма Intel представляет новые процессоры Core i5 и Core i7 для настольных компьютеров. Новые Core i5 и Core i7 стали массовыми и достаточно недорогими по цене решениями.

В 2010 г. компанией Huawei представляет свой первый планшетный компьютер — IDEOS S7 (SmaKit S7, Telstra T-Touch Tab, МТС Планшет).

7 января 2010 г. впервые был представлен на выставке CES планшетный ПК HP Slate 500, который работает под управлением ОС MS Windows 7.

Компьютер предназначен для полноценного web-серфинга, компьютерных игр, чтения электронных книг, просмотра видео, прослушивания музыки, просмотра фотоальбомов и прочих доступных функций.

В 2012 г. созадется MediaPad 10 FHD — планшетный компьютер фирмы Huawei.

В 2013 г. компания Intel начинает поставки первого 60-ядерного процессора, который открывает новую эру в суперкомпьютерной отрасли. Сопроцессор Intel Xeon Phi основан на многоядерной архитектуре Many Integrated Core (MIC) и предназначен для работы вместе с серверными процессорами Xeon E5-2600/4600.

Также в 2013 г. компания Microsoft представляет второе поколение планшетов Surface. Аппаратом используется процессор Intel на архитектуре Haswell, он работает под управлением ОС Windows 8. 1 Pro. Устройство получает экран Full HD и интерфейс USB 3.0 и более быстрый процессор. Планшет снабжается подставкой, которую можно фиксировать в двух положениях. Планшеты Surface — собственная разработка компании Microsoft.

В 2014 г. в РФ был разработан планшет для военных, оснащённый российской операционной системой, защищённый от пыли, выдерживающий падения и работающий под водой. Помимо того планшет оснащён «умной кнопкой», позволяющей в любой момент физически отключать модули, которые способны передавать информацию (микрофон, динамик, камера, 3G, GPS, Bluetooth). Планшет имеет возможность работать под водой на глубине до 1 метра в течение 30 минут, полностью защищается от пыли, падений с высоты до 2 метров, также работает при высоких температурах — до +55 градусов.

В 2015 г. компанией WayTools создается Bluetooth клавиатура TextBlade — маленькая по размеру, но крайне функциональная. Данная складная клавиатура распадается на 3 части для удобства хранения, но все они соединяются вместе с помощью магнитов для тактильного набора.

В текущий момент ведется интенсивная разработка ЭВМ шестого поколения. Разработка следующих поколений компьютеров проводится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (голография, лазеры). Ставятся совершенно иные задачи, чем при разработке всех предыдущих ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с первого по пятое поколение стояли такие задачи, как достижение большой емкости памяти, рост производительности в области числовых расчетов, то главной задачей разработчиков ЭВМ шестого поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из имеющихся фактов), развитие «интеллектуализации» компьютеров — устранения барьера между компьютером и человеком. Компьютеры будут иметь возможность воспринимать информацию с печатного или рукописного текста, с бланков, с человеческого голоса, осуществлять перевод с одного языка на другой, узнавать пользователя по голосу. Это даст возможность общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальными навыками в данной области. ЭВМ будет помощником людям во всех сферах.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные периоды истории вычислительной техники; более подробно представлена история электронного периода. Изложены характерные черты ЭВМ всех поколений, отмечена роль выдающихся ученых в развитии компьютерной техники.

На протяжении всего шестидесяти пяти лет компьютеры превратились в мощный, гибкий, удобный и доступный инструмент. Компьютеры стали символом прогресса. По мере того как человеку понадобится обрабатывать все большее количество информации, будут совершенствоваться и средства ее обработки – компьютеры; будут появляться новые языки программирования.

В качестве элементной базы машин первого поколения (50-е годы) использовались электронные лампы. Машины были громоздкими, потребляли много электроэнергии.

ЭВМ второго поколения (60-е гг.) строились на полупроводниковых приборах (транзисторах). Это повысило надежность ЭВМ, уменьшило их габариты и энергопотребление, снизило стоимость.

В АЛУ было встроено некоторое количество сверхбыстрых регистров, что также способствовало повышению скорости работы. Кроме того, появились команды, в которых в качестве адреса фигурировал регистр, а не ячейка ОЗУ.

Была расширена номенклатура ВЗУ на магнитных носителях. Появились магнитные ленты (МЛ), магнитные барабаны (МБ), магнитные диски (МД), магнитные карты.

Расширилась и номенклатура устройств ввода-вывода. Стали использоваться перфокарты, перфоленты, АЦПУ (алфавитно-цифровая печать) на широкую бумажную ленту.

Способ обработки информации – последовательный, но так как появились прерывания, то стало возможным реализовать последовательно-параллельный алгоритм управления вычислительным процессом (совмещение ввода/вывода с другими операциями).

ЭВМ 3-го поколения (70-е гг.) выполнены на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни – тысячи транзисторов в одном корпусе).

Для четвёртого поколения ЭВМ характерно появление интегральных схем, относящихся к классу больших, а также так называемых сверхбольших. В архитектуре ПК появляется основная микросхема — процессор. ЭВМ по своей конфигурации стали больше подходить обычным гражданам. Пользование ЭВМ стало возможным при незначительной квалификационной подготовке, в то время как работа с ЭВМ прошлых поколений требовала определенных навыков. Модули ОЗУ стали выпускаться не на основе ферритовых элементов, а на базе CMOS-микросхем. К четвёртому поколению ЭВМ также относят и первый компьютер Apple, который был собран 1976 г. С. Джобсом и С. Возняком. Многие эксперты в области IT считают, что Apple является первым в мире персональным компьютером.

Особенностью ЭВМ пятого поколения является то, что главный упор при создании компьютеров делается на их «интеллектуальность», внимание акцентируется не столько на элементной основе, сколько на переход от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.

   

Список использованной литературы

1. Акулов О. А. Информатика / О. А. Акулов, Н. В. Медведев. – М.: Омега-Л, 2015. — 552 с.
2. Бурцев В. К истории создания советской вычислительной техники / В. К. Бурцев // Открытые системы. СУБД. — 2017. — № 1. – С. 23-25
3. Гутер Р. С. От абака до компьютера / Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов. – М.: Знание, 2015. – 145 с.
4. Езерова Г. Начало цифровой эпохи / Г. Езерова, Э. Луховицкая // Открытые системы. СУБД. — 2017. — № 7. – С. 33-35
5. Зубов Ю. И. История создания цифровых электронных вычислительных машин // История науки и техники. – 2018. — № 1. — С. 2-11
6. Иванов А. А. История развития информатики / А. А. Иванов. – М.: Образ, 2015. – 345 с.
7. История информатики в России. Ученые и их школы: сб. ст. / Рос. акад. наук; отв. ред. А. С. Алексеев. – М.: Наука, 2016. – 347 с.
8. Ицкович Э. Л. История развития отечественных вычислительных средств автоматизации // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2018. — № 6. — С. 57-60
9. Казакова И. А. История вычислительной техники: Учебное пособие. – Пенза: Издательство ПГУ, 2015. – 232 с.
10. Кочегаров И. И. Эволюция вычислительных систем: учеб. пособие / И. И. Кочегаров, А. В. Полтавский, Н. К. Юрков. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2015. – 124 с.
11. Ланина Э. П. История развития вычислительной техники / Э. П. Ланина. – Иркутск: ИрГТУ, 2015. – 378 с.
12. Леонтьев В. П. Большая энциклопедия компьютера и Интернета / В. П. Леонтьев. – М.: ОЛМА Медиа Групп, 2016. – 291 с.
13. Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах / Б. Н. Малиновский. – Киев, 2015. – 278 с.
14. Норенков И. П. Краткая история вычислительной техники и информационных технологий. — М.: Новые технологии, 2017. — 32 с.
15. Петров Ю. П. История и философия науки. Математика, вычислительная техника, информатика / Ю. П. Петров. – СПб.: БХВ-Петербург, 2015. – 295 с.
16. Поликарпов В. С. История науки и техники / В. С. Поликарпов. – М.: Феникс, 2015. – 375 с.
17. Попов Ф.А. Вычислительные машины: общие принципы построения и архитектуры: Учебное пособие. – Бийск: Алт. гос. техн. ун-т, БТИ, 2017. – 106с.
18. Прохоров С. На заре отечественного компьютерного века / С. Прохоров // Открытые системы. СУБД. — 2017. — № 5. – С. 53-55
19. Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник для ВУЗов / А.П. Пятибратов, А.А. Кириченко, Л.П. Гудыно. – М.: Финансы и статистика, 2017. – 400 с.
20. Савельев Е. К. Информационная эпоха / Е. К. Савельев. – СПб.: Питер, 2015. – 275 с.
21. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум. – СПб.: Питер, 2015. – 291 с.

История развития ЭВМ — История развития эвм. Поколения

---

Подборка по базе: Практическое задание 3. Психология развития и возрастная психоло, методика речевого развития 1.docx, 1 тема История.doc, Ответы на экзамен история россии.doc, Сам. работа 4.5. История.docx, Рекомендации История России.docx, лекции по памяти ЭВМ.pdf, реферат история и культуурв.docx, Перспективы развития рынка оценочных услуг в России+.pdf, ПЗ история экономики Шевчук. docx

---

Реферат

На тему: История развития ЭВМ. Поколения.

Подготовил(а):

Проверил(а):
СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Первое поколение ЭВМ 1950-1960-е годы 5

2. Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы 5

3. Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы 6

4. Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990-е годы 8

5. Пятое поколение ЭВМ: 1990-настоящее время 9

Заключение 11

Список литературы 12

Введение

Начиная с 1950 года, каждые 7-10 лет кардинально обновлялись конструктивно-технологические и программно-алгоритмические принципы построения и использования ЭВМ. В связи с этим правомерно говорить о поколениях вычислительных машин. Условно каждому поколению можно отвести 10 лет.

ЭВМ проделали большой эволюционный путь в смысле элементной базы (от ламп к микропроцессорам) а также в смысле появления новых возможностей, расширения области применения и характера их использования.

Деление ЭВМ на поколения — весьма условная, нестрогая классификация вычислительных систем по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с ЭВМ.

К первому поколению ЭВМ относятся машины, созданные на рубеже 50-х годов: в схемах использовались электронные лампы. Команд было мало, управление — простым, а показатели объема оперативной памяти и быстродействия — низкими. Быстродействие порядка 10-20 тысяч операций в секунду. Для ввода и вывода использовались печатающие устройства, магнитные ленты, перфокарты и перфоленты.

Ко второму поколению ЭВМ относятся те машины, которые были сконструированы в 1955-65 гг. В них использовались как электронные лампы, так и транзисторы. Оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время появились магнитные барабаны и первые магнитные диски. Появились так называемые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей последовательности вычислений в наглядном, легко воспринимаемом виде. Появился большой набор библиотечных программ для решения различных математических задач. Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем, поэтому в середине 60х годов наметился переход к созданию ЭВМ, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

Третье поколение ЭВМ. Это машины, создаваемые после 60х годов, обладающих единой архитектурой, т.е. программно совместимых. Появились возможности мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. В ЭВМ третьего поколения применялись интегральные схемы.

Четвертое поколение ЭВМ. Это нынешнее поколение ЭВМ, разработанных после 1970 г. Машины 4го поколения проектировались в расчёте на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

В аппаратурном отношении для них характерно использование больших интегральных схем как элементной базы и наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой, объемом несколько Мбайт.

Машины 4-го поколения- многопроцессорные, многомашинные комплексы, работающие на внеш. память и общее поле внеш. устройств. Быстродействие достигает десятков миллионов операций в сек, память — нескольких млн. слов.

Переход к пятому поколению ЭВМ уже начался. Он заключается в качественном переходе от обработки данных к обработке знаний и в повышении основных параметров ЭВМ. Основной упор будет сделан на «интеллектуальность».

На сегодняшний день реальный «интеллект», демонстрируемый самыми сложными нейронными сетями, находится ниже уровня дождевого червя, однако, как бы ни были ограничены возможности нейронных сетей сегодня, множество революционных открытий, могут быть не за горами.

1. Первое поколение ЭВМ 1950-1960-е годы

Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах с нитью накала. В оперативных запоминающих устройствах использовались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и электромагнитные линии задержки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). В качестве внешних запоминающих устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы.

Программирование работы ЭВМ этого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, то есть программы были жестко ориентированы на конкретную модель машины и «умирали» вместе с этими моделями.

В середине 1950-х годов появились машинно-ориентированные языки типа языков символического кодирования (ЯСК), позволявшие вместо двоичной записи команд и адресов использовать их сокращенную словесную (буквенную) запись и десятичные числа. В 1956 году был создан первый язык программирования высокого уровня для математических задач — язык Фортран, а в 1958 году — универсальный язык программирования Алгол.

ЭВМ, начиная от UNIVAC и заканчивая БЭСМ-2 и первыми моделями ЭВМ «Минск» и «Урал», относятся к первому поколению вычислительных машин.

2. Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы

Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых и магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые микротрансформаторы). В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажом (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивает большую гибкость использования компьютеров. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до сотен килогерц.

Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках1 и на флоппи-дисках — промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.

В 1964 году появился первый монитор для компьютеров — IBM 2250. Это был монохромный дисплей с экраном 12 х 12 дюймов и разрешением 1024 х 1024 пикселов. Он имел частоту кадровой развертки 40 Гц.

Создаваемые на базе компьютеров системы управления потребовали от ЭВМ более высокой производительности, а главное — надежности. В компьютерах стали широко использоваться коды с обнаружением и исправлением ошибок, встроенные схемы контроля.

В машинах второго поколения были впервые реализованы режимы пакетной обработки и телеобработки информации.

Первой ЭВМ, в которой частично использовались полупроводниковые приборы вместо электронных ламп, была машина SEAC (Standarts Eastern Automatic Computer), созданная в 1951 году.

В начале 60-х годов полупроводниковые машины стали производиться и в СССР.

3. Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы

В 1958 году Роберт Нойс изобрел малую кремниевую интегральную схему, в которой на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Эти схемы позже стали называться схемами с малой степенью интеграции (Small Scale Integrated circuits — SSI). А уже в конце 60-х годов интегральные схемы стали применяться в компьютерах.

Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до единиц мегагерц. Снизились напряжения питания (единицы вольт) и потребляемая машиной мощность. Существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.

В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрнее ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители.

Появились еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства на триггерных регистрах, имеющие огромное быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и быстродействующая кэш-память.

Начиная с момента широкого использования интегральных схем в компьютерах, технологический прогресс в вычислительных машинах можно наблюдать, используя широко известный закон Мура. Один из основателей компании Intel Гордон Мур в 1965 году открыл закон, согласно которому количество транзисторов в одной микросхеме удваивается через каждые 1,5 года.

Ввиду существенного усложнения как аппаратной, так и логической структуры ЭВМ 3-го поколения часто стали называть системами.

Так, первыми ЭВМ этого поколения стали модели систем IBM (ряд моделей IBM 360) и PDP (PDP 1). В Советском Союзе в содружестве со странами Совета Экономической Взаимопомощи (Польша, Венгрия, Болгария, ГДР и др1.) стали выпускаться модели единой системы (ЕС) и системы малых (СМ) ЭВМ.

В вычислительных машинах третьего поколения значительное внимание уделяется уменьшению трудоемкости программирования, эффективности исполнения программ в машинах и улучшению общения оператора с машиной. Это обеспечивается мощными операционными системами, развитой системой автоматизации программирования, эффективными системами прерывания программ, режимами работы с разделением машинного времени, режимами работы в реальном времени, мультипрограммными режимами работы и новыми интерактивными режимами общения. Появилось и эффективное видеотерминальное устройство общения оператора с машиной — видеомонитор, или дисплей.

Большое внимание уделено повышению надежности и достоверности функционирования ЭВМ и облегчению их технического обслуживания. Достоверность и надежность обеспечиваются повсеместным использованием кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок (корректирующие коды Хеммин-га и циклические коды).

Модульная организация вычислительных машин и модульное построение их операционных систем создали широкие возможности для изменения конфигурации вычислительных систем. В связи с этим возникло новое понятие «архитектура» вычислительной системы, определяющее логическую организацию этой системы с точки зрения пользователя и программиста.

4. Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990-е годы

Революционным событием в развитии компьютерных технологий третьего поколения машин было создание больших и сверхбольших интегральных схем (Large Scale Integration — LSI и Very Large Scale Integration — VLSI), микропроцессора (1969 г.) и персонального компьютера. Начиная с 1980 года практически все ЭВМ стали создаваться на основе микропроцессоров. Самым востребованным компьютером стал персональный.

Логические интегральные схемы в компьютерах стали создаваться на основе униполярных полевых CMOS-транзисторов с непосредственными связями, работающими с меньшими амплитудами электрических напряжений (единицы вольт), потребляющими меньше мощности, нежели биполярные, и тем самым позволяющими реализовать более прогрессивные нанотехнологии (в те годы — масштаба единиц микрон).

Оперативная память стала строиться не на ферритовых сердечниках, а также на интегральных CMOS-транзисторных схемах, причем непосредственно запоминающим элементом в них служила паразитная емкость между электродами (затвором и истоком) этих транзисторов.

Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 года два друга, Стив Джобе (1955 г. р.) — сотрудник фирмы Atari, и Стефан Возняк (1950 г. р.), работавший на фирме Hewlett-Packard. На базе интегрального 8-битного контроллера жестко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер «Apple», имевший бешеный успех. В начале 1977 года была зарегистрирована Apple Сотр., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple.

5. Пятое поколение ЭВМ: 1990-настоящее время

Особенности архитектуры современного поколения компьютеров подробно рассматриваются в данном курсе.

Кратко основную концепцию ЭВМ пятого поколения можно сформулировать следующим образом:

1. 
   Компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы.
   
2. 
   Компьютеры с многими сотнями параллельно работающих процессоров, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, эффективные сетевые компьютерные системы.
   

Шестое и последующие поколения ЭВМ
Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Заключение

Все этапы развития ЭВМ принято условно делить на поколения.

Первое поколение создавалось на основе вакуумных электроламп, машина управлялась с пульта и перфокарт с использованием машинных кодов. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы.

Втрое поколение появилось в 60-е годы 20 века. Элементы ЭВМ выполнялись на основе полупроводниковых транзисторов. Эти машины обрабатывали информацию под управлением программ на языке Ассемблер. Ввод данных и программ осуществлялся с перфокарт и перфолент.

Третье поколение выполнялось на микросхемах, содержавших на одной пластинке сотни или тысячи транзисторов. Пример машины третьего поколения — ЕС ЭВМ. Управление работой этих машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент.

Четвертое поколение было создано на основе больших интегральных схем (БИС). Наиболее яркие представители четвертого поколения ЭВМ — персональные компьютеры (ПК). Персональной называется универсальная однопользовательская микроЭВМ. Связь с пользователем осуществлялась посредством цветного графического дисплея с использованием языков высокого уровня.

Пятое поколение создано на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле.

Предполагается, что в будущем широко распространится ввод информации в ЭВМ с голоса, общения с машиной на естественном языке, машинное зрение, машинное осязание, создание интеллектуальных роботов и робототехнических устройств.

Список литературы

1. 
   Крайзмер Л.П. Бионика. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. – 72 с.
   
2. 
   Семененко В.А. и др. Электронные вычислительные машины. – М.: Высш. шк., 1991. – 288 с.
   
3. 
   Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники / А.П. Ершов, Н.М. Шанский, А.П. Окунева, Н.В. Баско; Под ред. А.П. Ершова, Н.М. Шанского. – М.: Просвещение, 1991. – 159 с.
   
4. 
   Ф. Уоссермен. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика.
   
5. 
   Электронный ресурс НИИ МВС ТРТУ: http://www.mvs.tsure.ru
   

Персональный компьютер и ПО для него: 2018

ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА. ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера составляют важнейшую часть любого вычислительного комплекса. Стоимость внешних устройств в среднем составляет около 80-85% стоимости нашего комплекса. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с окружающей средой — пользователями, объектами управления и другими компьютерами.

Внешние устройства подключаются к компьютеру через специальные разъемы-порты ввода-вывода. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:

— параллельные (обозначаемые LPT1 — LPT4) — обычно используются для подключения —  принтеров;
— последовательные (обозначаемые СОМ1 — COM4) — обычно к ним подключаются мышь, модем и другие устройства.
К внешним устройствам относятся:

— устройства ввода информации;
— устройства вывода информации;
— диалоговые средства пользователя;
— средства связи и телекоммуникации.

Но с чего же все начиналось?

ЭВОЛЮЦИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Когда говорят о поколениях, то в первую очередь говорят об историческом портрете электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Всю историю развития электронно-вычислительной техники принято делить на поколения. Смены поколений чаще всего были связаны со сменой элементной базы ЭВМ, с прогрессом электронной техники. Это всегда приводило к росту быстродействия и увеличению объема памяти. Кроме этого, как правило, происходили изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером.

ЭВМ первого поколения были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт. Например, одна из первых ЭВМ – ENIAC представляла собой огромный по объему агрегат длиной более 30 метров, содержала 18 тысяч электровакуумных ламп и потребляла около 150 киловатт электроэнергии. Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных.

В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. В этот период стали развиваться языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от конкретной модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее. В 1959 г. был изобретен метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Изобретение интегральных схем послужило основой для дальнейшей миниатюризации компьютеров. В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год. компьютер поколение эвм программа.

Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе – интегральных схемах (ИС). ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Немного позднее появились машины серии IBM-370. В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ) по образцу IBM 360/370. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски. Успехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле размещалось несколько десятков тысяч электрических элементов.

В 1971 году американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Это событие стало революционным в электронике. Микропроцессор – это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти, получили новый тип компьютера: микро-ЭВМ.

Микро-ЭВМ относится к машинам четвертого поколения.Наибольшее распространение получили персональные компьютеры (ПК). Их появление связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка. В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году – Apple-2. Однако с 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее архитектура стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых невозможно обойтись в большинстве областей деятельности человека. Появилась новая дисциплина – информатика.

ЭВМ пятого поколения будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта. Таким образом, для компьютерной грамотности необходимо понимать, что на данный момент создано четыре поколения ЭВМ:

1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.

2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.

3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).

4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП).

                                       

                                                 СПАСИБО ЗА ВАШЕ ВНИМАНИЕ!!!

Используемые источники:
1.http://life-prog.ru/2_45637_oharakterizuyte-izmenenie-elementnoy-bazi-kompyuterov-pri-smene-ih-pokoleniy.html
2.К.Ю. Поляков, Е.А.Еремин «Информатика. Учебник для 10 класса»
3.http://www.yaklass.ru/materiali?chtid=461&mode=cht

Конспект урока по теме «Первое и второе поколения ЭВМ»

Конспект урока по теме

«Первое и второе поколения ЭВМ»

10 класс

Подготовила:

Учитель математики и информатики

Ларина Екатерина Михайловна

Рязань – 2017

Тема урока: Поколения ЭВМ.

Тип урока: Объяснение нового материала.

Цели урока:

Образовательные:

— продолжить систематизацию знаний об истории развития вычислительной техники;

— дать классификацию ЭВМ по элементной базе;

— научить детей определять поколения ЭВМ по основным характеристикам.

Развивающие:

— развивать логическое мышление, умение анализировать, сопоставлять, выделять главное;

— развивать память.

Воспитательные:

— воспитывать у учеников интерес к изучению информатики;

— воспитывать организованность, активность, самостоятельность, дисциплинированность, аккуратность и бережное отношение к технике.

Оборудование: компьютер, презентация, проектор, экран.

Основная литература: Информатика и ИКТ. Базовый уровень. Учебник для 10-11 классов. Семакин И. Г., Хеннер Е. К.

Дополнительная литература:

— Информатика и ИКТ. Учебник для 8-9 классов под ред. Н. В. Макаровой.

— Информатика в понятиях и терминах. Кн. для учащихся ст. классов ср. школы/ Г. А. Бордовский, В. А. Извозчиков, Ю. В. Исаев, В. В. Морозов.

План урока:

Организационный момент

Выполнение тестовой работы

Объяснение нового материала

Домашнее задание

Подведение итогов

ХОД УРОКА

Организационный момент

Приветствие, проверка присутствующих, определение готовности к уроку.

Выполнение тестовой работы

Учащиеся выполняют тестовую работу на печатных бланках в течение пяти минут.

Вопросы теста:

Какой предмет (предметы) являлись счетным эталоном у большинства народов в доисторические времена?

В древнем мире при счете предметов применялись (применялся)

Первые счеты, в которых использовалась десятичная система счисления, назывались

Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) в доэлектронную эпоху использовали

Первый арифмометр изобрёл

Первый арифмометр мог осуществлять следующие операции

Программно управляемая счетная машина, имеющая арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати была изобретена

Первый программист

Программы для Аналитической машины Бэббиджа, записывались на

1. Пальцы

   Камушки, ракушки

   Абак

   Пальцы

   «Русские счеты»

   Абак

   Суаньпань

   Соробан

   «Русские счеты»

   Арифмометры

   Счеты

   Пальцы

   Бэббидж

   Паскаль

   Лейбниц

   Сложение и вычитание

   Сложение и умножение

   Только сложение

   Дж. Фон Нейманом

   Чарльзом Бэббиджем

   Адой Лавлейс

   Дж. Фон Нейман

   Чарльз Бэббидж

   Ада Лавлейс

   перфокарты

   транзисторы

   бумагу

Объяснение нового материала

Чуть более 60 лет прошло с тех пор, как появилась первая электронная вычислительная машина. За этот короткий для развития общества период сменилось несколько поколений вычислительных машин, а первые ЭВМ сегодня являются музейной редкостью.

Дальнейшее совершенствова­ние ЭВМ определялось развити­ем электроники, появлением но­вых элементов и принципов дей­ствий, то есть улучшением и расширением элементной базы. В настоящее время насчитывает­ся уже пять поколений ЭВМ.

Учитель: Открываем тетради, записываем тему урока и определение:

Под поколением ЭВМ по­нимают все типы и модели элек­тронно-вычислительных машин, построенные на одних и тех же научных и технических принципах.

Определяющие признаки при отнесении ЭВМ к тому или иному поколению:

элементная база и основные характеристики (быстродействие, емкость памяти, способы управления и переработки информации).

Смена поколений обу­словливалась появлением новых элементов, изготовленных с при­менением принципиально иных технологий.

Учитель: на двойном развороте тетради чертим следующую таблицу:

 

Поколение	Годы	Элементная база	Особенности	Основные характеристики	Сфера применения	Языки программирования
первое
второе
третье
четвёртое
пятое

Первое поколение (1946 — середина 50-х годов).

В 40-е годы XX века начались работы по созданию первых электронно-вычислительных машин, в которых на смену механическим деталям пришли электронные лампы. ЭВМ первого поколения требовали для своего размещения больших залов, так как в них использовались десятки тысяч электронных ламп. Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах, стоили очень дорого и устанавливались в крупнейших научно-исследовательских центрах.

ЭВМ первого поколения могли выполнять вычисления со скоростью несколько тысяч операций в секунду, последовательность выполнения которых задавалась программами. Программы писались на машинном языке, алфавит которого состоял из двух знаков: 1 и 0.

Программы вводились в ЭВМ с помощью перфокарт или перфолент, причем наличие отверстия на перфокарте соответствовало знаку 1, а его отсутствие – знаку 0.

Результаты вычислений выводились с помощью печатающих устройств в форме длинных последовательностей нулей и единиц. Писать программы на машинном языке и расшифровывать результаты вычислений могли только квалифицированные программисты, понимавшие язык первых ЭВМ.

ЭНИАК — первая в мире ЭВМ, созданная в США в 1946 году. Вес машины составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади. Комплекс включал 17 468 электронных ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 10 тысяч конденсаторов, 70 тысяч резисторов и около 5 миллионов ручных переключателей. Оперативная память была реализована на электронных лампах и вмещала 20 десятичных слов. Производительность составляла 300 умножений или 5000 сложений в секунду.

Ввод/вывод данных осуществлялся через перфокарты, а программирование — путём ручной установки переключателей в нужные положения. Для того чтобы задать новую программу, требовались недели.

Благодаря ENIAC компьютерный язык получил новый термин. Дело в том, что лампы часто перегорали из-за жучков, которые заползали внутрь системы, привлеченные теплом и свечением. Термин «жучки» (bugs), под которым подразумевают ошибки в программных и аппаратных средствах компьютеров, возник именно тогда.

ЭНИАК существовал в единственном экземпляре и никогда не был повторен.

Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика С. А. Лебедева, и называлась она МЭСМ (малая электронная счетная машина). В 1952-1953 гг. в эксплуатацию ввели БЭСМ-2 (большую электронную счетную машину). Самой мощной ЭВМ 50-х годов в Европе была советская электронно-вычислительная машина М-20 с быстродействием 20 тыс. оп/с и объемом оперативной памяти 4000 машинных слов.

С этого времени начался бурный расцвет отечественной вычислительной техники, и к концу 1965 года в нашей стране успешно функционировала лучшая по производительности (1 млн оп/с) ЭВМ того времени — БЭСМ-6, в которой были реализованы многие принципы работы последующих поколений компьютеров.

С появлением новых моделей ЭВМ произошли изменения и в названии этой сферы деятельности. Ранее любую технику, используемую для вычислений, обобщенно называли счетно-решающими приборами и устройствами». Теперь же все, что имеет отношение к ЭВМ, именуют вычислительной техникой.

Учитель: Что же лежит в основе ЭВМ первого поколения?

Перечислим характерные черты ЭВМ первого поколения.

Элементная база: электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы.

Особенности:

♦ Соединение элементов: навесной монтаж проводами.

♦ Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов и занимает специальный машинный зал.

♦ Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах, стоили очень дорого и устанавливались в крупнейших научно-исследовательских центрах.

♦ Эксплуатация слишком сложна из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп. Существует опасность перегрева ЭВМ.

Основные характеристики:

Быстродействие: 10-20 тыс. оп/с.

Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах. При этом необходимо знать все команды машины, их двоичное представление, архитектуру ЭВМ. Этим в основном были заняты математики-программисты, которые непосредственно и работали за ее пультом управления. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.

Учитель: Давайте вместе заполним первую строку таблицы.

Вопрос: Совершенна ли была такая машина?
Предполагаемый ответ: Нет, т.к. элементной основой этого класса машин были электронные лампы, а им свойственно быстро перегорать. Следовательно, много времени уходит на ремонт и замену. Кроме того, они сильно разогреваются, что требует специального охлаждения.
Учитель: Тем не менее, такие машины позволяли в десятки раз уменьшить трудоемкость проведения математических операций (до 5000 опер/с).

Вопрос: Какую основную проблему перед разработчиками и пользователями выдвинул опыт эксплуатации компьютеров первого поколения?
Предполагаемый ответ: Эти машины были огромными, неудобными и очень дорогими. К тому же существовал большой разрыв между временем разработки программ и временем счета.

Второе поколение приходится на период от конца 50-х до конца 60-х годов.

К этому времени был изобретен транзистор, который пришел на смену электронным лампам. Это позволило заменить элементную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды), а также резисторы и конденсаторы более совершенной конструкции. Один транзистор заменял 40 электронных ламп, работал с большей скоростью, был дешевле и надежнее. Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы электронных ламп.

Изменилась и технология соединения элементов. Появились первые печатные платы из изоляционного материала, например гетинакса, на кото-

рые по специальной технологии фотомонтажа наносился токопроводящий материал. Для крепления элементной базы на печатной плате имелись специальные гнезда.

Вопрос: Как повлияло появление транзисторов на характеристики и структуру ЭВМ?
Предполагаемый ответ: уменьшились их размеры, снизилась энергоемкость, повысилось быстродействие и время безотказной работы.

Такая формальная замена одного типа элементов на другой существенно повлияла на все характеристики ЭВМ: габариты, надежность, производительность, условия эксплуатации, стиль программирования и работы на машине. Изменился технологический процесс изготовления ЭВМ.

Перечислим характерные черты ЭВМ второго поколения.

Элементная база: полупроводниковые элементы.

Особенности:

♦ Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.

♦ Габариты: ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Для их размещения требуется специально оборудованный машинный зал, в котором под полом прокладываются кабели, соединяющие между собой многочисленные автономные устройства.

♦ Эксплуатация: упростилась. Появились вычислительные центры с большим штатом обслуживающего персонала, где устанавливалось обычно несколько ЭВМ. Так возникло понятие централизованной обработки информации на компьютерах.

При выходе из строя нескольких элементов производилась замена целиком всей платы, а не каждого элемента в отдельности, как в ЭВМ предыдущего поколения.

Основные характеристики:

Быстродействие: от сотен тысяч до 1 млн. оп/с.

Программирование: существенно изменилось, так как стало выполняться преимущественно на алгоритмических языках. Программисты уже не работали в зале, а отдавали свои программы на перфокартах или магнитных лентах специально обученным операторам. Решение задач производилось в пакетном (мультипрограммном) режиме, то есть все программы вводились в ЭВМ подряд друг за другом, и их обработка велась по мере освобождения соответствующих устройств. Результаты решения распечатывались на специальной перфорированной по краям бумаге.

Произошли изменения, как в структуре ЭВМ, так и в принципе ее организации. Жесткий принцип управления заменился микропрограммным. Для реализации принципа программируемости необходимо наличие в компьютере постоянной памяти, в ячейках которой всегда присутствуют коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную операцию, то есть подключить определенные электрические схемы.

Введен принцип разделения времени, который обеспечил совмещение во времени работы разных устройств, например, одновременно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнитной ленты.

Поколение	Годы	Элементная база	Особенности	Основные характеристики	Сфера применения	Языки программирования
первое	1946 — середина 50-х годов	электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы	♦ Соединение элементов: навесной монтаж проводами. ♦ Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов и занимает специальный машинный зал. ♦ Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах, стоили очень дорого и устанавливались в крупнейших научно-исследовательских центрах. ♦ Эксплуатация слишком сложна из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп. Существует опасность перегрева ЭВМ. — В 1946 году в США создана первая в мире ЭВМ-ЭНИАК — В 1951 году под руководством академика С. А. Лебедева была создана первая отечественная ЭВМ, и называлась она МЭСМ (малая электронная счетная машина) — В 1952-1953 гг. в эксплуатацию ввели БЭСМ-2 (большую электронную счетную машину). Самой мощной ЭВМ 50-х годов в Европе была советская ЭВМ М-20 с быстродействием 20 тыс. оп/с и объемом оперативной памяти 4000 машинных слов. К концу 1965 года закончена разработка БЭСМ-6, в которой были реализованы многие принципы работы последующих поколений компьютеров.	Быстродействие: 10-20 тыс. оп/с.	научная сфера	в машинных кодах
второе	от конца 50-х до конца 60-х годов	полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды)	♦ Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж. ♦ Габариты: ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Для их размещения требуется специально оборудованный машинный зал, в котором под полом прокладываются кабели, соединяющие между собой многочисленные автономные устройства. ♦ Эксплуатация: упростилась. Появились вычислительные центры с большим штатом обслуживающего персонала, где устанавливалось обычно несколько ЭВМ. Так возникло понятие централизованной обработки информации на компьютерах.	до 1 млн. операций в секунду	научная сфера	появились первые алгоритмические языки

Домашнее задание
Выучить лекцию.

Подведение итогов

Учащиеся делают выводы по уроку и задают вопросы.

Выставляются оценки за работу на уроке и за тестовую работу.

Первое и второе поколения ЭВМ
PPTX / 3.17 Мб

Поколение компьютеров с 1-го по 5-е

Поколение компьютеров:

История компьютеров — тема информатики, которая часто используется для обозначения разных поколений компьютеров. В истории до сих пор существует в основном пять поколений компьютеров.

Компьютер первого поколения (1949-1955):

Первый электронный компьютер был разработан в 1946 году в Пенсильванском университете в США. Этот компьютер называется « Electronic Numerical and Calculator (ENIAC) ».Высокоскоростная вакуумная лампа является основным компонентом компьютеров первого поколения. Компьютеры первого поколения в основном полагались на машинный язык самого низкого уровня. Таким образом, он мог решить только одну проблему в определенный момент времени.

Характеристики компьютера первого поколения:

1. Высокоскоростная вакуумная трубка
2. Переключающее устройство
3. Концепция сохраненной программы
4. Хранение Машинных инструкций в памяти
5. Компьютерные программы написаны на Машинном языке
6. Язык ассемблера

Недостаток компьютеров первого поколения в том, что они очень большие по размеру и тяжелые по весу. Потому что он сделан из тысяч электронных ламп и занимает большие помещения.

Компьютер второго поколения (1956–1965):

В этих поколениях компьютеров изобретаются транзисторы, транзисторы надежнее по сравнению с лампой. Они занимают меньше места и требуют меньше энергии. Еще одна важная проблема в этом поколении — изобретение магнитных воспоминаний.Второе поколение компьютеров использует первые языки программирования высокого уровня. Это позволяет программистам указывать инструкции словами. В это время были разработаны первые версии языков COBOL, ALGOL, SNOBOL и FORTRAN.

Характеристики компьютера второго поколения:

1. транзистор
2. Магнитная память
3. Fortran
4. COBOL
5. ALGOL
6. Snobol
7. Операционная система и Пакетная операционная система

Недостаток компьютеров второго поколения в том, что эти компьютеры по-прежнему полагались на перфокарты для ввода и бумажные копии для вывода. Таким образом, было трудно перемещать компьютеры, потому что они были достаточно большими, и даже некоторые компьютеры нуждались в кондиционерах.

Компьютеры третьего поколения (1966-1975):

В этих поколениях компьютеров германиевые транзисторы были заменены кремниевыми транзисторами, были разработаны средние интегральные схемы со 100 транзисторами на кристалл.В компьютерах третьего поколения изобретение ИС невероятно уменьшило размер компьютеров. Это также упростило транспортировку из одного места в другое. Языки высокого уровня, такие как PASCAL, BASIC, разработаны в этом поколении.

Характеристики компьютеров третьего поколения:

1. Кремниевый транзистор
2. Среднемасштабная интегральная схема со 100 транзисторами на чип
3. Основная память Размер 4 МБ
4. Вторичная память Размер 100 МБ
5. Система разделения времени

Компьютеры четвертого поколения (1976–1998):

В этих поколениях компьютеров была разработана СБИС ( Очень большая интегральная схема ). Операционная система UNIX была разработана в этот период времени. В этом поколении первый персональный компьютер под названием « ALTAIR » был разработан компанией MITS в 1974 году. В этом компьютере использовался микропроцессор Intel Corporation 8080 .

Характеристики компьютеров четвертого поколения:

1. СБИС ( Очень большая интегральная схема )
2. Микропроцессор INTEL 8080
3. UNIX Операционная система
4. Процессор Pentium с MMX (мультимедийным расширением)
ks 5.902 Компьютер Optimal Disk Сети
7. Язык высокого уровня, такой как – C, C++, Java .

Пятое поколение компьютеров (с 1999 г. по настоящее время):

В этом поколении компьютеров он основан на параллельной обработке аппаратных средств и ИИ (искусственном интеллекте) .Искусственный интеллект (ИИ) является основным инновационным компонентом пятого поколения компьютеров. ИИ означает метод заставить компьютеры думать как люди.

Характеристики компьютеров пятого поколения:

1. ULSI ( Сверхбольшая интегральная схема )
2. Дополнительно Место для хранения
3. Аппаратное обеспечение для параллельной обработки
4. Искусственный интеллект
5. Программное обеспечение 70 90 Мощная машина
90

Что такое квантовые вычисления? Наука, приложения и эволюция

Что такое квантовые вычисления?

Квантовые вычисления — одна из тех технологий, о которых футуристы часто шутят, что они всегда будут через пару десятилетий.Это правда, что пройдет десятилетие или два, прежде чем технология достигнет зрелости (найдет широкое применение в бизнесе), но у некоторых организаций уже есть возможности получить ранний опыт и извлечь выгоду уже сегодня. Но для этого вам нужно базовое понимание того, что такое квантовые вычисления.

«Квантовая» разница

Квантовые вычисления полностью отличаются от сегодняшних вездесущих цифровых компьютеров. Он использует свойства квантовой физики (физики субатомных частиц) для выполнения расчетов и симуляций, которые были бы невозможны на неквантовой машине.

Сила квантового компьютера заключается в том, что он не ограничен двоичными битами (единицами и нулями традиционных компьютерных процессоров). Вместо этого он использует квантовые биты или кубиты, которые могут представлять единицу, ноль или и то, и другое одновременно — «состояние суперпозиции», которое охватывает почти бесконечный спектр вероятностей.

Это означает, что квантовые компьютеры подходят к проблемам совсем по-другому — по сути, атакуя их одновременно, а не последовательно. Они манипулируют свойствами квантово-запутанных кубитов, чтобы одновременно пробовать огромное количество решений, а не пробовать каждое по очереди.Это приводит к резкому увеличению скорости при решении определенных классов задач.

 

Квантовые компьютеры первого поколения

Размышляя о современных квантовых компьютерах, я считаю полезным провести аналогию с эволюцией цифровых компьютеров. Как и в первые дни классических вычислений, квантовые машины характеризуются сложностью, громоздкостью и требуют осторожного управления. Они используют сложную механику, чтобы удерживать кубиты в запутанном состоянии.

Современные подходы к квантовым вычислениям пытаются решить проблемы оптимизации, которые имеют широкое межотраслевое применение, например тонкую настройку цепочек поставок. Существует два совершенно разных подхода: универсальный квантовый компьютер и адиабатические (или отжигающие) квантовые компьютеры, такие как машины, поставляемые D-Wave. Современные квантовые компьютеры первого поколения используют не клапаны и электронные лампы, а различные физические состояния для создания кубитов. К ним относятся захваченные ионы, сверхпроводники, полупроводники и азотно-вакансионный алмаз для стабилизации кубитов, чтобы они могли выполнять вычисления и исправлять ошибки.

Прямо сейчас для этого требуется значительная физическая инфраструктура, часто охлаждающая машину до температур, близких к абсолютному нулю, и одновременно удерживающая квантовые устройства в вакууме. Это делает квантовые компьютеры больше похожими на старые мэйнфреймы, чем на что-либо, что можно было бы поставить на стол или поместить в карман или сумку. Однако инновации и миниатюризация, принявшие форму клапана в 1950-х годах и поместившие более миллиарда транзисторов на кремниевые чипы, которые мы носим с собой в наших мобильных телефонах, уже развиваются в мире квантовых вычислений.

Вопрос о кубитах

Даже при такой сложной конструкции современные квантовые машины первого поколения страдают от нестабильных физических кубитов с ограниченной емкостью и склонностью к ошибкам. Итак, инженеры создают логические кубиты, которые используют множество физических кубитов для обеспечения стабильности и исправления ошибок. Чтобы быть полезным для бизнеса, должно быть не менее 49 логических кубитов. Для сложных приложений, таких как моделирование явлений реального мира, потребуется около 150. Проблема в том, что каждому логическому кубиту потенциально нужны тысячи физических кубитов, но текущий рекорд — это 72-кубитный процессор Google Bristlecone.

Несмотря на это, современные квантовые компьютеры обеспечивают тестовую среду для экспериментов и инноваций с квантовыми алгоритмами. Вы, конечно, не захотите управлять ими всей своей организацией, но тестирование сейчас облегчит переход, когда наступит квантовое превосходство, точка, в которой квантовый компьютер может выполнять задачу лучше, чем цифровой компьютер.

Что квантовые вычисления могут сделать сегодня?

Подлинное преимущество квантовых вычислений перед традиционными подходами возникает тогда, когда необходимо имитировать или моделировать сложные явления реального мира.Например, открытие фармацевтических препаратов, геофизический анализ при разведке нефти и газа, прогнозирование погоды и финансов, а также химия и материаловедение. В этих секторах некоторые организации уже инвестируют в квантовые возможности, такие как Volkswagen, хедж-фонды Renaissance и DE Shaw и Biogen.

Чтобы получить раннее преимущество, организации должны начать знакомиться с квантовыми алгоритмами и получить навыки, необходимые для их создания. Это не требует значительных инвестиций в инфраструктуру квантовых вычислений.IBM, например, предоставляет доступ к своим квантовым устройствам, процессорам и симуляторам через облако. В качестве альтернативы организации могут стремиться к партнерству со стартапами, разрабатывающими квантовое программное обеспечение, как Dow Chemical Company с 1Qbit. Другим вариантом является создание партнерских или спонсорских соглашений с академическими учреждениями, изучающими эту технологию, как это сделало Исследовательское управление армии США с Йельским университетом.

По мере развития первого поколения квантовых вычислений в течение следующего десятилетия все больше организаций получат возможность доступа к возможностям «квант как услуга» через облако и специализированные и стандартизированные квантовые алгоритмы. Но для первопроходцев есть возможности, которыми можно воспользоваться уже сегодня.

Дополнительные финансовые услуги

Сектор финансовых услуг уже использует серьезные вычислительные мощности для моделирования рынков и обеспечения превосходной прибыли в условиях жесткой конкуренции. Квантовые вычисления могут выполнять сложные рыночные симуляции быстрее и параллельно, обеспечивая еще более быструю оптимизацию транзакций.

У квантовых вычислений есть возможности улучшить динамическую оптимизацию портфеля, варианты ценообразования и деривативы, а также управление рисками.Также существуют возможности для улучшения алгоритмов, основанных на ограничительных предположениях и эвристиках, налагаемых ограничениями обычных машин.

Несмотря на то, что сегодня рынок квантовых вычислений в финансовых услугах находится в относительном зачаточном состоянии, он, вероятно, будет быстро расти по мере развития технологии. Ранние эксперименты уже начали исследовать, как квантовые вычисления могут оптимизировать арбитраж.

Ускорение разработки лекарств и материаловедения

Разработка лекарств — сложный бизнес.Нужны мощные компьютеры для моделирования взаимодействия белков и химических веществ на молекулярном уровне. А с достижениями в генетическом секвенировании и тенденцией к персонализированному лечению растет потребность в моделировании воздействия новых лекарств на людей.

Способность квантовых компьютеров эффективно исследовать тысячи комбинаций параллельно, отбрасывая те, которые не работают, дает возможность сократить временные, финансовые и трудовые затраты, связанные с открытием новых методов лечения.

Преимущества такого рода квантовых вычислений выходят за рамки открытия лекарств. Такое моделирование могло бы помочь вычислительной химии и материаловедению в разработке новых материалов и улучшении характеристик существующих за счет моделирования взаимодействий на квантово-механическом уровне.

Точно настроенные цепочки поставок и логистика

Квантовые вычисления призваны решить такие сложные математические задачи, с которыми не могут справиться обычные компьютеры. Одним из классических примеров является «задача коммивояжера», где продавцу необходимо посетить несколько городов за минимальное время, используя различные виды транспорта.Решение такой задачи оптимизации может значительно улучшить структуру и эффективность цепочки поставок, логистики и транспортных систем по всему миру. Эксперименту Volkswagen в 2017 году понадобилось меньше секунды, чтобы оптимизировать работу такси в аэропорту Пекина, по сравнению с примерно одним часом при использовании цифрового компьютера.

Такая оптимизация позволит организациям реагировать на все, от погоды до крупных инцидентов, в режиме реального времени.

Испытания турбонаддува и повышение устойчивости

Все организации имеют дело со сложностью.Любая программная система может содержать миллионы строк кода. Аппаратное обеспечение может иметь миллиарды транзисторов. Чем сложнее системы, тем труднее их прогнозировать. Как они будут работать в условиях стресса или если вы сделаете обновление? Возьмем сложную систему реального времени, которая должна принимать решения о жизни и смерти, — программное обеспечение, управляющее самолетом. Квантовые вычисления использовались в процессе проверки и проверки старого кода с известной ошибкой, на поиск которой с использованием классических методов ушел год.Квантовый компьютер занял несколько недель. Применительно к еще более сложным новым самолетам это может сократить время выхода на рынок на годы, что существенно разрушит этот рынок.

Способность квантовых вычислений выполнять сложные симуляции и параллельные вычисления уже может улучшить наше понимание того, как системы реагируют на ряд условий. Сегодня это может стать решающим фактором в планировании на случай непредвиденных обстоятельств.

Мне нужен зонтик?

Несмотря на десятилетия непрерывного совершенствования вычислительной мощности, точное прогнозирование погоды по-прежнему затруднено.Квантовые компьютеры способны быстро обрабатывать огромное количество данных о погоде и проводить анализ, который слишком сложен для классических компьютеров. Скорость алгоритмов позволяет использовать данные в реальном времени для прогнозирования.

Улучшенное прогнозирование погоды поможет всем отраслям, особенно транспорту, цепочке поставок и логистике, а также сельскому хозяйству. Возможно, квантовые вычисления могли бы даже положить конец британскому времяпрепровождению в размышлениях о погоде.

Это лишь некоторые из отраслей, в которых квантовые вычисления, вероятно, скоро произведут революцию.В долгосрочной перспективе мир может измениться до неузнаваемости.

Как будут развиваться квантовые вычисления?

Возможности получить преимущество, экспериментируя с квантовыми компьютерами, сегодня многообещающие. Но в ближайшие десятилетия произойдет квантовая революция. Это потому, что потенциал квантов намного перевешивает угрозы и барьеры для принятия.

Первое поколение – время экспериментов и обучения

Как обсуждалось выше, в настоящее время мы находимся в начале квантового путешествия с оборудованием первого поколения.Сегодняшние квантовые компьютеры аналогичны первым дням цифровых вычислений, когда нам требовались большие и сложные машины для базовых вычислений.

Для первого поколения квантовых вычислений есть две большие аппаратные проблемы. Во-первых, это уменьшение шума, вызывающего декогерентность в квантовых системах, ведущую к потере квантовых свойств. Во-вторых, повышение стабильности физических кубитов, которые выполняют основную коррекцию ошибок для логических кубитов, выполняющих квантовые вычисления.

Что касается программного обеспечения, то задача для бизнеса заключается в создании алгоритмов. Квантовые алгоритмы принципиально отличаются от классических вычислительных алгоритмов и требуют совершенно других навыков. Конкуренция за найм тех, кто обладает навыками квантового программирования, будет жесткой.

Второе поколение – все становится туманно

Маловероятно, что второе поколение квантовых компьютеров появится в течение следующего десятилетия. Но когда они это сделают, они также принесут более зрелый «квантовый стек», который предоставит организациям доступ к более удобному и лучше интегрированному опыту.

Комплекты для разработки программного обеспечения и API-интерфейсы облегчат использование решений для квантовых вычислений во всех отраслях. Для многих облачная квантовая функциональность будет иметь больше смысла, чем инвестиции в оборудование, которое, вероятно, останется механически сложным.

Второе поколение также увидит более тесную интеграцию с существующими технологиями для предоставления гибридных квантово-цифровых решений с квантовыми элементами, оптимизированными для решения конкретных классов моделирования и симуляции.

Третье поколение – к зрелости

Квантовые компьютеры третьего поколения, которые появятся примерно в середине 2030-х годов, увидят, как технология продолжит создавать более определенный стек вспомогательных услуг и доступ к облаку. Квантовые программы и алгоритмы также будут совершенствоваться, что сделает квантовые вычисления применимыми к более широкому кругу задач и привлекательными для широкого круга отраслей. Наряду со сложной симуляцией и моделированием предыдущих поколений появятся новые приложения в таких областях, как поиск изображений и машинное обучение.

До сих пор неясно, откроет ли третье поколение квантовые компьютеры общего назначения, обладающие широким набором функций современных цифровых компьютеров. Действительно, до сих пор не принято решение о том, желательна ли квантовая машина общего назначения. Эксперты предполагают, что наилучшие результаты дадут гибридные цифровые квантовые машины, в которых квантовый процессор выполняет определенные функции так же, как сегодня это делают графические, векторные и другие специализированные процессоры.

Также возможно, что усовершенствования цифровых компьютеров могут свести на нет некоторые преимущества квантовых компьютеров, продвигая их дальше в специализированных приложениях.

Будущее квантовых вычислений неопределенно

Как и в случае большинства аспектов будущего, трудно предсказать с высокой степенью уверенности, как именно будет разворачиваться революция квантовых вычислений. Неопределенность больше всего связана с тем, когда технология может достичь «квантового превосходства» — способности квантовых машин решать проблемы, с которыми классические компьютеры практически не справляются.Некоторые считают, что это может быть достигнуто уже в начале 2019 года, в то время как другие считают, что для практических целей до этого может пройти целое десятилетие.

Тем не менее, для некоторых секторов потенциальные возможности, предоставляемые квантовыми вычислениями, значительны. Организациям было бы лучше начать инвестировать в изучение технологии уже сейчас, экспериментируя с существующим квантовым компьютером первого поколения. Те, кто не понимает, как использовать эту технологию сегодня, должны следить за ее развитием, иначе они рискуют упустить эту захватывающую и трансформирующую технологию.

Тревор Пирси: пионер вычислительной техники в Австралии

В конце 1940-х и начале 1950-х годов Австралия была в авангарде компьютерного проектирования и конструирования. Одной из ключевых фигур был британский ученый-экспатриант Тревор Пирси.

Пирси родился в Лондоне в 1919 году и окончил Имперский колледж Лондона в 1940 году с отличием по физике и математике. Он эмигрировал в Австралию в конце 1945 г., чтобы работать в радиофизическом отделе Совета по научным и промышленным исследованиям (CSIR), который в 1949 г. стал сегодняшней Организацией научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO).

В биографии Пирси, опубликованной CSIRO, говорится, что, еще находясь в Лондоне, он прекратил обучение в докторантуре во время Второй мировой войны и присоединился к Исследовательскому центру противовоздушной обороны.

По прибытии в Австралию его поручили работать над радиолокационными системами, но в 1946 году он начал «сформулировать логическое планирование для «Автоматического компьютера».

Планирование, конструкция и работа этого компьютера описаны в книге Дуга Макканна и Питера Торна The Last of the First — CSIRAC: The Australia’s First Computer 2000 года.

«В конце 1940-х годов австралийские ученые приступили к амбициозному проекту по разработке и созданию с нуля программируемого цифрового компьютера», — пишут они. «Они преуспели. Созданный ими компьютер был не только первым компьютером в Австралии, но и одним из самых первых в мире. Это был компьютер CSIR Mk1 (позже переименованный в CSIRAC). Он предоставлял вычислительные услуги на протяжении 1950-х и вплоть до 1960-х годов. Кроме того, он остался нетронутым и теперь считается старейшим из сохранившихся машин, положивших начало цифровой революции.

Пирси видел гигантский компьютер Mark 1, построенный в Соединенных Штатах профессором Гарвардского университета Говардом Айкеном. В выпуске Harvard Gazette за 2011 год говорится, что Mark 1 «был первым программируемым компьютером в США», который «открыл компьютерную эру, представив автоматизированные вычисления как инструмент для решения проблем в естественных, прикладных и социальных науках». .

Создание австралийского компьютера Mk1 велось с 1946 по 1948 год, при этом Мастон Берд отвечал за проектирование, а Пирси занимался логическим проектированием.«Эта машина, CSIR Mk1, была разработана в значительной степени независимо от работ, которые велись в то время в Великобритании и США», — говорится в CSIROpedia.

Он запустил свою первую программу в ноябре 1949 года и «почти наверняка был четвертым электронным компьютером с хранимой программой в мире и первым за пределами Великобритании и США».

В своей книге 2000 года Макканн и Торн говорят, что трудно ранжировать даты начала эксплуатации многих из этих компьютеров первого поколения, «поскольку многое зависит от того, как человек определяет работу.

«Эти первые электронные компьютеры не были обычными техническими средствами, а представляли собой довольно большие и дорогие новаторские исследовательские проекты, больше похожие на изготовленные на заказ лабораторные приборы размером с комнату, чем на современные стандартизированные персональные компьютеры массового производства. Как только основные принципы были продемонстрированы, эти машины постепенно и непрерывно совершенствовались».

Получайте обновления научных статей прямо на свой почтовый ящик.

Макканн и Торн говорят, что работающий CSIRAC (на данном этапе все еще называемый Mk1) был публично продемонстрирован во время первой конференции по автоматическим вычислительным машинам, состоявшейся в Сиднее в августе 1951 года.В течение следующих четырех лет, до середины 1955 года, он использовался в отделе радиофизики, а также предоставлял вычислительные услуги CSIRO, университетам и различным другим исследовательским, проектным и инженерным организациям, а также служил инструментом для разработки методов программирования.

В дополнение к конференции Пирси и один из его коллег-программистов, Джефф Хилл, продемонстрировали способность Mk1 воспроизводить музыку — возможно, это был первый пример компьютерной музыки. Встроенный динамик использовался для оповещения операторов о достижении в программе определенного события, такого как конец программы, или в качестве средства отладки.

В блоге 120 Years of Electronic Music поясняется, что «вывод на динамик представлял собой базовые необработанные данные с шины компьютера и состоял из слышимого щелчка. Чтобы создать более музыкальный тон, несколько щелчков были объединены с использованием короткого цикла инструкций; синхронизация петли, дающая изменение частоты и, следовательно, слышимое изменение высоты тона».

В нем говорится, что музыка, созданная Хиллом и Пирси, предназначалась «как способ тестирования машины, а не как музыкальное упражнение».Первым произведением был «Марш полковника Боги».

Несмотря на послужной список кажущихся успешными операций, 13 апреля 1954 года проект Mk1 «был официально прекращен», говорят Макканн и Торн. «Позже Пирси сетовал на то, что крупный австралийский проект «увял из-за отсутствия внутреннего интереса и поддерживающего воображения».

Энтузиазм по поводу работы с компьютером в CSIRO угас, и, что более важно, «гораздо меньше интереса проявляли к компьютерам, которые рассматривались как необходимая, но второстепенная помощь другим видам деятельности».

«Тревор Пирси не был так настроен. Вероятно, будет правильно сказать, что он остро осознавал перспективы и потенциал вычислительной техники как дисциплины, технологии и отдельной отрасли».

В середине 1955 года Mk1 разобрали в Сиднее, погрузили на грузовик и перевезли на физический факультет Мельбурнского университета, где в июне 1956 года он был повторно введен в эксплуатацию, переименован в CSIRAC, а новая вычислительная лаборатория в университете была официально открыт.

«В то время как другие компьютеры первого поколения по всему миру были отключены и разобраны, — говорят Макканн и Торн, — CSIRAC в Мельбурнском университете начал свою вторую жизнь». Были внесены улучшения, и в течение следующих восьми лет он «функционировал как общедоступная вычислительная служба».

В статье 2020 года, опубликованной Medium.com, говорится, что CSIRAC был выведен из эксплуатации в ноябре 1964 года. Он был подарен музеям Виктории и хранился на складе до 1998 года. «В 2000 году он стал центральным элементом технологической галереи Мельбурнского музея.Он остается старейшим из сохранившихся электронных компьютеров первого поколения, которые все еще существуют в мире, полностью укомплектованными и в своем первоначальном состоянии; к сожалению, несмотря на то, что он восстановлен по внешнему виду, он не работает».

CSIROpedia называет Пирси «провидцем» и цитирует его комментарий в статье Australian Journal of Science за февраль 1948 года как предзнаменование всемирной паутины: «В нематематической области существуют широкие возможности для использования методы в таких вещах, как файловые системы.Не исключено, что когда-нибудь появится автоматическая энциклопедическая служба, работающая через национальную телетайпную или телефонную систему».

Пирси скончался 27 января 1998 года. В том же году в память о нем был основан Фонд Пирси «как великого австралийского пионера ИКТ (информационно-коммуникационных технологий) для популяризации значения сектора ИКТ и его способности вносить позитивный вклад в австралийское экономика».

Atom Computing планирует построить более крупный и лучший высокотехнологичный квантовый компьютер с последним финансированием серии B в размере 60 миллионов долларов

Атомные вычисления

Атомные вычисления

Atom Computing, компания, специализирующаяся на квантовых вычислениях, со штаб-квартирой в Беркли, Калифорния, похоже, набирает обороты для финансирования.

На этой неделе Atom объявила о привлечении раунда финансирования серии B на сумму 60 млн долларов под руководством Third Point Ventures. В раунде также участвовали Prime Movers Lab и инсайдеры Innovation Endeavors, Venrock и Prelude Ventures.

Atom была основана в 2018 году Бенджамином Блумом и Джонатаном Кингом с начальным капиталом в размере 5 миллионов долларов. В течение двух лет дуэт использовал эти средства для тайного создания квантового компьютера с уникальной технологией. Что отличало компьютер Atom от других квантовых машин, так это то, что это был первый квантовый компьютер, в котором использовались кубиты с ядерным спином, созданные из нейтральных атомов, захваченных оптическим путем.

Квантовый компьютер первого поколения «Феникс»

Атомные вычисления

В июле 2021 года компания Atom Computing получила дополнительное финансирование в размере 15 млн долларов США в рамках серии A от инвесторов Venrock, Innovation Endeavors и Prelude Ventures, а также три гранта от Национального научного фонда.

Согласно заявлению Роба Хейса, президента и исполнительного директора Atom Computing, в пресс-релизе Atom, недостатка в инвестиционном интересе не было. «Мы наблюдаем огромный интерес инвесторов к тому, что многие начинают считать более многообещающим способом масштабирования квантовых компьютеров — нейтральным атомам», — сказал он.«Наши технологические достижения и эти инвестиции дают нам взлетно-посадочную полосу, чтобы продолжать уделять внимание созданию наиболее масштабируемых и надежных квантовых компьютеров».

Чем отличается технология

Большинство современных квантовых компьютеров используют два типа кубитов: либо сверхпроводящие (IBM и Google), либо захваченные ионы (Quantinum или IonQ). У Amazon пока нет квантового компьютера, но он планирует создать его с использованием сверхпроводящего оборудования. Напротив, Psi Quantum и Xanadu используют фотоны света, которые действуют как кубиты.

Атомные вычисления решили использовать другую технологию — кубиты с ядерным спином, сделанные из нейтральных атомов. Phoenix, название первого поколения квантовой компьютерной платформы Atom на основе вентилей, использует 100 кубитов с оптической ловушкой.

Эти кубиты созданы из изотопа стронция, встречающегося в природе элемента, считающегося нейтральным атомом. Идя глубже, нейтральные атомы имеют одинаковое количество протонов и электронов. Однако изотопы стронция имеют разное количество нейтронов.Эти различия в нейтронах создают разные уровни энергии в атоме, которые позволяют создавать спиновые кубиты. Atom Computing использует изотоп стронций-87 и использует его уникальные энергетические уровни для создания спиновых кубитов.

Для кубитов важно оставаться в квантовом состоянии достаточно долго, чтобы завершить работу квантовых цепей. Время, в течение которого кубит сохраняет свое квантовое состояние, называется временем когерентности. Нейтральные атомные кубиты имеют более длительное время когерентности, чем большинство других технологий кубитов.

Лазеры вместо проводов используются для точного управления кубитами стронция-87. Лазеры устраняют проводку, которая может создавать излучение и шум, отрицательно влияющие на когерентность.

Существует много других технических причин для использования спиновых кубитов с нейтральным атомом, но они выходят за рамки этой статьи.

Планы второго поколения

Художественный рендеринг квантового процессора второго поколения Atom Computing

Атомные вычисления

Благодаря своему последнему финансированию серии B в размере 60 миллионов долларов, Atom Computing планирует построить более крупный квантовый компьютер второго поколения на нейтральном атоме.Множество дополнительных кубитов увеличат вычислительные возможности системы. В настоящее время Atom Computing, вероятно, проводит нераскрытые испытания клиентов и варианты использования. Однако мы ожидаем, что новые и более важные варианты использования будут публично объявлены после того, как новая квантовая система заработает.

 Патрик Мурхед, президент и главный аналитик Moor Insights and Strategy, сказал: «Когерентность, точность и масштабируемость кубита являются важными факторами для достижения квантового преимущества. Компания Atom Computing уже продемонстрировала, что Phoenix, ее квантовый процессор первого поколения, содержащий более 100 кубитов с ядерным вращением, обладает потенциалом для проверки всех этих параметров.Я полагаю, что с дополнительным финансированием серии B в размере 60 миллионов долларов Atom сможет создать квантовую систему второго поколения с большим кубитом, которая либо выведет ее на край квантового преимущества, либо, возможно, даже достигнет его.

Примечания аналитика:

1. В квантовых вычислениях еще рано выбирать технологию, которая в конечном итоге станет лучшим выбором для создания безошибочных квантовых систем, способных использовать миллионы кубитов для решения проблем, которые изменят мир. Технология, которая в конечном итоге сможет работать на таком уровне, может даже не быть разработана или использоваться сегодня.
2. До масштабирования до миллионов логических кубитов для всех квантовых компьютеров на основе вентилей еще далеко.
3. Существует около трех десятилетий предыдущих исследований для различных приложений с использованием нейтральных атомов. Недавно он стал перспективной технологией для создания крупномасштабных квантовых компьютеров.
4. Все кубиты хрупки и подвержены ошибкам, вызванным взаимодействием с окружающей средой. Исправление ошибок является предметом серьезных исследований почти каждой квантовой компании, включая Atom Computing.Невозможно построить крупномасштабные квантовые компьютеры, пока не будет разработан метод исправления ошибок в масштабе. Я ожидаю, что в 2022 году будет достигнут значительный прогресс.
5. Помимо увеличения количества кубитов и исправления ошибок, Atom также будет работать над кубитами высокой точности.

Примечание. В подготовке этой статьи могли участвовать авторы и редакторы Moor Insights & Strategy.  

 

Moor Insights & Strategy, как и все исследовательские и отраслевые аналитические фирмы, предоставляет или предоставляла платные услуги технологическим компаниям.Эти услуги включают исследования, анализ, консультирование, консалтинг, бенчмаркинг, подбор партнеров или спонсорство выступлений. У компании были или в настоящее время есть платные деловые отношения с 8×8, A10 Networks, Advanced Micro Devices, Amazon, Ambient Scientific, Anuta Networks, Applied Micro, Apstra, Arm, Aruba Networks (теперь HPE), AT&T, AWS, A- 10 стратегий, Bitfusion, Blaize, Box, Broadcom, Calix, Cisco Systems, Clear Software, Cloudera, Clumio, Cognitive Systems, CompuCom, CyberArk, Dell, Dell EMC, Dell Technologies, Diablo Technologies, Dialogue Group, Digital Optics, Dreamium Labs, Echelon, Ericsson, Extreme Networks, Flex, Foxconn, Frame (теперь VMware), Fujitsu, Gen Z Consortium, Glue Networks, GlobalFoundries, Revolve (теперь Google), Google Cloud, Graphcore, Groq, Hiregenics, HP Inc., Hewlett Packard Enterprise, Honeywell, Huawei Technologies, IBM, IonVR, Inseego, Infosys, Infiot, Intel, Interdigital, Jabil Circuit, Konica Minolta, Lattice Semiconductor, Lenovo, Linux Foundation, Luminar, MapBox, Marvell Technology, Mavenir, Marseille Inc, Mayfair Equity, Meraki (Cisco), Mesophere, Microsoft, Mojo Networks, National Instruments, NetApp, Nightwatch, NOKIA (Alcatel-Lucent), Nortek, Novumind, NVIDIA, Nutanix, Nuvia (теперь Qualcomm), ON Semiconductor, ONUG, OpenStack Foundation , Oracle, Panasas, Peraso, Pexip, Pixelworks, Plume Design, Poly (ранее Plantronics), Portworx, Pure Storage, Qualcomm, Rackspace, Rambus, Rayvolt E-Bikes, Red Hat, Residio, Samsung Electronics, SAP, SAS, Scale Computing , Schneider Electric, Silver Peak (теперь Aruba-HPE), SONY Optical Storage, Springpath (теперь Cisco), Spirent, Splunk, Sprint (теперь T-Mobile), Stratus Technologies, Symantec, Synaptics, Syniverse, Synopsys, Tanium, TE Connectivity , TensTorrent, Tobii Technology, T-Mobile, Twitter, Uni ty Technologies, UiPath, Verizon Communications, Vidyo, VMware, Wave Computing, Wellsmith, Xilinx, Zayo, Zebra, Zededa, Zoho и Zscaler.Основатель, генеральный директор и главный аналитик Moor Insights & Strategy Патрик Мурхед является личным инвестором технологических компаний dMY Technology Group Inc. VI и Dreamium Labs.

Новый армейский прицел может предсказывать путь пули

• Армия США выбрала новый компьютеризированный оптический прицел для своей боевой винтовки нового поколения.
• «Оружие отряда нового поколения — управление огнем» будет использоваться в будущих штурмовых винтовках и автоматических винтовках армии.
• Прицел наконец дает баллистический вычислитель, долгое время являвшийся стандартной частью основных боевых танков, в руки американских солдат.

---

Армия США выбрала новый футуристический прицел для своего пехотного оружия нового поколения. Служба заключила контракт на сумму 2,7 миллиарда долларов с базирующейся в Висконсине компанией Vortex Optics. Прицел позволяет солдатам эффективно стрелять на еще более дальних дистанциях, предсказывая путь пули до того, как будет нажат спусковой крючок. Оружие взвода нового поколения — управление огнем (NGSW-FC), как называются прицелы, будет использоваться в новом оружии взвода нового поколения — винтовке (NGSW-R) и оружии взвода нового поколения — автоматической винтовке (NGSW-R). AR), который должен быть выбран в этом году.

В течение сотен лет пехотинцы армии США полагались на «железные прицелы» для наведения на цели на дальнем расстоянии. При правильном использовании прицелы позволяют солдатам точно стрелять на короткие дистанции. На больших дальностях современные прицельные приспособления регулируются вручную, чтобы компенсировать падение пули (из-за силы тяжести) и ветра.

Зеленый берет из 3-й группы спецназа стреляет из карабина M4A1, октябрь 2019 г. Карабин оснащен оптическим прицелом ближнего боя M68.В то время как M68 проецирует красную точку в поле зрения пользователя, проекция не учитывает баллистическую траекторию или поправку на ветер.

Фотография Корпуса морской пехоты США, сделанная капралом. Уильям Чоки

Система работала, но требовала, чтобы солдаты сами определяли расстояние до цели и скорость ветра. Даже недавняя дополнительная оптика, такая как M68 Close Combat Optic и ACOG Rifle Combat Optic, позволяет пользователям компенсировать падение пули, но на самом деле не может сделать это самостоятельно.Знание расстояния до цели и скорости ветра имеет решающее значение, так как 5,56-миллиметровый патрон M855 для армейского карабина M4 попадет почти на 13 дюймов ниже и на восемь дюймов по направлению ветра на расстоянии 300 ярдов, чем на 100 ярдах. В этих условиях выстрел, направленный в объект размером с голову, скорее всего, будет промахом.

В 1970-х годах армии начали оснащать танки баллистическими компьютерами и лазерными дальномерами. В отличие от старых систем, которые позволяли экипажу приблизительно оценивать расстояние до вражеского танка, лазерные дальномеры могли мгновенно определить расстояние до цели.Танки также были оснащены датчиками ветра для определения скорости и направления ветра. Баллистический вычислитель взял данные и известные характеристики боеприпасов танковой пушки и мгновенно определил, куда попадет снаряд. Затем он мог указать наводчику, куда целиться, чтобы поразить цель. Все это обеспечивает очень высокую вероятность попадания с первого выстрела, составляющую 90 процентов или лучше на расстоянии 1,2 мили.

Раньше баллистические компьютеры весили сотни фунтов, но благодаря миниатюризации интегральных схем современный баллистический компьютер теперь может поместиться наверху солдатской винтовки, и это, по сути, то, что сделала Vortex Optics.Vortex, по-видимому, взял военный прицел Razor компании, маломощный регулируемый оптический элемент, и соединил его с баллистическим вычислителем и лазерным дальномером.

NGSW-FC крепится к планке Пикатинни M1913, которая проходит рядом с верхней частью ствольной коробки большинства винтовок НАТО и армии США. Он обеспечивает увеличение от 1x до 8x и то, что Vortex называет «системой управления огнем с активной прицельной сеткой», предоставляя пользователю скорректированную точку прицеливания, которая учитывает падение пули и ветер. Подобно танкам 1970-х, все это, , по словам компании, , «увеличивает вероятность попадания с первого выстрела.

Три конкурирующих конструкции для боевой винтовки нового поколения и автоматической винтовки, а также две конкурирующие конструкции для блока управления огнем ниже. Компания Vortex Optics выиграла конкурс на блок управления огнем.

Армия США

Новая оптика может устанавливаться на существующие карабины M4A1, но в первую очередь она предназначена для NGSW — винтовки (предназначенной для замены существующего карабина M4A1) и NGSW — автоматической винтовки (предназначенной для замены автоматического оружия M249 Squad).Армия заявила, что закупит только около 100 000 новых винтовок и автоматических винтовок, но новый контракт NGSW-FC предусматривает поставку до 250 000 оптики, а это означает, что армия теперь купит больше новых винтовок или модернизирует оптику для М4А1.

Согласно Army Times , контракт на сумму до 2,7 миллиарда долларов также включает «средства управления огнем, вспомогательные аксессуары, поддержку подрядчиков, запасные части, ремонт и инженерные работы». Это большие деньги, но, как ясно показывает нынешняя напряженность в Европе, когда вам нужны сухопутные войска, они действительно нужны , действительно — и помогает, если они могут стрелять дальше и точнее, чем другая сторона.

Кайл Мизоками Писатель по вопросам обороны и безопасности, живет в Сан-Франциско.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

сотрудников — ключ к успеху Net Zero

Когда я запускал WeSpire, одним из первых важных решений, которые я принял, было не включать в продукт калькулятор выбросов углекислого газа.В то время мои рассуждения основывались на нескольких факторах пользовательского опыта. Во-первых, большинство калькуляторов были невероятно длинными и сложными — вам нужно было найти счета за коммунальные услуги и кредитные карты, чтобы ответить на десятки подробных вопросов. Во-вторых, я знал, что люди заботятся не только об углероде, но и об окружающей среде, например, о воде и оздоровлении окружающей среды. Но после множества тестов я понял, что даже если бы я внес невероятное количество серьезных изменений — стал веганом, вообще перестал летать и отказался от своей машины — мой итоговый углеродный след все равно был бы разрушительно высоким.Это полностью деморализовало, и весь смысл WeSpire заключался в том, чтобы вдохновлять на позитивные действия.

Прошло одиннадцать лет, но сейчас мы добавляем в WeSpire калькулятор углерода. Мы прекрасно понимаем, что калькуляторы возникли как маркетинговый инструмент для British Petroleum, которая не сделала многого, чтобы выйти «за рамки нефти». Мы лицензировали данные, но создали свои собственные, чтобы упростить взаимодействие с пользователем и сделать результаты более четкими, включая индивидуальное и коллективное воздействие. Самое главное, мы делаем это, потому что это часть помощи нашим самым дальновидным клиентам, в основном крупным корпорациям, в достижении очень амбициозных климатических целей для Net Zero, включая выбросы Scope 3.

Понимание корпоративных выбросов углерода

Для тех из вас, кто не разбирается в жаргоне устойчивого развития, компании классифицируют свои выбросы по трем категориям. К первой относятся прямые выбросы от операций (Область охвата 1). Во-вторых, выбросы от энергии, используемой в операциях (Область охвата 2). Объем 3 охватывает выбросы, связанные с вашей цепочкой поставок и использованием вашего продукта или услуги. Одним из компонентов Области охвата 3 являются выбросы сотрудников, связанные с деловыми поездками, поездками на работу и удаленной работой. Для многих компаний Scope 3 затмевает другие.И хотя в настоящее время измерять и сообщать об этом необязательно, у вас могут быть большие возможности для бизнеса, когда вы понимаете свои выбросы категории 3. Например, когда Levi’s измерила выбросы Scope 3, они поняли, что их внимание к устойчивому развитию необходимо сместить на то, как выращивается хлопок и как часто потребители стирают свои джинсы. Их генеральный директор вышел на сцену в джинсах, которые не стирал целый год.

Понимание выбросов углерода сотрудниками

Выбросы сотрудников категории 3, как известно, трудно измерить, а для некоторых компаний они не очень существенны.Потом грянула пандемия. Многие рабочие массово перешли на работу из дома. Так же как и потребление энергии, связанное с компьютерами, ванными комнатами, столовыми. Компании сэкономили 9 миллиардов долларов на затратах на электроэнергию, а сотрудники взяли на себя это бремя. Возникли вопросы у компаний, поставивших перед собой цели Net Zero и 100 % использования возобновляемых источников энергии. Как объяснить этот сдвиг? Компенсируется ли сокращение количества поездок на работу увеличением потребления энергии дома? Можем ли мы помочь нашим сотрудникам перейти на возобновляемые источники энергии? Выбросы в офисе относятся к категории 2. Если весь офис сейчас дома, действительно ли удаленная работа относится к категории 3 или она должна перейти в категорию 2? Один из клиентов WeSpire опубликовал подробный анализ своих выводов.

Стало совершенно ясно, что инструменты для измерения и сокращения выбросов категории 3, связанных с работниками, не очень хороши. Большинство компаний используют электронную таблицу или форму. После измерения поощрение действий по сокращению выбросов является естественным следующим шагом, что WeSpire уже сделала. Затем один из наших клиентов спросил, что потребуется, если они захотят полностью компенсировать влияние своих сотрудников. Мы дали им оценку, но предположили, что было бы намного более вдохновляющим, познавательным и увлекательным, если бы сотрудники могли выбрать проект, чтобы сбалансировать свои выбросы.

Почему личные действия действительно важны

Время от времени меня спрашивают, отвлекает ли внимание к личным действиям энергию от того, что «действительно важно», например, от привлечения крупных организаций, интенсивно использующих ископаемое топливо, к обезуглероживанию или от пропаганды глобального регулирования климата. Мой ответ: все взаимосвязано. Компании должны взять на себя ответственность за резкое сокращение выбросов. Но компании состоят из людей. Люди, которые принимают решения каждый день. Люди, которые используют продукты, которые производят компании.Люди, которые голосуют. Помогая людям понять климат и принять меры лично, вы словно даете им новые очки, чтобы они могли видеть свой мир сквозь них. Они будут посылать сигналы спроса, которые побуждают компании к изменениям. Они будут создавать устойчивые инновации внутри компании. Они будут голосовать или инвестировать с учетом климата. Личные действия по борьбе с изменением климата никогда не должны быть единственной инициативой, но ваш путь к устойчивому развитию будет значительно более преобразующим, если вы возьмете с собой своих людей.

Цитата недели : «Никогда не сомневайтесь в том, что небольшая группа вдумчивых, преданных своему делу граждан может изменить мир; на самом деле, это единственное, что когда-либо было.

Маргарет Мид

---

Будущее исследований человеческого поведения

1. 1.

   Бахданау, Д., Чо, К. и Бенжио, Ю. Нейронный машинный перевод путем совместного обучения выравниванию и переводу. Препринт на https://arxiv.org/abs/1409.0473 (2014 г.).

2. 2.

   Jumper, J. et al. Природа 596 , 583–589 (2021).

   КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

3. 3.

   Дворк, К., Хардт, М., Питасси, Т., Рейнгольд, О. и Земель, Р. Справедливость через осознание. В проц. 3-я конференция «Инновации в теоретической информатике» , 214–226 (Ассоциация вычислительной техники, 2012 г.).

4. 4.

   Чулдехова, А. и Рот, А. Комм. ACM 63 , 82–89 (2020).

   Google Scholar

5. 5.

   Hara, K. et al. Анализ доходов работников на Amazon Mechanical Turk на основе данных.В проц. Конф. ОМС 2018 г. о человеческом факторе в вычислительных системах , 1–14 (Ассоциация вычислительной техники, 2018 г.).

6. 6.

   Струбелл, Э., Ганеш, А. и МакКаллум, А. Энергия и соображения политики для глубокого обучения в НЛП. Препринт на https://arxiv.org/abs/1906.02243 (2019).

7. 7.

   Ривал, Л. Антропол. Сегодня 37 , 9–12 (2021).

   Google Scholar

8. 8.

   Кэри, Дж. В. Коммуникация как культура: очерки СМИ и общества (Анвин Хайман, 1985).

9. 9.

   Уильямс, Р. Телевидение: технология и культура, форма (Фонтана, 1974).

10. 10.

    Helmond, A. Soc. СМИ Soc . 1 , https://doi.org/10.1177/2056305115603080 (2015).

11. 11.

    Рамбуккана Н. (ред.). Публикации хэштегов: сила и политика дискурсивных сетей (Питер Лэнг, 2015).

12. 12.

    Burrell, J. Big Data Soc. 3 , 1–12 (2016).

    Google Scholar

13. 13.

    Брунс, А. и др. Facebook закрывает ворота после того, как лошадь убежала, и в процессе наносит ущерб реальным исследованиям. Обзор политики в отношении Интернета , https://go.nature.com/3IP2xYr (25 апреля 2018 г.).

14. 14.

    Статья 19. ЕС: запретить платформам подавлять исследования, представляющие общественный интерес. статья.19.org , https://go.nature.com/3DTWgXT (13 сентября 2021 г.).

15. 15.

    Burgess, J. et al. Критическое моделирование как гибридный цифровой метод изучения операций с данными и местных культур визуальных платформ социальных сетей. Препринт на https://doi.org/10.31235/osf.io/2cwsu (2021 г.).

16. 16.

    Ридер, Б. и Хофманн, Дж. Обзор политики в отношении Интернета 9 , 1–28 (2020).

    Google Scholar

17. 17.

    Восуги С., Рой Д. и Арал С. Science 359 , 1146–1151 (2018).

    КАС пабмед Google Scholar

18. 18.

    Хусейн, Э., Джунжа, П. и Митра, Т. Измерение дезинформации на платформах поиска видео: аудиторское исследование на YouTube. В проц. ACM по взаимодействию человека и компьютера 4 (CSCW1) (ред. Лампе С. и др.) 1–27 (Ассоциация вычислительной техники, 2020 г.).

19. 19.

    Lazer, D.M.J. et al. Наука 369 , 1060–1062 (2020).

    КАС пабмед Google Scholar

20. 20.

    Wagner, C. et al. Природа 595 , 197–204 (2021).

    КАС пабмед Google Scholar

21. 21.

    Коссе Ф., Декерс Т., Пингер П., Шильдберг-Хёриш Х. и Фальк А. J. Polit. Экон. 128 , 434–467 (2020).

    Google Scholar

22. 22.

    Каппелен, А., Лист, Дж., Самек, А. и Тунгодден, Б. J. Polit. Экон. 128 , 2739–2758 (2020).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

23. 23.

    Алан С., Бонева Т. и Эртак С. К. J. Econ. 134 , 1121–1162 (2019).

    Google Scholar

24. 24.

    Almås, I., Cappelen, A. & Tungodden, B. J. Polit. Экон. 128 , 1753–1788 (2020).

    Google Scholar

25. 25.

    Müller, D. & Renes, S. Soc. Choice Welfare 56 , 679–711 (2021).

    Google Scholar

26. 26.

    Falk, A. et al. QJ Econ. 133 , 1645–1692 (2018).

    Google Scholar

27. 27.

    Алмос, И., Каппелен, А., Соренсен, Э. Ø. и Тангодден, Б. Глобальные доказательства гипотезы эгоистичного богатого неравенства. Проц. Натл акад. науч. США (в печати).

28. 28.

    Хенрих Дж., Рут Х. и Хенрих Дж. Самые СТРАННЫЕ люди в мире: как Запад стал психологически своеобразным и особенно благополучным (Фаррар, Штраус и Жиру, 2020).

29. 29.

    Gelfand, M.J. et al. Планета Ланцет. Health 5 , e135–e144 (2021 г.).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

30. 30.

    Лу, Дж. Г., Джин, П. и Инглиш, А. С. Proc. Натл акад. науч. США 118 , e2021793118 (2021).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

31. 31.

    Хонг, Ю.Ю., Моррис, М.В., Чиу, С.Ю. и Бенет-Мартинес, В. Ам. Психол. 55 , 709–720 (2000).

    КАС пабмед Google Scholar

32. 32.

    Чан, Х.-В. и другие. полит. Психол. 42 , 767–793 (2021).

    Google Scholar

33. 33.

    Gollwitzer, A. et al. Нац. Гум. Поведение 4 , 1186–1197 (2020).

    ПабМед Google Scholar

34. 34.

    де Солла Прайс, Д. Маленькая наука, Большая наука (Columbia Univ. Press, 1963).

35. 35.

    Mauss, M. 1925. in Sociologie et Anthropologie (Réédition 1978) 143–275 (Presses Universitaires de France).

36. 36.

    Дарвин, К. Происхождение человека и отбор в отношении пола (Пингвин, 2004 г.) (перепечатка 2-го изд., 1879 г.).

37. 37.

    Месуди, А. Proc. Натл акад. науч. США 114 , 7853–7860 (2017).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

38. 38.

    Кавалли-Сфорца, Л. и Фельдман, М. В. Теор. Народ. биол. 4 , 42–55 (1973).

    КАС пабмед Google Scholar

39. 39.

    Cavalli-Sforza, L.L. & Feldman, M.W. Am. Дж. Хам. Жене. 25 , 618–637 (1973).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

40. 40.

    Кавалли-Сфорца, Л. Л. и Фельдман, М.W. Культурная передача и эволюция (Princeton Univ. Press, 1981).

41. 41.

    Richerson, P.J. & Boyd, R. J. Social Biological Syst. 1 , 127–154 (1978).

    Google Scholar

42. 42.

    Бойд Р. и Ричерсон П. Дж. Культура и эволюционный процесс (Chicago Univ. Press, 1985).

43. 43.

    Shennan, S. J. Camb. Археол. J. 11 , 5–16 (2001).

    Google Scholar

44. 44.

    Стримлинг П., Шёстранд Дж., Энквист М. и Эрикссон К. Теор. Народ. биол. 76 , 77–83 (2009).

    ПабМед Google Scholar

45. 45.

    Аоки К., Леманн Л. и Фельдман М. В. Теор. Народ. биол. 79 , 192–202 (2011).

    ПабМед Google Scholar

46. 46.

    Кандлер, А. и Лаланд, К. Н. Теор. Народ. биол. 76 , 59–67 (2009).

    ПабМед Google Scholar

47. 47.

    Laland, K. N. & O’Brien, M. J. Biol. Теория 6 , 191–202 (2011).

    Google Scholar

48. 48.

    Ричерсон, П.Дж. и Бойд, Р. Не только генами: как культура изменила эволюцию человека (Унив.Чикаго Пресс, 2005).

49. 49.

    Кэндлер, А. и Пауэлл, А. Фил. Транс. Р. Соц. Лонд. В 373 , 20170056 (2018).

    Google Scholar

50. 50.

    Кэндлер, А., Уайлдер, Б. и Фортунато, Л. Р. Soc. Открытая наука. 4 , 170949 (2017).

    Google Scholar

51. 51.

    McElreath, R. et al. Фил. Транс.Р. Соц. Лонд. B 363 , 3515–3528 (2008).

    Google Scholar

52. 52.

    Turkheimer, E. Curr. Реж. Психол. науч. 9 , 160–164 (2000).

    Google Scholar

53. 53.

    Polderman, T.J.C.C. et al. Жен. 47 , 702–709 (2015).

    КАС Google Scholar

54. 54.

    Visscher, P.M. et al. утра. Дж. Хам. Жене. 101 , 5–22 (2017).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

55. 55.

    Karlsson Linnér, R. et al. Нац. Жене. 51 , 245–257 (2019).

    ПабМед Google Scholar

56. 56.

    Lee, J.J. et al. Нац. Жене. 50 , 1112–1121 (2018).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

57. 57.

    Liu, M. et al. Нац. Жене. 51 , 237–244 (2019).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

58. 58.

    Wray, N. R., Goddard, M. E. & Visscher, P. M. Genome Res. 17 , 1520–1528 (2007).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

59. 59.

    Международный консорциум по шизофрении. Природа 460 , 748–752 (2009).

    Google Scholar

60. 60.

    Becker, J. et al. Нац. Гум. Поведение . (2021).

61. 61.

    Belsky, D.W. et al. Психология. науч. 27 , 957–972 (2016).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

62. 62.

    Янг, А.I., Benonisdottir, S., Przeworski, M. & Kong, A. Science 365 , 1396–1400 (2019).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

63. 63.

    Barcellos, S.H., Carvalho, L.S. & Turley, P. Proc. Натл акад. науч. США 115 , E9765–E9772 (2018).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

64. 64.

    Papageorge, N.W. & Thom, K. J. Eur. Экон. доц. 18 , 1351–1399 (2020).

    ПабМед Google Scholar

65. 65.

    DiPrete, T.A., Burik, C.A.P. & Koellinger, P.D. Proc. Натл акад. науч. США 115 , E4970–E4979 (2018).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

66. 66.

    Ритвельд, К.А. и др. Наука 340 , 1467–1471 (2013).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

67. 67.

    Конг А., Бенонисдоттир С. и Янг А. И. Семейный анализ с менделевскими вменениями. Препринт на https://doi.org/10.1101/2020.07.02.185181 (2020).

68. 68.

    Howe, L.J. et al. Внутрипартийные GWAS улучшают оценки прямых генетических эффектов. Препринт на https://doi.org/10.1101/2021.03.05.433935 (2021).

69. 69.

    Martin, A.R. et al. Нац. Жене. 51 , 584–591 (2019).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

70. 70.

    Совет Наффилда по биоэтике. Генетика и поведение человека: этический контекст (Совет Наффилда по биоэтике, 2002 г.).

71. 71.

    Redcay, E. & Schilbach, L. Nat. Преподобный Нейроски. 20 , 495–505 (2019).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

72. 72.

    Roeckner, A.R., Oliver, K.I., Lebois, L.A.M., van Rooij, S.J.H. & Stevens, J.S. Transl. Психиатрия 11 , 508 (2021).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

73. 73.

    Севги М., Диаконеску А.О., Хенко Л., Tittgemeyer, M. & Schilbach, L. Biol. Психиатрия 87 , 185–193 (2020).

    ПабМед Google Scholar

74. 74.

    Wittmann, M.K. et al. Нейрон 91 , 482–493 (2016).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

75. 75.

    Gao, M. et al. Нейроизображение 223 , 117290 (2020).

    ПабМед Google Scholar

76. 76.

    Lee, K.M., Ferreira-Santos, F. & Satpute, A.B. Neurosci. Биоповедение. Ред. 131 , 211–228 (2021).

    ПабМед Google Scholar

77. 77.

    Олесен, Дж., Густавссон, А., Свенссон, М., Виттхен, Х.У. и Йонссон, Б. Eur. Дж. Нейрол. 19 , 155–162 (2012).

    КАС пабмед Google Scholar

78. 78.

    Корбетта М., Сигель Дж. С. и Шульман Г. Л. Cortex 107 , 229–237 (2018).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

79. 79.

    Гриффис, Дж. К., Меткалф, Н. В., Корбетта, М. и Шульман, Г. Л. Cell Rep. 28 , 2527–2540 (2019).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

80. 80.

    Деко, Г.и другие. J. Neurosci. 33 , 11239–11252 (2013).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

81. 81.

    Patel, V. et al. Ланцет 392 , 1553–1598 (2018).

    ПабМед Google Scholar

82. 82.

    Correll, C.U. et al. JAMA Psychiatry 75 , 555–565 (2018).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

83. 83.

    Petersen, L. et al. Бр. Мед. J. 331 , 602 (2005).

    Google Scholar

84. 84.

    Hastrup, L.H. et al. Бр. Журнал психиатрии 202 , 35–41 (2013).

    ПабМед Google Scholar

85. 85.

    Secher, R.G. et al. Шизофр. Бык. 41 , 617–626 (2015).

    ПабМед Google Scholar

86. 86.

    Альберт, Н. и др. Бр. Мед. J. 356 , i6681 (2017).

    Google Scholar

87. 87.

    Левитт, Т. Харв. Автобус. 38 , 45–56 (1960).

    Google Scholar

88. 88.

    Davey Smith, G. & Ebrahim, S. Int. Дж. Эпидемиол. 32 , 1–22 (2003).

    Google Scholar

89. 89.

    Callaway, E. «Рандомисты», использовавшие контролируемые испытания для борьбы с бедностью, получили Нобелевскую премию по экономике. Природа, https://www.nature.com/articles/d41586-019-03125-y (14 октября 2019 г.).

90. 90.

    Topol, EJ Cell 157 , 241–253 (2014).