Классификация. 
Виды электронно-вычислительных машин

Поколение ЭВМ.

Один из способов классификации ЭВМ по степени их развития. Каждое «поколение ЭВМ» отличается от других архитектурой, элементной базой, степенью развитости программных средств, производительностью и другими показателями. В настоящее время различают пять поколений ЭВМ:

• — ЭВМ первого поколения (first-generation computer) — использовали ламповую элементную базу, обладали малым быстродействием и объемом памяти, имели неразвитые операционные системы, программирование выполнялось на языках программирования низкого уровня (конец 40-х и 50-е гг.);
• — ЭВМ второго поколения (second-generation computer) — использовали полупроводниковую элементную базу, изменяемый состав внешних устройств, языки программирования высокого уровня и принцип библиотечных программ (конец 50-х, 60-е и начало 70-х гг.);
• — ЭВМ третьего поколения (third-generation computer) — использовали в качестве элементной базы интегральные схемы (ИС), имели развитую конфигурацию внешних устройств и стандартизированные средства сопряжения, обладали большим быстродействием и объемами основной и внешней памяти. Развитая операционная система обеспечивала работу в т. н. «мультипрограммном» (т. е., с использованием многих программ) режиме (70-е, начало 80-х гг.);
• — ЭВМ четвертого поколения (fourth-generation computer) — используют большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС), виртуальную память, многопроцессорный с параллельным выполнением операций принцип построения, развитые средства диалога (середина 80-х гг. по настоящее время);
• — ЭВМ пятого поколения (fifth-generation computer) — характеризуются наряду с использованием более мощных СБИС применением принципа «управления потоками данных» (в отличие от принципа Джона фон Неймана «управления потоками команд»), новыми решениями в архитектуре вычислительной системы и использованием принципов искусственного интеллекта. С ЭВМ пятого поколения связывают наряду с другими особенностями возможность ввода данных и команд голосом. Начало разработки ЭВМ этого поколения можно отнести ко второй половине 80-х гг., внедрения первых образцов — к первой половине 90-х гг.

ЭВМ могут различаться также по следующим основаниям:

• 1) По принципу построения и действия:
  • — Аналоговая ЭВМ (АВМ) (analog computer) — Вычислительная машина непрерывного действия, обрабатывающая аналоговые данные. Предназначена для воспроизведения определенных соотношений между непрерывно изменяющимися физическими величинами. Основные области применения связаны с моделированием различных процессов и систем;
  • — Цифровая ЭВМ (ЦЭВМ) (computer) — То же, что ЭВМ. Уточнение типа (ЦЭВМ) производится в случаях, когда это особо необходимо, например, в сложных вычислительных системах, включающих ЭВМ разных видов;
  • — Комбинированная (аналого-цифровая) ЭВМ (combined computer) — ЭВМ, сочетающая аналоговую и цифровую форму обработки данных.

Многопроцессорная ЭВМ (система) (multiprocessor system (computer)) -ЭВМ, архитектура, которой предусматривает использование большого числа процессоров, чем обеспечивается существенное повышение ее вычислительной мощности и, в частности, возможность обработки значительных объемов информации. Принципы построения таких ЭВМ реализованы в симметричных многопроцессорных системах (SMP — Symmetric MultiProcessor systems) (например, PowerScale группы компаний Bull), системах с массовым параллелизмом (MPP — Massively Parallel Processing architectures) и др.

Транспьютер (transputer — от англ. transistor и computer):

• 1. Микроэлектронный прибор, объединяющий на одном кристалле мощный микропроцессор, быструю память, интерфейс внешней памяти и каналы ввода-вывода. Предназначен для построения параллельных вычислительных структур. Впервые был создан в 1983 г. фирмой Inmos (Великобритания);
• 2. ЭВМ с многопроцессорной параллельной архитектурой, чем обеспечивается существенное увеличение ее производительности. При построении транспьютеров используется специальный язык параллельного программирования Occam.
• 2) По вычислительной мощности и габаритам:
  • — СуперЭВМ (supercomputer) — Класс сверхпроизводительных ЭВМ, предназначенных для решения особо сложных задач в областях науки, техники и управления. Сверхвысокая производительность достигается преимущественно за счет параллельной архитектуры, предусматривающей использование большого числа функционально-ориентированных процессоров (см. выше «многопроцессорная ЭВМ») и параллельного программирования, сверхглубокого охлаждения процессоров (до температур, близких к абсолютному нулю) а также высокоскоростных СБИС. В мире насчитывается ограниченное количество ЭВМ такого типа (порядка 500). Основными производителями их являются фирмы США и Японии, в частности — Cray, Fujitsu и NEC;
  • — Большая ЭВМ (large computer) — ЭВМ, имеющая высокую производительность, большой объем основной и внешней памяти, обладающая способностью параллельной обработки данных и обеспечивающая как пакетный, так и интерактивный (диалоговый) режимы работы;
  • — ЭВМ средней производительности (medium computer) — ЭВМ с производительностью до нескольких миллионов операций в секунду, емкостью оперативной памяти в несколько десятков Мбайт и разрядностью машинного слова не менее 32;
  • — Малая ЭВМ, мини-ЭВМ (small computer, minicomputer) — В прошлом так назывались ЭВМ, конструктивно выполненные в одной стойке и занимавшие небольшой объем (порядка десятых долей кубометра). По сравнению с большими и средними машинами мини-ЭВМ обладают существенно более низкой производительностью и объемом памяти. Термин «мини-ЭВМ» не имеет точного определения, он очень близок по содержанию к термину «микроЭВМ», четкой границы между двумя классами этих машин нет.

МикроЭВМ (microcomputer):

• 1. Кристалл большой или сверхбольшой интегральной схемы (см. БИС и СБИС), который в отличие от микропроцессора содержит все логические элементы, необходимые для образования полноценной вычислительной системы;
• 2. ЭВМ, использующая в качестве арифметического и логического устройства (см. АЛУ) один или несколько микропроцессоров. Указанное значение термина в смысле отнесения ЭВМ к тому или иному классу машин может быть признано не корректным в связи с широким применением микропроцессорной техники в машинах разных классов.

С понятием микроЭВМ связаны также термины:

• — Однокристальная ЭВМ (single-chip computer) — МикроЭВМ, выполненная на одной большой (БИС) или сверхбольшой (СБИС) интегральной микросхеме;
• — Одноплатная ЭВМ (single-board computer) — МикроЭВМ, у которой микропроцессор, микросхемы устройств памяти и подсистемы ввода-вывода, а также другие основные компоненты размещены на одной печатной плате;
• — Однопроцессорная ЭВМ (monoprocessor computer) — ЭВМ с одним центральным процессором;
• — Интеллектуальная карточка (smart card) — Пластиковая карточка со встроенным микропроцессором и памятью. Она может хранить, личные сведения, идентификационные шифры, данные банковского счета и т. д.
• 3. По назначению:
  • — Базовая ЭВМ (original computer) — ЭВМ, являющаяся начальной исходной моделью в серии ЭВМ определенного типа или вида;
  • — Универсальная ЭВМ (universal computer) — ЭВМ, предназначенная для решения широкого класса задач. ЭВМ этого класса имеют разветвленную и алгоритмически полную систему операций, иерархическую структуру ЗУ и развитую систему устройств ввода-вывода данных;
  • — Специализированная ЭВМ (specialized computer) — ЭВМ, предназначенная для решения узкого класса определенных задач. Характеристики и архитектура машин этого класса определяются спецификой задач, на которые они ориентированы, что делает их более эффективными в соответствующем применении по отношению к универсальным ЭВМ. К разряду специализированных могут быть отнесены, в частности, — «управляющие», «бортовые», «бытовые» и «выделенные» ЭВМ;
  • — Управляющая ЭВМ (control computer) — ЭВМ, предназначенная для автоматического управления объектом (устройством, системой, процессом) в реальном масштабе времени. Сопряжение ЭВМ с объектом управления производится с помощью аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей;
  • — Бортовая ЭВМ (onboard computer) — Специализированная управляющая ЭВМ, устанавливаемая на борту транспортного средства (самолета, спутника, корабля, автомобиля и т. п.) и предназначенная для оптимального управления функционированием других бортовых устройств, в частности, связанных с управлением перемещением своего носителя в пространстве;
  • — Выделенная ЭВМ (dedicated computer) — Разновидность (как правило) однокристальной специализированной ЭВМ, встроенной в какое-либо устройство с целью управления им или передачи ему данных. Используется в бытовой технике и других видах устройств — нагревательных приборах, часах, автомобилях, магнитофонах и т. д.;
  • — Бытовая (домашняя) ЭВМ (home computer) — То же, что — домашняя ПЭВМ или домашний ПК.

Рис. 1. — Персональный компьютер IBM PC/XT:

Рис. 2. — Компьютер PDP-11/40:

Первая троичная ЭВМ «Сетунь» на ферритдиодных ячейках была построена Брусенцовым в МГУ.

Поверхностный характер представленного подхода к классификации компьютеров очевиден.

Он обычно используется лишь для обозначения общих черт наиболее часто встречающихся компьютерных устройств.

Быстрые темпы развития вычислительной техники означают постоянное расширение областей её применения и быстрое устаревание используемых понятий. Для более строгого описания особенностей того или иного компьютера обычно требуется использовать другие схемы классификаций.