Читать книгу Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар - Коллектив авторов - Страница 3

Компьютерлік жүйелер – бұл деректерді жинауда, сақтауда, өңдеуде және жіберуде пайдаланылатын программалық және аппараттық қамтамасыздандырудан тұратын әртүрлі компоненттер жиынтығы.

Компьютерлік жүйелердің қарапайымынан бастап заманауи компьютерлерге дейінгі тарихына шолу жасайық.

Адамзат әрдайым өз еңбегін жеңілдеткісі келген, ол ақыл-ой еңбегіне де қатысты. Оның тарихы біздің дәуірімізге дейінгіIII ғасырда басталған, ол кезде Азияда Абак деп аталатын есептеуге арналған, жіпке байланған сүйектер пайдаланылды. 1630 жылдары Нэпер логарифмдеу ережелері негізінде Логарифмдік сызғыш пайда болды және ол сызғыштар 1970 жылдарға дейін пайдаланылып келді. Логарифмдік сызғыш цилиндр форматында да және спираль форматында да болды. 1592-1635 жылдары Вильям Шиккард қосу амалын орындайтын алғашқы машина ойлап табады. Ал 1623-1662 жылдары Блез Паскаль азайту амалын да орындай алатын, көптісті дөңгелектер жиынынан тұратын машина ойлап табады. Бұл істі әрі қарай Готфрид Лейбниц жалғастырып, арифметикалық амалдар орындайтын механикалық калькулятор жасайды. XIX ғасырдың 1801 жылдары қазірге дейін пайдаланылатын, алғашқы өнеркәсіптік компьютер деп аталатын Жакарданың Ткац станогы пайда болды, онда алғаш рет металл карта түрінде программа сақталатын болды. 1822 жылы Чарльз Бэббидж өте үлкен калькулятор «Айырымдық машина» ойлап табады. Ол 1833 жылы «Аналитикалық машина» ұсынады. Бұл машина үтірден кейін алты санға дейінгі дәлдікпен сақтай алатын және енгізу үшін металл перфокарталарды пайдаланатын есептеуіш «мельница» деп аталды. 1886 жылы Дорр Фелт Арифмометрлерді ойлап тапты. 1930 жылдары Ванневар Буш dz = уdx дифференциалды теңдеулерді шешуге арналған Дифференциалды шешушілерді ойлап тапты, кейіннен оның электрмен нұсқасы пайда болды. 1936 жылдары Релейлі компьютерлер пайда бола бастады, Конрад Цузе Механикалық калькулятор Z1 ойлап тапты, ол басқару жүйесі мен жадыдан тұратын болды. 1939 жылдары Атанасов-Берри ақпараттарды сақтау үшін электронды лампаларды пайдаланатын бірінші электрлі сандық компьютерді ұсынды, оны екілік жүйелі бірінші компьютер деп атады.

Компьютерлік жүйелер шартты түрде компоненттер құрамына қарай және шығу уақытына қарай буындарға бөлінеді.

Бірінші буын (1941-1954). Бірінші буын компьютерлері ауа және реледен тұрмайтын электронды лампаларды пайдаланды. Ол компьютерлердің көлемі өте үлкен болғандықтан, толығымен бір бөлмені алып тұратын болды. 1945 жылдары Гарвард университетінің ғалымдары, Грейс Хоппер жетекшілігімен, Mаrk II Аikеn Rеlау Саlсulаtоr есептеу машинасын (ЕМ) тестілеуден өткізіп, электромеханикалық реле арасында машинаның білігін қозғалтатын иінтірек тапты, оны компьютердің «dеbugging» деп атады, осылайша Бірінші Баг 1945 жылдары шығып, оған реле ауыстырғыштарын пайдаланды, бұл компьютер бөлігінің бірі. Бірінші толық электронды-сандық компьютер Пенсильвания (АҚШ) Университетінде шықты, UNIVАС – 1951 деп аталып, 30 тонна салмағы, 18000 электронды лампасы бар және орта есеппен құны $487,000 болды. Ондай машиналардың жылдамдығы өте төмен болды, мәселен секундына тек 5000 операция орындады.

Екінші буын (1955-1965 ж.). Екінші буын компьютерлері транзисторларды пайдаланды. Ол компьютерлер көлеміне қарай жарты бөлмені алатын болды. 1948 жылдары кремний пайдаланыла бастады және оның оn-оff ауыстырып-қосқышы болды, бірінші транзистор пайда болды. Транзистор – үш шығысы бар жартылайөткізгішті элемент, олардың ішіндегі коллекторға күшті ток беріледі, ал басқасына, базаға, әлсіз басқарушы ток беріледі. Басқарушы токтың белгілі бір күшінде клапан «ашылады» және коллектордағы ток эмиттерге өтеді, транзистордың үшінші шығысы. Екінші буын компьютерлерінің жылдамдығы арта түсті.

Үшінші буын (1965-1980 ж.). Үшінші буын компьютерлері Интегралды сұлбаларды (чиптерді) пайдалана бастады. Бұл компьютерлердің көлемі бірнеше үстелді алатын болды. Интегралды сұлбалар – бұл кремнийлі «чипте» біртұтас жартылайөткізгішті қолдауымен бұртұтас технологиялық циклде жасалған транзисторлар, резисторлар және конденсаторлар. Операциялық жүйелер (ОЖ) пайда бола бастады. 1971 жылы бірінші микропроцессор Intеl 4004 пайда болды. Ол 4-битті, 108Khz, 2250 транзистордан тұрды, «Микрочипі» болды. Өлшемдер кішірейіп, қолайлы бола бастады.

Төртінші буын (1980-1990 ж.). Төртінші буын компьютерлері микропроцессорларды және Үлкен интегралды сұлбаларды пайдаланады. Үлкен интегралды сұлбалар – бұл бір корпус ішінде жүздеген мың, миллион элементтерді біріктіретін микросұлбалар. Бұл буынға дербес компьютерлерді жатқызуға болады. Олар 1976 жылдары Аррlе фирмасынан шыққан Аррlе II және 1983 жылдары IBM корпорациясынан шыққан IBM РС компьютерлері. Енді компьютер тек «есептеп» қана қоймай, әртүрлі ақпарат түрлерімен жұмыс жасауға арналған әмбебап машинаға айналды. Компьютерлердің әмбебаптылығы, бағасының қолжетімділігі, тиімділігі компьютерлерді бір желіге біріктіру мүмкіндігіне әкелді, ол бүтіндей компьютерлік жүйелерді құрады.

Бесінші буын (1990-2000 ж.). Қазіргі уақытта суперкомпьютерлер үстемдік жасауда – олар жоғары жылдамдықпен деректерді өңдейтін, ауқымды желілік серверлер болып табылатын қуатты компьютерлер, көппроцессорлы жүйелер. Дербес компьютер-лердің әр түрі: үстелдік, жылжымалы, қалталық, әртүрлі техникалық жүйелерде басқару жүйесі ретінде пайдаланылатын микропроцессорлы контроллерлер пайда болды. Бесінші буын компьютерлері өту, жасанды интеллектіні (ЖИ) жасауға бағытталған, жаңа архитектураға өтуді жоспарлады. Бесінші буын компьютерлерінің архитектурасы екі негізгі блоктан тұрады деп есептелінді. Олардың бірі – «интеллектуалды интерфейс» деп аталатын пайдаланушымен байланыс жасайтын блок, компьютер. Интерфейстің міндеті – табиғи тілде жазылған мәтінді немесе сөзді түсіну және осындай түрде берілген есептің шартын жұмыс жасайтын программаға айналдыру. Қазіргі таңда «бесінші буын» термині анықталмаған болып табылады және көптеген мағынада қолданылады, мысалы бұлтты есептеу жүйесін (ЕЖ) сипаттағанда. Есептеу техникасының (ЕТ) жаңа технологиялық мүмкіндіктері есептерді шешу ауқымын кеңейтіп, ЖИ-дің есептеріне көшуі керек. ЖИ-ді жасау үшін қажетті құраушының бірі, ол ғылым мен техниканың әртүрлі бағытындағы білім қоры. Деректер қорын (ДҚ) жасап, оны пайдалану үшін жоғары жылдамдықты ЕЖ және үлкен көлемді жады керек. Әмбебап компьютерлер жоғары жылдамдықты есептеулер жүргізе алады, бірақ магниттік дискіде сақталған үлкен жазбадан тұратын салыстыру және сұрыптау амалдарын жоғары жылдамдықпен жүргізе алмайды. Программаны жасауға, толтыруға, ДҚ-на өзгертулер енгізіп жұмыс жасауға арналған, басқа программалау тілдерімен салыстырғанда үлкен мүмкіндіктерге ие арнайы объектілі бағытталған және логикалық программалау тілдері пайда болды.

Алтыншы және одан арғы буындар. Электронды және жаппай параллельденген оптоэлектронды компьютерлер, нейронды құрылыммен, үлкен санды үлестірілген желідегі микропроцессорлар, нейронды биологиялық жүйелерді модельдеу архитектурасы қарқынды дамитын буын болмақ деп жобалануда.