тысяч электронных ламп не выйдет из строя. Фактически тогда на компьютерах занимались только прямыми числовыми вычислениями, например расчетами таблиц синусов, косинусов и логарифмов.

К началу 50-х, с выпуском перфокарт, установившееся положение несколько улучшилось. Стало возможно вместо использования коммутационных панелей записывать и считывать программы с карт, но во всем остальном процедура вычислений оставалась прежней.

1.2.2. Второе поколение (1955-1965): транзисторы и системы пакетной обработки

в середине 50-х изобретение и применение транзисторов радикально изменило всю картину. Компьютеры стали достаточно надежными, появилась высокая вероятность того, что машина будет работать довольно долго, выполняя при этом полезные функции. Впервые сложилось четкое разделение между проектировщиками, сборщиками, операторами, программистами и обслуживающим персоналом.

Машины, теперь называемые мэйнфреймами, располагались в специальных комнатах с кондиционированным воздухом, где ими управлял целый штат профессиональных операторов. Только большие корпорации, правительственные учреждения или университеты могли позволить себе технику, цена которой исчислялась миллионами долларов. Чтобы выполнить задание (то есть программу или комплект программ), программист сначала должен был записать его на бумаге (на FORTRAN или ассемблере), а затем перенести на перфокарты. После этого - принести колоду перфокарт в комнату ввода данных, передать одному из операторов и идти пить кофе в ожидании, когда будет готов результат.

Когда компьютер заканчивал выполнение какого-либо из текущих заданий, оператор подходил к принтеру, отрывал лист с полученными данными и относил его в комнату для распечаток, где программист позже мог его забрать. Затем оператор брал одну из колод перфокарт, принесенных из комнаты ввода данных, и считывал их. Если в процессе расчетов был необходим компилятор языка FORTRAN, то оператору приходилось брать его из картотечного шкафа и загружать в машину отдельно. Из-за одного только хождения операторов по машинному залу впустую терялась масса драгоценного компьютерного времени.

Если учитывать высокую стоимость оборудования, не удивительно, что люди довольно скоро занялись поиском способа повышения эффективности использования машинного времени. Общепринятым решением стала система пакетной обработки. Первоначально замысел состоял в том, чтобы собрать полный поднос заданий (колод перфокарт) в комнате входных данных и затем переписать их на магнитную ленту, используя небольшой и (относительно) недорогой компьютер, например IBM 1401, который был очень хорош для считывания карт, копирования лент и печати выходных данных, но не подходил для числовых вычислений.

Другие, более дорогостоящие машины, такие как IBM 7094, использовались для настоящих вычислений. Это изображено на рис. 1.2.

Устройство записывания Устройство магнитных лент Входная

считывания .-. лента

перфокарт

Системная

лента Выходная лента

Принтер

Рис. 1.2. Ранняя система пакетной обработки: а - программист приносит карты для IBM 1401; б - IBM 1401 записывает пакет заданий на магнитную ленту; в - оператор приносит входные данные на ленте к IBM 7094; г - IBM 7094 выполняет вычисления; д - оператор переносит ленту с выходными данными на IBM 1401; е - IBM 1401

печатает выходные данные

Примерно после часа сбора пакета заданий лента перематывалась и ее относили в машинную комнату, где устанавливали на лентопротяжном устройстве. Затем оператор загружал специальную программу (прообраз сегодняшней операционной системы), которая считывала первое задание с ленты и запускала его. Выходные данные записывались на вторую ленту вместо того, чтобы идти на печать. Завершив очередное задание, операционная система автоматически считывала с ленты следующее и начинала обрабатывать его. После обработки всего пакета оператор снимал ленты с входной и выходной информацией, ставил новую ленту со следующим заданием, а готовые данные помещал на IBM 1401 для печати в автономном режиме (то есть без связи с главным компьютером).

Структура типичного входного задания показана на рис. 1.3. Оно начиналось с карты $ЗАДАНИЕ, на которой указывалось максимальное время выполнения задания в минутах, загружаемый учетный номер и имя программиста. Затем поступала карта SFORTRAN, дающая операционной системе указание загрузить компилятор языка FORTRAN с системной магнитной ленты. Эта карта следовала за профаммой, которую нужно было компилировать, а после нее шла карта $ЗАГРУЗИТЬ, указывающая операционной системе загрузить только что скомпилированную объектную программу. (Скомпилированные программы часто записывались на временных лентах, данные с которых могли стираться сразу после использования, и их загрузка должна была выполняться явно.) Следом шла карта $ЗАПУСТИТЬ с данными, дающая операционной системе команду выполнять программу. Наконец, карта завершения $КОНЕЦ отмечала конец задания. Эти примитивные управляющие перфокарты были предшественниками современных языков управления и интерпретаторов команд.

Большие компьютеры второго поколения использовались главным образом для научных и технических вычислений, таких как решение дифференциальных уравнений в частных производных, часто встречающихся в физике и инженерных задачах. В основном на них программировали на языке FORTRAN и ассемблере, а типичными операционными системами были FMS (Fortran Monitor

System) и IBSYS (операционная система, созданная корпорацией IBM для компьютера IBM 7094).

Рис. 1.3. Структура типичного задания FMS

1.2.3. Третье поколение (1965-1980): интегральные схемы и многозадачность

к началу 60-х годов большинство изготовителей компьютеров имело две отдельные, полностью несовместимые производственные линии. С одной стороны, существовали научные крупномасштабные компьютеры с пословной обработкой текста типа IBM 7094, использовавшиеся для числовых вычислений в науке и технике. С другой стороны - коммерческие компьютеры с посимвольной обработкой, такие как IBM 1401, широко используемые банками и страховыми компаниями для сортировки и печати данных.

Развитие и поддержка двух совершенно разных производственных линий для изготовителей были достаточно дорогим удовольствием. Кроме того, многим покупателям изначально требовалась небольшая машина, однако позже ее возможностей становилось недостаточно, и требовался более мощный компьютер, который работал бы с теми же самыми программами, но быстрее.

Фирма IBM попыталась решить эти проблемы разом, выпустив серию машин IBM/360. 360-е были серией программно совместимых машин, варьирующихся от компьютеров размером с IBM 1401 до машин, значительно более мощных, чем IBM 7094. Эти компьютеры различались только ценой и производительностью (максимальным объемом памяти, быстродействием процессора, количеством разрешенных устройств ввода/вывода и т. д.). Так как все машины имели одинаковую структуру и набор команд, программы, написанные для одного ком-