ВНИМАНИЕ. Интегральная схема представляет собой электрическую цепь определенного функционального назначения, которая с помощью специальной технологии размещается на

Интегральная схема представляет собой электрическую цепь определенного функционального назначения, которая с помощью специальной технологии размещается на очень маленькой кремниевой (или какой-либо другой подходящей по свойствам) пластинке — «основе».

Площадь такой схемы — порядка одного квадратного сантиметра, но по своим функциональным возможностям интегральная схема эквивалентна сотням и тысячам транзисторных элементов. Из-за очень маленьких размеров и толщины интегральную схему иногда называют микросхемой, а также чипом (chip — тонкий кусочек). Переход от транзисторов к интегральным схемам вызвал соответствующие изменения в стоимости, размерах, надежности, скорости и емкости машин.

Кроме перехода на новую элементную базу важно отметить также, что машины начали выпускаться семействами. Машины, входящие в семейство, имеют одинаковую логическую структуру, одни и те же способы работы с информацией, но различные параметры стоимости, скорости и объема хранимых данных. Это позволяет осуществлять широкий обмен программами и данными между разными пользователями без внесения в программы существенных изменений. Машины третьего поколения появились в середине шестидесятых годов. Это были машины семейства IBM/360. Популярность этих машин оказалась настолько велика, что во всем мире их стали копировать или выпускать похожие по функциональным возможностям и совпадающие по способам кодирования и обработки информации. Причем программы, подготовленные для выполнения на машинах IBM, с успехом выполнялись на их аналогах, так же как и программы, написанные для выполнения на аналогах, могли быть выполнены на машинах IBM. Такие модели машин принято называть программно-совместимыми. В нашей стране такой программно-совместимой с семейством IBM/360 была серия машин ЕС ЭВМ, в которую входило около двух десятков различных по мощности моделей.

Начиная с третьего поколения, вычислительные машины становятся повсеместно доступными и широко используются для решения самых различных задач. Характерным для этого времени является коллективное использование машин, так как они все еще достаточно дороги, занимают большие залы и требуют сложного и дорогостоящего обслуживания. Правда, доступ к возможностям машины уже организуется и с индивидуально используемых устройств — терминалов (terminal -конечный пункт), которые находятся на некотором удалении от основного оборудования машины, иногда даже на рабочих местах пользователей. В состав терминала, как правило, входят клавиатура, используемая для набора данных и выполнения простейших операций по управлению работой компьютера, и дисплей, служащий для отображения текущей ситуации и полученных результатов вычислений. Носителями первичной информации все еще являются перфокарты и перфоленты, хотя уже значительный объем информации сосредоточивается на магнитных носителях — дисках и лентах. Скорость обработки информации у машин третьего поколения достигла нескольких миллионов операций в секунду.

В первой половине семидесятых годов происходит переход от обычных интегральных схем к схемам с большей плотностью монтажа — большим интегральным схемам (БИС). Если обычные интегральные схемы эквивалентны тысячам транзисторных элементов, то большие интегральные схемы заменяют уже десятки тысяч. На фоне этого перехода произошло разделение до этой поры в общем-то единого потока развития средств вычислительной техники на две ветви. Одна ветвь продолжала старую тенденцию развития машин по линии наращивания мощности и надежности, а также по линии коллективного использования вычислительных мощностей. Считается, что машины этого направления образуют четвертое поколение ЭВМ. Среди них следует упомянуть семейство машин IBM/370, а также модель IBM 196, скорость которой достигла скорости 15 миллионов операций в секунду. Отечественными представителями машин четвертого поколения являются машины семейства «Эльбрус». Отличительная черта четвертого поколения — наличие в одной машине нескольких (обычно 2-6, иногда до нескольких сотен и даже тысяч) центральных, главных устройств обработки информации — процессоров (от слова process — обработка), которые могут дублировать друг друга или независимым образом выполнять вычисления. Такая структура позволяет резко повысить надежность машин и скорость вычислений. Другая важная особенность — появление мощных средств, обеспечивающих работу компьютерных сетей. Это позволило впоследствии создавать и развивать на их основе глобальные, всемирные компьютерные сети.

Вторая ветвь развития средств вычислительной техники оказалась направленной на миниатюризацию и персонализацию средств обработки данных. Своим рождением это направление обязано появлению в 1971 году первого микропроцессора Intel 4004 (от названия фирмы производителя INTegratet ELectronics — объединенная электроника). Микропроцессором считается процессор, реализованный на одной или нескольких интегральных схемах, без потери функциональных свойств обычных процессоров. Для микропроцессоров введена отдельная классификация, по которой Intel 4004 относится к первому поколению микропроцессоров. Основные этапы развития микропроцессорной техники рассматриваются ниже.

Последним на сегодняшний день считается пятое поколение компьютеров. О проекте создания машин этого поколения, рассчитанном на десять лет, объявили в начале восьмидесятых годов японские разработчики. За ними в эту стратегическую гонку втянулись ученые США, СССР и ряда стран Западной Европы. Было заявлено, что к началу 90-х годов будет создано принципиально иное по стилю обработки информации и взаимодействия с пользователем поколение машин. Если ранее человек тщательно и подробно формулировал машине последовательность действий по обработке информации, то теперь машина по поставленной перед ней цели должна самостоятельно составить план действий и выполнить их. Такой способ решения задач принято называть логическим программированием. Кроме того, планировалось ввести общение с машиной на уровне естественного языка. Однако решить полностью весь комплекс задач проекта не удалось и до сих пор. Хотя имеются впечатляющие достижения по каждому из направлений проекта, возникли определенные финансовые и технические трудности. Кроме того, усилия значительной части разработчиков были переключены на микропроцессорную технику и развитие сетевых технологий.

Классификация по применениям включает следующие группы: микропроцессоры, микроЭВМ, мини-ЭВМ, универсальные машины и суперЭВМ. Микропроцессоры представляют собой программируемые интегральные схемы, встраиваемые в какое-либо отдельное устройство, механизм (автомобиль, металлорежущий станок, крылатую ракету) с целью автоматизации управления или оптимизации работы механизма. Гораздо более выгодно встраивать в различные устройства и механизмы по-разному запрограммированные, но однотипные микропроцессоры, чем для каждого из них заново разрабатывать уникальные устройства управления.

Если к микропроцессору подключить необходимые для компьютера устройства, то получится микроЭВМ, или микрокомпьютер. Оба эти названия постепенно вытесняются более популярными: персональный компьютер и персональная ЭВМ.