ИНФОРМАТИКА Лекция 2

Еволюция на компютърните системи – поколения компютри

2

Поколения компютри

    Първо поколение (1947-1958) Второ поколение (1959 – 1963) Трето поколение (1964 – 1970) Четвърто поколение - от 1971 г. до наши дни 18 октомври 2011 М. Желева

3

Първо поколение компютри 1947 – 1958 (1)

     Използвани технически носители на информация – перфоленти и перфокарти Оперативната памет - радиолампи Изпълняват само една програма в даден момент от време Отделяне на голямо количество топлина – необходимост от охлаждащи системи Големи размери 18 октомври 2011 М. Желева

Първо поколение компютри (2)

4

  Езици за програмиране позволяващи представяне на данни и команди чрез мнемонични кодове и имена вместо адреси

Език за програмиране

компютър.

е изкуствен език, предназначен за изразяване на изчисления, които могат да се извършат от машина, по-специално от 18 октомври 2011 М. Желева

Първо поколение компютри (3)

5

   Съотношението между асемблерски и машинни команди е 1:1 Програмите на асемблер се превеждат на машинен език от специални програми – транслатори Програмистът директно контактува със системата без посредничеството на други (междинни) програми 18 октомври 2011 М. Желева

6

Второ поколение компютри 1959 – 1963 (1)

    Използват се транзистори вместо радиолампи Алгоритмични езици (езици за програмиране от високо ниво, машинно независими езици) Съотношението команда – машинна инструкция е едно към много Производителността се повишава приблизително 30 пъти 18 октомври 2011 М. Желева

Второ поколение компютри (2)

7

  Програмите на алгоритмичен език наподобяват текст на естествен език, но при написването им се ползва ограничен набор от речеви конструкции с ясно и точно дефиниран синтаксис Програма=Алгоритъм+Структури от данни Най-разпространени алгоритмични езици – Фортран, Алгол-60, Кобол, ПЛ-1, Бейсик, Паскал, Си, Ада 18 октомври 2011 М. Желева

8

Второ поколение компютри (3)

  Транслатор – програма, която превежда програма, написана на алгоритмичен език, в еквивалентна на нея програма на машинен език Транслаторите биват: – – Интерпретатори Компилатори 18 октомври 2011 М. Желева

Второ поколение компютри (4)

9

  Интерпретаторите: – – – – Проверяват синтаксиса на поредната команда Превеждат командата на машинен език Изпълняват командата Преминават към следваща команда Недостатък на метода – при откриване на грешка в дадена команда спира изпълнението на цялата програма 18 октомври 2011 М. Желева

Второ поколение компютри (5)

10

   Компилаторът (от compile - съчетавам, съставям) е компютърна програма, която превежда (компилира) даден компютърен изходен код в семантично отговарящ код на език от по-ниско ниво. Функции на компилаторите: – Проверяват синтаксиса на цялата програма – – Превеждат в програма на машинен език, ако няма открити грешки Изпълняват програмата По-голяма гъвкавост в процеса на създаване на програми и тестването им 18 октомври 2011 М. Желева

11

Трето поколение компютри 1964 – 1970 (1)

    Появяват се интегралните схеми Отделните схеми са капсулирани в чипове – съществено намаляване на размерите и се появяват т.нар. миникомпютри Появяват се магнитните дискове Управлението на хардуера се осъществява от потребителя индиректно – посредством програмни средства с общо предназначение 18 октомври 2011 М. Желева

12

Трето поколение компютри (2)

   ОС се намира на магнитен диск с изключение на една нейна част, наречена резидентна част Резидентната част се намира в RAM частта на паметта за първично съхранение на КС, т. нар. ОП Съвместната работа на ОС и потребителските програми налага разработването на т. нар. механизъм за управление на прекъсванията 18 октомври 2011 М. Желева

13

Трето поколение компютри (4)

   Появяват се ОС, които работят в мултипрограмен режим Програмистите работят, контактувайки със системата индиректно Достъпът до ресурсите се осъществява посредством терминали 18 октомври 2011 М. Желева

Трето поколение компютри (5)

14

   Механизмът за управление на прекъсванията се разширява с възможност за обработка на прекъсвания по часовников механизъм Отделните потребители се включват към системата последователно, но през много кратки времеви интервали Поява на идеята за компютърните мрежи 18 октомври 2011 М. Желева

15

Трето поколение компютри (6)

 При реализацията на системите, работещи в мултипрограмен режим се налага поддръжката на процеси като: – – – Синхронизация на паралелни процеси Виртуална памет Обработка на входно-изходни прекъсвания, независещи от конкретни устройства 18 октомври 2011 М. Желева

16

Четвърто поколение компютри след 1970 г. (1)

    Появяват се схеми със свръхвисока степен на интеграция Миниатюризация на КС – 1 чип побира няколко хиляди схеми През 1971г. се появяват микропроцесорите През 1975 г. на пазара се появяват първите микрокомпютри 18 октомври 2011 М. Желева

17

Четвърто поколение компютри (2)

   Използването на езиците от трето ниво се оказва неудобно за масовите потребители Всяка промяна на дадено приложение е доста бавен и скъпоструващ процес Появяват се езиците от четвърто ниво, т.нар. непроцедурни езици или проблемно ориентирани езици 18 октомври 2011 М. Желева

18

Четвърто поколение компютри (3)

  Езиците от четвърто поколение позволяват потребителите сами да разработват определени типове приложения Характеристики – – – – Визуална среда за разработка; Обектно-ориентиран подход на програмиране; Мощни средства за програмиране на клиент-сървър приложения; Средства за управление на бази данни. 18 октомври 2011 М. Желева

Четвърто поколение компютри (4)

19

  Обектно-ориентираното програмиране (ООП) е парадигма, при която една програмна система се моделира като набор от обекти, които взаимодействат помежду си.

ОО език за програмиране е непроцедурен език, в който програмните елементи са във вид на обекти, които могат да си предават съобщения един на друг. 18 октомври 2011 М. Желева

20

Четвърто поколение компютри (5)

 

Обекти

— пакетират данни и функционалност заедно в обособени единици в една компютърна програма; Обектите се представят и обработват посредством абстракции 18 октомври 2011 М. Желева

21

Четвърто поколение компютри (6)

  

Абстракция

игнорира някои аспекти на информацията, с която работи.

— Способността на една програма да Всеки обект в системата служи като модел на един абстрактен „агент“, който може да извършва дадена работа, да променя състоянието си и да докладва за него, и да „общува“ с други обекти в системата без да разкрива как са реализирани тези свойства.

Процесите, функциите или методите също подлежат на абстракция и когато те са абстрактни се използват разнообразни техники за разширяване на една абстракция 18 октомври 2011 М. Желева

22

Четвърто поколение компютри (7)

  Примери за процедурни (алгоритмични) езици, които са разширени с поддръжка на ОО свойства: Visual Basic (derived from BASIC), Fortran 2003, Perl, COBOL 2002, PHP, ABAP.

Примери за ОО езици - C++, C#, VB.NET, Java, Python.

18 октомври 2011 М. Желева

23

18 октомври 2011 М. Желева

24

Четвърто поколение компютри (8)

     Появяват се компютърните мрежи (КМ) КМ – поделено ползване на общи ресурси като БД, скенери, принтери и др.

През 80-те години на мин. век се появяват локалните мрежи През 1983 г. се появява Интернет През 1989 г. се първоначална реализация на WWW 18 октомври 2011 М. Желева

25

18 октомври 2011 М. Желева

26

Четвърто поколение компютри (9)

 

Категоризация на мрежите

K атегоризацията може да бъде базирана на следните характеристики: – физически обхват – – – – – метод на администратиране мрежова операционна система мрежови протоколи топология архитектура 18 октомври 2011 М. Желева

27

Четвърто поколение компютри (10)

  Локална мрежа (LAN) Градска мрежа (MAN) – максимално до 80 км  Глобална мрежа (WAN) Категоризация, свързана с размера на мрежата, представляващ броя на компютрите и потребителите, но най-важният определящ фактор е географската област, която мрежата покрива.

18 октомври 2011 М. Желева

28

Четвърто поколение компютри (11)

Категоризиране на мрежите на базата на метода на тяхното администриране както следва:   Като

равноправна (peer to peer)

в която всеки компютър функционира и като клиент, и като сървър работна група, Като

клиент/сървър или сървърно базирана мрежа

, в която администрирането е централизирано на компютър, работещ със специален сървърен софтуер и мрежова операционна система (NOS).

18 октомври 2011 М. Желева

Предимства на мрежата клиент/сървър Предимства на равноправната мрежа

По-евтина за реализация.

Не изисква NOS сървърен софтуер.

Не изисква специално назначен мрежов администратор.

Предоставят по-добра сигурност.

По-лесни за администриране, когато мрежата е по голяма, защото администрирането е централно.

Всички данни могат да бъдат архивирани в едно централно място.

Недостатъци на равноправната мрежа Недостатъци на мрежата клиент/сървър

Не можа да бъде мащабирана добре за разрастване до големи мрежи; администриране на мрежата.

Изисква скъп NOS софтуер, например Windows 2000 Server или пък NT.

Изисква скъп, но мощен хардуер за сървърна машина.

Всеки потребител трябва да бъде обучаван да изпълнява задачи по администриране на мрежата.

По-несигурна е.

Всички машини, обменящи ресурси, влияят отрицателни на производителността.

Изисква професионален администратор.

Има само една точка на достъп, ако има един единствен сървър, данните на потребителите могат да станат недостъпни ако сървърът спре да работи.

29

18 октомври 2011 М. Желева

30

Литература:

  Колектив на СофтПрес, Компютърни мрежи в лесни стъпки, Изд. СофтПрес,2005, ISBN: 9546853690 Комър,Б. TCP/IP Мрежи и администратиране. С., ИнфоДАР, 1999; 18 октомври 2011 М. Желева

БЛАГОДАРЯ ЗА ВНИМАНИЕТО!

31

18 октомври 2011 М. Желева