Generaties computers.

Er zijn 4 hoofdgeneraties computers. Maar verdeeldheid computerapparatuur generaties lang - een zeer voorwaardelijke, losse classificatie op basis van de mate van ontwikkeling van hardware en software, evenals methoden om met een computer te communiceren.

Het idee om machines in generaties te verdelen werd tot leven gebracht door het feit dat computertechnologie tijdens de korte geschiedenis van haar ontwikkeling een grote evolutie heeft ondergaan, zowel in de zin element basis(lampen, transistors, microschakelingen, enz.), en in de zin van het veranderen van de structuur, de opkomst van nieuwe mogelijkheden, het uitbreiden van de toepassingsgebieden en de aard van het gebruik. Deze voortgang wordt weergegeven in deze tabel:

GENERATIE VAN EVM	KENMERKEN
I	II	III	IV
Jarenlang gebruik	1946-1958	1958-1964	1964-1972	1972 - heden
Hoofdelement	Elektrische lamp	Transistor	IP	BIS
Aantal computers ter wereld (st.)	Tientallen	Duizenden	Tienduizenden	Miljoenen
Prestaties (bewerkingen per seconde)	10 3 -14 4	10 4 -10 6	10 5 -10 7	10 6 -10 8
Opslagmedium	Ponskaart, Ponsband	Magnetische tape	Schijf	Floppy en laserschijf
Computerafmetingen	Groot	Aanzienlijk minder	Minicomputer	microcomputer

Iets meer dan 50 jaar zijn verstreken sinds de eerste elektronische computer verscheen. Tijdens deze korte ontwikkelingsperiode van de samenleving zijn verschillende generaties computers veranderd, en de eerste computers van vandaag zijn een zeldzaamheid in musea. De geschiedenis van de ontwikkeling van de computertechnologie is van aanzienlijk belang en toont de nauwe relatie tussen de wiskunde, de natuurkunde (voornamelijk vaste-stoffysica, halfgeleiders, elektronica) en de moderne technologie, waarvan het ontwikkelingsniveau grotendeels wordt bepaald door de vooruitgang in de productie. van computertechnologie.

In ons land zijn elektronische computers meestal verdeeld in generaties. Computertechnologie wordt in de eerste plaats gekenmerkt door de snelle verandering van generaties - tijdens de korte ontwikkelingsgeschiedenis zijn al vier generaties veranderd, en nu werken we aan computers van de vijfde generatie. Wat is het bepalende kenmerk bij het classificeren van een computer als een bepaalde generatie? Dit is in de eerste plaats hun elementaire basis (uit welke elementen ze voornamelijk zijn opgebouwd) en belangrijke kenmerken als snelheid, geheugencapaciteit, methoden voor het beheren en verwerken van informatie. Natuurlijk is het indelen van computers in generaties tot op zekere hoogte willekeurig. Er zijn veel modellen die volgens sommige kenmerken tot de ene generatie behoren, en volgens andere tot een andere generatie. En toch kunnen computergeneraties, ondanks deze conventie, worden beschouwd als kwalitatieve sprongen in de ontwikkeling van elektronische computertechnologie.

Eerste generatie computers (1948 - 1958)

De elementaire basis van machines van deze generatie waren vacuümbuizen - diodes en triodes. De machines waren bedoeld om relatief eenvoudige wetenschappelijke en technische problemen op te lossen. Deze generatie computers omvat: MESM, BESM-1, M-1, M-2, M-Z, "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2", "Ural-3", M-20, “Setun”, BESM-2, “Hrazdan”. Ze waren behoorlijk groot, verbruikten veel stroom, hadden een lage betrouwbaarheid en zwakke software. Hun prestaties waren niet hoger dan 2-3 duizend bewerkingen per seconde, de RAM-capaciteit was 2K of 2048 machinewoorden(1K=1024) 48 binaire tekens lang. In 1958 verscheen de M-20-machine met 4K-geheugen en een snelheid van ongeveer 20.000 bewerkingen per seconde. In de machines van de eerste generatie werden de logische basisprincipes van het construeren van elektronische computers en de concepten van John von Neumann met betrekking tot de werking van een computer met behulp van een programma dat in het geheugen werd ingevoerd en initiële gegevens (cijfers) geïmplementeerd. Deze periode markeerde het begin van het commerciële gebruik van elektronische computers voor gegevensverwerking. De computers van deze tijd gebruikten vacuümbuizen en extern geheugen op een magnetische trommel. Ze waren verstrikt in draden en hadden een toegangstijd van 1x10-3 s. Productiesystemen en compilers zijn nog niet verschenen. Aan het einde van deze periode begon de productie van geheugenapparaten met magnetische kernen. De betrouwbaarheid van computers van deze generatie was extreem laag.

Tweede generatie computers (1959 - 1967)

De elementaire basis van machines van deze generatie waren halfgeleiderapparaten. De machines waren bedoeld om verschillende arbeidsintensieve wetenschappelijke en technische problemen op te lossen, maar ook om technologische processen in de productie te controleren. Verschijning halfgeleiderelementen V elektronische circuits ah heeft de capaciteit van RAM, de betrouwbaarheid en snelheid van de computer aanzienlijk vergroot. Afmetingen, gewicht en energieverbruik zijn afgenomen. Met de komst van machines van de tweede generatie is het toepassingsgebied van elektronische computertechnologie aanzienlijk uitgebreid, voornamelijk als gevolg van de ontwikkeling software. Er verschenen ook gespecialiseerde machines, bijvoorbeeld computers om op te lossen economische taken, voor het beheer van productieprocessen, informatieoverdrachtsystemen, enz. Computers van de tweede generatie zijn onder meer:

Computer M-40, -50 voor raketafweersystemen;

Oeral -11, -14, -16 - Computers voor algemeen gebruik gericht op het oplossen van technische, technische en economische planningsproblemen;

Minsk -2, -12, -14 voor het oplossen van technische, wetenschappelijke en ontwerpproblemen van wiskundige en logische aard;

Minsk-22 ontworpen om wetenschappelijke, technische en economische planningsproblemen op te lossen;

BESM-3-4, -6 machines voor algemeen gebruik gericht op het oplossen van complexe problemen van wetenschap en technologie;

M-20, -220, -222 een machine voor algemeen gebruik gericht op het oplossen van complexe problemen wiskundige problemen;

MIR-1 een kleine elektronische digitale computer die is ontworpen om een ​​breed scala aan technische en wiskundige problemen op te lossen,

"Nairi" een machine voor algemeen gebruik die is ontworpen om een ​​breed scala aan technische, wetenschappelijke en technische problemen op te lossen, evenals sommige soorten economische planning, boekhouding en statistische problemen;

Ruta-110 minicomputer voor algemeen gebruik;

en nog een aantal andere computers.

COMPUTER BESM-4, M-220, M-222 had een snelheid van ongeveer 20-30 duizend bewerkingen per seconde en RAM - respectievelijk 8K, 16K en 32K. Onder de machines van de tweede generatie valt het vooral op BESM-6 , met een snelheid van ongeveer een miljoen bewerkingen per seconde en RAM van 32K tot 128K (de meeste machines gebruiken twee geheugensegmenten van elk 32K).

Deze periode wordt gekenmerkt door het wijdverbreide gebruik van transistors en geavanceerde geheugencircuits op kernen. Veel aandacht begon aandacht te besteden aan het creëren van systeemsoftware, compilers en input-output-tools. Aan het einde van deze periode verschenen universele en redelijk efficiënte compilers voor Cobol, Fortran en andere talen.

Er was al een toegangstijd van 1x10-6 s bereikt, hoewel de meeste elementen van de computer nog steeds met draden waren verbonden.

Computers uit deze periode werden met succes gebruikt op gebieden die verband hielden met het verwerken van gegevenssets en het oplossen van problemen waarvoor gewoonlijk routinematige handelingen in fabrieken, instellingen en banken nodig waren. Deze computers werkten volgens het principe batchverwerking gegevens. In wezen kopieerden ze handmatige methoden gegevensverwerking. Van de nieuwe mogelijkheden van computers werd praktisch geen gebruik gemaakt.

Het was tijdens deze periode dat het beroep van computerwetenschapper ontstond en veel universiteiten begonnen onderwijsmogelijkheden op dit gebied te bieden.

Invoering

1. Eerste generatie computers, jaren 50-60

2. Tweede generatie computers: jaren zestig en zeventig

3. Derde generatie computers: 1970-1980

4. Vierde generatie computers: 1980-1990

5. Vijfde generatie computers: 1990-heden

Conclusie

Invoering

Sinds 1950 zijn de ontwerp-technologische en software-algoritmische principes van het construeren en gebruiken van computers elke zeven tot tien jaar radicaal vernieuwd. In dit opzicht is het legitiem om over generaties computers te praten. Conventioneel kan aan elke generatie 10 jaar worden toegewezen.

Computers hebben een lange evolutionaire weg afgelegd in termen van de elementbasis (van lampen tot microprocessors) en ook in de zin van de opkomst van nieuwe mogelijkheden, waardoor de reikwijdte en aard van hun gebruik zijn uitgebreid.

De indeling van computers in generaties is een zeer voorwaardelijke, losse classificatie van computersystemen op basis van de mate van ontwikkeling van hardware en software, evenals methoden van communicatie met de computer.

De eerste generatie computers omvat machines die aan het begin van de jaren vijftig zijn gemaakt: in de circuits werden vacuümbuizen gebruikt. Er waren weinig commando's, de bediening was eenvoudig en de RAM-capaciteit en prestatie-indicatoren waren laag. De prestaties bedragen ongeveer 10-20.000 bewerkingen per seconde. Voor de invoer en uitvoer werden drukapparaten, magneetbanden, ponskaarten en ponsbanden gebruikt.

Tot de tweede generatie computers behoren de machines die in 1955-65 zijn ontworpen. Ze gebruikten zowel vacuümbuizen als transistors. RAM is gebouwd op magnetische kernen. Op dit moment magnetische trommels en de eerste magnetische schijven. De zogenaamde talen verschenen hoog niveau, waarvan de middelen de beschrijving van de gehele reeks berekeningen in een visuele, gemakkelijk te begrijpen vorm mogelijk maken. Er is een grote set verschenen bibliotheek programma's voor het oplossen van verschillende wiskundige problemen. Auto's van de tweede generatie werden gekenmerkt software-incompatibiliteit, wat het moeilijk maakte om groot te organiseren informatiesystemen Daarom vond er halverwege de jaren zestig een overgang plaats naar het maken van computers die softwarecompatibel waren en gebouwd waren op micro-elektronische systemen. technologische basis.

Derde generatie computers. Dit zijn machines die na de jaren 60 zijn gemaakt en die één enkele architectuur hebben, d.w.z. software-compatibel. Er zijn multiprogrammeermogelijkheden verschenen, d.w.z. gelijktijdige uitvoering van meerdere programma's. Computers van de derde generatie gebruikten geïntegreerde schakelingen.

Vierde generatie computers. Dit is de huidige generatie computers die na 1970 zijn ontwikkeld. De 4e generatie machines zijn ontworpen op basis van efficiënt gebruik modern talen op hoog niveau en het vereenvoudigen van het programmeerproces voor eindgebruiker.

Qua hardware worden ze gekenmerkt door het gebruik van grote geïntegreerde schakelingen als de elementbasis en de aanwezigheid van snelle opslagapparaten met willekeurige toegang met een capaciteit van meerdere MB.

Machines van de 4e generatie zijn complexen met meerdere processors en meerdere machines die op externe stroom werken. geheugen en algemeen veld ext. apparaten. Prestaties bereiken tientallen miljoenen bewerkingen per seconde, geheugen - enkele miljoenen woorden.

De overgang naar de vijfde generatie computers is al begonnen. Het bestaat uit een kwalitatieve overgang van gegevensverwerking naar kennisverwerking en uit het verbeteren van de basisparameters van een computer. De nadruk zal vooral liggen op ‘intelligentie’.

Tegenwoordig ligt de werkelijke ‘intelligentie’ die wordt gedemonstreerd door de meest complexe neurale netwerken onder het niveau van een regenworm, hoe beperkt de mogelijkheden ook zijn. neurale netwerken Tegenwoordig liggen veel revolutionaire ontdekkingen misschien wel voor de deur.

1. Eerste generatie computers, jaren 50-60

Logica zijn gemaakt met behulp van discrete radiocomponenten en elektronische componenten vacuüm buizen met filament. Random access memory-apparaten gebruikten magnetische trommels, akoestisch ultrasoon kwik en elektromagnetische vertragingslijnen en kathodestraalbuizen (CRT's). Aandrijvingen op basis van magnetische banden, ponskaarten, ponsbanden en stekkerschakelaars.

Het programmeren van de werking van computers van deze generatie werd uitgevoerd in binair systeem berekeningen op machinetaal, dat wil zeggen, de programma's waren er strikt op gericht specifiek model auto's "stierven" samen met deze modellen.

Halverwege de jaren vijftig verschenen machinegeoriënteerde talen zoals symbolische codeertalen (SCL's), die het mogelijk maakten om hun verkorte verbale (letter) notatie te gebruiken in plaats van binaire notatie van commando's en adressen en decimale getallen. In 1956 werd de eerste programmeertaal op hoog niveau voor wiskundige problemen gecreëerd - Fortran, en in 1958 - universele taal Algol-programmering.

Computers, beginnend bij UNIVAC en eindigend met BESM-2 en de eerste computermodellen "Minsk" en "Ural", behoren tot de eerste generatie computers.

2. Tweede generatie computers: jaren zestig en zeventig

Logische circuits werden gebouwd op discrete halfgeleiders en magnetische elementen(diodes, bipolaire transistoren, torusvormige ferrietmicrotransformatoren). Als ontwerp- en technologische basis werden printplaten (platen gemaakt van getinax-folie) gebruikt. Het blokprincipe van machineontwerp is op grote schaal gebruikt, waardoor een groot aantal verschillende apparaten op de hoofdapparaten kan worden aangesloten. externe apparaten, wat een grotere flexibiliteit biedt bij het gebruik van computers. Kloksnelheden de prestaties van elektronische circuits namen toe tot honderden kilohertz.

Begon te worden gebruikt externe schijven op hard magnetisch schijven1 en diskettes - gemiddeld niveau geheugen tussen magneetbanddrives en RAM.

In 1964 verscheen de eerste computermonitor: de IBM 2250. Het was een monochroom beeldscherm met een scherm van 12 x 12 inch en een resolutie van 1024 x 1024 pixels. Het had een framesnelheid van 40 Hz.

Besturingssystemen die op basis van computers waren gemaakt, vereisten meer hoge prestaties, en vooral: betrouwbaarheid. Foutdetectie- en correctiecodes en ingebouwde besturingscircuits worden op grote schaal gebruikt in computers.

De machines van de tweede generatie waren de eersten die informatieverwerkingsmodi voor batchverwerking en televerwerking implementeerden.

De eerste computer die gedeeltelijk halfgeleiderapparaten gebruikte in plaats van vacuümbuizen was de SEAC-machine (Standards Eastern Automatic Computer), gemaakt in 1951.

In het begin van de jaren zestig begonnen halfgeleidermachines in de USSR te worden geproduceerd.

3. Derde generatie computers: 1970-1980

In 1958 vond Robert Noyce het kleine geïntegreerde siliciumcircuit uit, dat tientallen transistors op een klein oppervlak kon huisvesten. Deze circuits werden later bekend als Small Scale Integrated Circuits (SSI). En al eind jaren zestig werden geïntegreerde schakelingen in computers gebruikt.

De logische circuits van computers van de derde generatie waren al volledig gebouwd op kleine geïntegreerde schakelingen. De klokfrequenties van elektronische circuits zijn toegenomen tot enkele megahertz. De voedingsspanning (eenheden van volt) en het door de machine verbruikte vermogen zijn afgenomen. De betrouwbaarheid en snelheid van computers zijn aanzienlijk toegenomen.

Random access-geheugens gebruikten kleinere ferrietkernen, ferrietplaten en magnetische films met een rechthoekige hysteresislus. Ze zijn op grote schaal gebruikt als externe opslagapparaten. schijfstations.

Er zijn nog twee niveaus van opslagapparaten verschenen: geheugenapparaten met ultrarandom access op triggerregisters, die een enorme snelheid hebben maar een kleine capaciteit (tientallen getallen), en snel cachegeheugen.

Sinds het moment wijdverbreid gebruik geïntegreerde schakelingen in computers kan de technologische vooruitgang op computergebied worden waargenomen met behulp van de bekende wet van Moore. Een van de oprichters van Intel, Gordon Moore, ontdekte in 1965 een wet die bepaalt dat het aantal transistors in één chip elke anderhalf jaar verdubbelt.

Vanwege de aanzienlijke complicaties van zowel hardware als logische structuur Computers van de derde generatie werden vaak systemen genoemd.

De eerste computers van deze generatie waren dus modellen van IBM-systemen (een aantal IBM 360-modellen) en PDP (PDP 1). In de Sovjet-Unie begonnen, in samenwerking met de landen van de Raad voor Wederzijdse Economische Bijstand (Polen, Hongarije, Bulgarije, Oost-Duitsland, enz.), modellen van het Unified System (EU) en het systeem van kleine computers (SM) te verschijnen. geproduceerd worden.

Bij computers van de derde generatie wordt veel aandacht besteed aan het verminderen van de complexiteit van het programmeren, de efficiëntie van de programma-uitvoering in machines en het verbeteren van de communicatie tussen de operator en de machine. Dit wordt verzekerd door krachtige besturingssystemen, geavanceerdeen, efficiënte programmaonderbrekingssystemen, time-sharing bedrijfsmodi, real-time bedrijfsmodi, multi-programma bedrijfsmodi en nieuwe interactieve modi mededeling. Er is ook een effectief videoterminalapparaat verschenen voor communicatie tussen de operator en de machine: een videomonitor of beeldscherm.

Er wordt veel aandacht besteed aan het vergroten van de betrouwbaarheid en betrouwbaarheid van de computerbediening en het faciliteren daarvan onderhoud. Betrouwbaarheid en betrouwbaarheid worden verzekerd door het wijdverbreide gebruik van codes met automatische foutdetectie en -correctie (Hamming-correctiecodes en cyclische codes).

Modulaire organisatie van computers en hun modulaire opbouw besturingssystemen gemaakt volop mogelijkheden om de configuratie van computersystemen te veranderen. In dit opzicht ontstond een nieuw concept van 'architectuur'. computersysteem, definiëren logische organisatie dit systeem vanuit het standpunt van de gebruiker en programmeur.

4. Vierde generatie computers: 1980-1990

Een revolutionaire gebeurtenis in ontwikkeling computertechnologie De derde generatie machines was de creatie van grote en ultragrote geïntegreerde schakelingen (Large Scale Integration - LSI en Very Large Scale Integration - VLSI), een microprocessor (1969) en een personal computer. Sinds 1980 werden bijna alle computers gemaakt op basis van microprocessors. De populairste computer is een personal computer geworden.

Elektronische computertypen in ons land zijn onderverdeeld in verschillende generaties. De bepalende kenmerken bij het toewijzen van apparaten aan een bepaalde generatie zijn hun elementen en varianten daarvan belangrijke kenmerken, zoals prestaties, geheugencapaciteit, methoden voor het beheren en verwerken van informatie. De verdeling van computers is voorwaardelijk: er is een aanzienlijk aantal modellen die volgens sommige kenmerken tot één type behoren, en volgens andere tot een ander type generatie. Als gevolg hiervan kunnen dit soort computers tot verschillende stadia van de ontwikkeling van elektronische computertechnologie behoren.

Eerste generatie computers

De ontwikkeling van computers is verdeeld in verschillende perioden. De generatie apparaten van elke periode verschilt van elkaar wat betreft hun elementbases en ondersteuning voor wiskundige typen.

1e generatie computers (1945-1954) - elektronische computers op lampen elektronische soort(soortgelijke zaten in de eerste tv-modellen). Deze tijd kan het tijdperk van de vorming van dergelijke technologie worden genoemd.

De meeste machines van het eerste type generatie werden experimentele typen apparaten genoemd, die werden gemaakt met als doel een van de theorieën te testen. De grootte en het gewicht van computereenheden, waarvoor vaak aparte gebouwen nodig waren, zijn al lang legendarisch geworden. Het invoeren van getallen in de eerste machines gebeurde met behulp van ponskaarten programma controles reeksen functies werden bijvoorbeeld in ENIAC uitgevoerd, net als in machines van het reken- en analytische type, met behulp van pluggen en typen zetvelden. Ondanks het feit dat een dergelijke programmeermethode veel tijd vergde om de machine voor te bereiden, voor aansluitingen op de zetvelden (plug-in board) van blokken, bood het alle mogelijkheden om de tel-“capaciteiten” van ENIAC te implementeren, en met groot voordeel verschilde van de softwarematige ponsbandmethode, die typisch is voor apparaten van het relaistype.

Hoe werkten deze eenheden?

De medewerkers die aan deze machine waren toegewezen, waren er voortdurend in de buurt en hielden de prestaties van de vacuümbuizen in de gaten. Maar zodra minstens één lamp uitbrandde, stond ENIAC onmiddellijk op en ontstonden er problemen: iedereen had haast om naar de uitgebrande lamp te zoeken. De belangrijkste reden(misschien niet nauwkeurig) erg frequente vervanging lampen was als volgt: de warmte en gloed van de lampen trokken motten aan, ze vlogen in de auto en droegen bij aan het ontstaan kortsluiting. De eerste generatie computers was dus uiterst kwetsbaar voor externe omstandigheden.

Als het bovenstaande waar is, krijgt de term ‘bugs’, die verwijst naar fouten in de software en hardware van computerapparatuur, een nieuwe betekenis. Toen alle buizen eenmaal in orde waren, kon het technische personeel de ENIAC voor elke taak aanpassen door de aansluitingen van de 6.000 draden handmatig te wijzigen. Als er een ander soort taak nodig was, moesten alle draden opnieuw worden verwisseld.

De allereerste productieauto's

De eerste in massa geproduceerde computer van de eerste generatie was de UNIVAC-computer (Universal automatische rekenmachine). Ontwikkelaars van deze computer waren: John Mauchly en J. Prosper Eckert. Dit was het eerste type elektronica digitale computer algemeen doel. UNIVAC, wiens ontwikkelingswerk begon in 1946 en eindigde in 1951, had een opteltijd van 120 μs, een vermenigvuldigingstijd van 1800 μs en een delingstijd van 3600 μs.

Deze machines namen veel ruimte in beslag, verbruikten veel elektriciteit en bestonden uit een groot aantal elektronische lampen. De Strela-machine had bijvoorbeeld 6.400 van dergelijke lampen en 60.000 stuks halfgeleiderdiodes. De prestaties van deze generatie computers overschreden niet meer dan 2-3 duizend bewerkingen per seconde, het RAM-volume was niet meer dan 2 KB. Alleen de M-2-machine (1958) had 4 KB RAM en de snelheid was 20.000 bewerkingen per seconde.

Computers van de tweede generatie - aanzienlijke verschillen

In 1948 creëerden de theoretisch natuurkundigen John Bardeen en William Shockley, samen met de vooraanstaande experimentator van Bell Telephone Laboratories Walter Brattain, de eerste werkende transistor. Het was een apparaat van het puntcontacttype, waarbij drie metalen ‘antennes’ in contact stonden met een blok polykristallijn materiaal. Zo begonnen generaties computers al in die verre tijd te verbeteren.

De eerste typen computers die op basis van transistors werkten, verschenen eind jaren vijftig, en tegen het midden van de jaren zestig ontstonden externe typen apparaten met compactere functies.

Architectuurkenmerken

Een van de verbazingwekkende mogelijkheden van de transistor is dat hij alleen het werk van veertig elektronische buizen kan uitvoeren, en zelfs in dit geval hogere snelheid werken, stoten een minimale hoeveelheid warmte uit en verbruiken praktisch geen elektrische hulpbronnen en energie. Samen met het proces van het vervangen van elektrische lampen door transistors zijn de methoden voor het opslaan van informatie verbeterd. Er was een toename van de geheugencapaciteit en magneetband, die voor het eerst werd gebruikt in de eerste generatie UNIVAC-computers, begon te worden gebruikt voor zowel de invoer als de uitvoer van informatie.

Halverwege de jaren zestig werd schijfopslag gebruikt. Enorme soorten vooruitgang in de computerarchitectuur hebben het mogelijk gemaakt om snelle acties van een miljoen bewerkingen per seconde te realiseren! Transistorcomputers van de tweede generatie computers omvatten bijvoorbeeld "Stretch" (Engeland), "Atlas" (VS). Gedurende die periode Sovjet-Unie produceerde ook apparaten die niet onderdoen voor de bovengenoemde apparaten (bijvoorbeeld "BESM-6").

De creatie van computers, die zijn gebouwd met behulp van transistors, heeft geleid tot een vermindering van hun afmetingen, gewicht, energiekosten en prijzen, en ook tot een grotere betrouwbaarheid en productiviteit. Dit heeft bijgedragen aan het vergroten van het gebruikersbereik en het aantal op te lossen taken. Rekening houdend met de verbeterde kenmerken die de tweede generatie computers had, begonnen ontwikkelaars algoritmische soorten talen te creëren voor technische (bijvoorbeeld ALGOL, FORTRAN) en economische (bijvoorbeeld COBOL) soorten berekeningen.

OS-waarde

Maar zelfs in deze stadia was de belangrijkste taak van programmeertechnologieën het garanderen van besparingen op hulpbronnen: computertijd en geheugen. Om dit probleem op te lossen, begonnen ze prototypes te maken van moderne besturingssystemen (complexen van hulpprogramma's die zorgen voor een goede verdeling van computerbronnen bij het uitvoeren van gebruikerstaken).

Typen van de eerste besturingssystemen (OS) hebben bijgedragen aan de automatisering van het werk van computeroperators, wat verband houdt met de uitvoering van gebruikerstaken: het invoeren van programmateksten in het apparaat, het bellen van de nodige vertalers, het oproepen van de bibliotheeksubroutines die nodig zijn voor het programma , het aanroepen van de linker om deze subroutines en programma's van het hoofdtype in het computergeheugen te plaatsen, het invoeren van gegevens van het oorspronkelijke type, enz.

Nu was het naast het programma en de gegevens ook nodig om instructies in te voeren in de computer van de tweede generatie, die een lijst met verwerkingsfasen bevatte en een lijst met informatie over het programma en de auteurs ervan. Hierna werd een bepaald aantal taken voor gebruikers tegelijkertijd in de apparaten ingevoerd (pakketten met taken); in dit soort besturingssystemen was het noodzakelijk om de soorten computerbronnen over dit soort taken te verdelen - een multiprogrammamodus voor gegevensverwerking ontstond (bijvoorbeeld terwijl de resultaten van de taak van het ene type berekeningen worden gemaakt voor een ander type en gegevens voor een derde type probleem in het geheugen kunnen worden ingevoerd). Zo ging de tweede generatie computers de geschiedenis in met de opkomst van gestroomlijnde besturingssystemen.

Derde generatie auto's

Vanwege de creatie van productietechnologie geïntegreerde schakelingen(IS) slaagde erin verhogingen te realiseren snelle actie en betrouwbaarheidsniveaus van halfgeleidercircuits, evenals het verminderen van hun omvang, vermogensniveaus en kosten. Geïntegreerde soorten microschakelingen bestaan ​​​​uit tientallen elektronische elementen, die zijn geassembleerd in rechthoekige siliciumwafels, en een zijlengte hebben van niet meer dan 1 cm. Dit type plaat (kristallen) wordt in een plastic behuizing met kleine afmetingen geplaatst, de afmetingen waarvan alleen kan worden bepaald aan de hand van het aantal “poten” (terminals van de in- en uitgang van elektronische circuits die op chips zijn gemaakt).

Dankzij deze omstandigheden heeft de geschiedenis van de ontwikkeling van computers (computergeneraties) een grote doorbraak gekend. Dit maakte het niet alleen mogelijk om de kwaliteit van het werk te verbeteren en de kosten te verlagen universele apparaten, maar ook om kleine, eenvoudige, goedkope en betrouwbare machines te creëren - minicomputers. Dergelijke eenheden waren in eerste instantie bedoeld om in hardware geïmplementeerde controllers in de regellussen van objecten te vervangen geautomatiseerde systemen procescontrole van technologisch type, gegevensverzameling en verwerkingssystemen experimentele soort, diverse besturingscomplexen bij mobiele objecten etc.

Het belangrijkste punt in die tijd werd beschouwd als de eenwording van machines met ontwerp- en technologische parameters. De derde generatie computers begint zijn eigen series of families van compatibele modeltypen uit te brengen. Verdere sprongen in de ontwikkeling van wiskunde en software dragen bij aan de creatie van pakketachtige programma's voor oplosbaarheid typische taken, probleemgericht programmeertaal(voor de oplosbaarheid van problemen van individuele categorieën). Dit is hoe ze voor het eerst worden gemaakt softwaresystemen- soorten besturingssystemen (ontwikkeld door IBM) waarop de derde generatie computers draait.

Auto's van de vierde generatie

Succesvolle ontwikkeling elektronische apparaten leidde tot de creatie van grote geïntegreerde schakelingen (LSI), waarbij één kristal een paar tienduizenden elektrische elementen had. Dit droeg bij aan de opkomst van nieuwe generaties computers, waarvan de elementaire basis een grote hoeveelheid geheugen en korte cycli voor het uitvoeren van opdrachten had: het gebruik van geheugenbytes in één machinebewerking begon sterk af te nemen. Maar aangezien er praktisch geen verlagingen van de programmeerkosten plaatsvonden, werden de taken van het besparen van menselijke hulpbronnen in plaats van machinebronnen op de voorgrond geplaatst.

Er werden nieuwe soorten besturingssystemen gecreëerd waarmee programmeurs hun programma's direct achter de computerschermen (in dialoogmodus) konden debuggen, en dit hielp het werk van gebruikers te vergemakkelijken en de ontwikkeling van nieuwe software te versnellen. Dit punt was volledig in strijd met de concepten van de beginfase van de informatietechnologie, waarin computers van de eerste generatie werden gebruikt: “de processor voert alleen die hoeveelheid gegevensverwerkingswerk uit die mensen fundamenteel niet kunnen uitvoeren – massatelling.” Er ontstond een ander soort trend: “Alles wat machines kunnen doen, moeten ze doen; “Mensen doen alleen dat deel van het werk dat niet geautomatiseerd kan worden.”

In 1971 werd een groot geïntegreerd circuit vervaardigd, waarin de processor van een elektronische computer met een eenvoudige architectuur volledig was gehuisvest. Staal echte kansen voor plaatsing in één groot geïntegreerd circuit (op één chip) van vrijwel alle elektronische apparaten die niet complex zijn in de computerarchitectuur, dat wil zeggen de mogelijkheid van seriële productie eenvoudige apparaten tegen betaalbare prijzen (zonder rekening te houden met de kosten van apparaten externe soort). Dit is hoe de 4e generatie computers ontstond.

Er zijn veel goedkope (zaktoetsenbordcomputers) en besturingsapparaten verschenen, die zijn uitgerust op een enkele of meerdere grote geïntegreerde schakelingen met processors, geheugencapaciteit en een systeem van verbindingen met sensoren van het uitvoerende type in besturingsobjecten.

Programma's die de brandstoftoevoer naar automotoren, de bewegingen van elektronisch speelgoed of specifieke manieren van wassen van kleding controleerden, werden in het computergeheugen geïnstalleerd, hetzij tijdens de vervaardiging van soortgelijke soorten controllers, of rechtstreeks bij bedrijven die auto's, speelgoed en wasmachines produceren enz.

Gedurende de jaren zeventig begon de productie van universele computersystemen, die bestonden uit een processor, geheugencapaciteit en interfacecircuits met een invoer-uitvoerapparaat, gelegen in een enkel groot geïntegreerd circuit (computers met één chip) of in enkele grote geïntegreerde schakelingen. geïnstalleerd op een enkele printplaat (single board units). Als gevolg hiervan herhaalde de situatie die zich in de jaren zestig voordeed, toen de vierde generatie computers wijdverspreid raakte, toen de eerste minicomputers een deel van het werk in grote universele elektronische computers overnamen.

Karakteristieke eigenschappen van computers van de vierde generatie

1. Multiprocessor-modus.
2. Verwerking van het parallel-sequentiële type.
3. Talen op hoog niveau.
4. De opkomst van de eerste computernetwerken.

Technische kenmerken van deze apparaten

1. Gemiddelde signaalvertragingen 0,7 ns/v.
2. Het belangrijkste type geheugen is halfgeleider. De tijd die nodig is om gegevens uit dit type geheugen te genereren is 100-150 ns. Capaciteiten - 1012-1013 tekens.
3. Toepassing van hardware-implementatie van besturingssystemen.
4. Modulaire constructies worden ook gebruikt voor software-achtige tools.

De personal computer werd voor het eerst gemaakt in april 1976 door Steve Jobs, een medewerker van Atari, en Stephen Wozniak, een medewerker van Hewlett-Packard. Gebaseerd op geïntegreerde 8-bit circuitcontrollers elektronisch spel, ze hebben de eenvoudigste gemaakt, geprogrammeerd BASIStaal, computer speltype Apple, wat een groot succes was. Begin 1977 werd Apple Comp. geregistreerd en vanaf die tijd begon de productie van 's werelds eerste personal computers, Apple. De geschiedenis van de computergeneratie markeert deze gebeurtenis als de belangrijkste.

Momenteel Apple-bedrijf produceert Macintosh-personal computers, die in de meeste opzichten superieur zijn aan IBM PC-computers.

PC in Rusland

In ons land worden voornamelijk IBM PC-computers gebruikt. Dit punt wordt verklaard door de volgende redenen:

1. Tot begin jaren negentig stonden de Verenigde Staten geen leveringen aan de Sovjet-Unie toe informatietechnologie geavanceerde type, waartoe zij behoorden krachtige computers Macintosh-computer.
2. Macintosh-apparaten waren veel duurder dan IBM-pc's (ze kosten nu ongeveer dezelfde prijs).
3. Voor de IBM PC zijn talloze programma's ontwikkeld toepassingstype en dit maakt ze gemakkelijker te gebruiken op een groot aantal verschillende gebieden.

Vijfde type computergeneratie

Eind jaren tachtig markeerde de geschiedenis van de ontwikkeling van computers (computergeneraties) een nieuwe fase: machines van het vijfde generatietype verschenen. De opkomst van deze apparaten hangt samen met de overgang naar microprocessors. Vanuit het oogpunt van structurele structuren is maximale decentralisatie van het management kenmerkend, als we het hebben over software en wiskundige ondersteuning - overgangen naar werken in de softwaresfeer en de shell.

Prestaties van de vijfde generatie computers - 10 8 -10 9 bewerkingen per seconde. Dit type eenheden wordt gekenmerkt door een multiprocessorstructuur, die is gecreëerd op vereenvoudigde typen microprocessors, waarvan er meerdere worden gebruikt (beslissend veld of omgeving). Er worden elektronische computertypen ontwikkeld die hierop gericht zijn typen op hoog niveau talen.

Gedurende deze periode bestaan ​​er twee tegengestelde functies die worden gebruikt: personificatie en collectivisatie van hulpbronnen (collectieve toegang tot het netwerk).

Vanwege het type besturingssysteem, dat zorgt voor gemakkelijke communicatie met elektronische computers van de vijfde generatie, enorme basis toegepaste programma's uit verschillende domeinen van menselijke activiteit, evenals lage prijzen Computers worden een onmisbaar accessoire voor ingenieurs, onderzoekers, economen, artsen, landbouwkundigen, leraren, redacteuren, secretaresses en zelfs kinderen.

Ontwikkeling vandaag

Van de zesde en nieuwere generaties computerontwikkeling kan men alleen maar dromen. Hieronder vallen ook neurocomputers (typen computers die worden gemaakt op basis van neurale netwerken). Ze kunnen nog niet zelfstandig bestaan, maar worden actief gesimuleerd op moderne computers.

De korte geschiedenis van de computertechnologie is verdeeld in verschillende perioden, gebaseerd op de basiselementen die werden gebruikt om een ​​computer te maken. De tijdsindeling in perioden is tot op zekere hoogte willekeurig, omdat Toen er nog computers van de oude generatie werden geproduceerd, begon de nieuwe generatie aan kracht te winnen.

Er kunnen algemene trends in de computerontwikkeling worden geïdentificeerd:

1. Verhoging van het aantal elementen per oppervlakte-eenheid.
2. Inkrimping.
3. Verhoogde werksnelheid.
4. Lagere kosten.
5. Ontwikkeling van software aan de ene kant en vereenvoudiging en standaardisatie van hardware aan de andere kant.

Nul generatie. Mechanische computers

De voorwaarden voor het verschijnen van een computer zijn waarschijnlijk al sinds de oudheid gevormd, maar de bespreking begint vaak met de rekenmachine van Blaise Pascal, die hij in 1642 ontwierp. Deze machine kon alleen optel- en aftrekbewerkingen uitvoeren. In de jaren zeventig van dezelfde eeuw bouwde Gottfried Wilhelm Leibniz een machine die niet alleen bewerkingen kon uitvoeren op het gebied van optellen en aftrekken, maar ook vermenigvuldigen en delen.

In de 19e eeuw leverde Charles Babbage een belangrijke bijdrage aan de toekomstige ontwikkeling van computertechnologie. Zijn verschil motor, hoewel ze alleen maar kon optellen en aftrekken, werden de resultaten van berekeningen op een koperen plaat geperst (een analoog van informatie-invoer-uitvoermiddelen). Later beschreven door Babbage analytische motor moest aan alle vier de basisvereisten voldoen wiskundige bewerkingen. De analytische motor bestond uit geheugen, een computermechanisme en invoer-uitvoerapparaten (net als een computer... alleen mechanisch), en het allerbelangrijkste: het kon presteren verschillende algoritmen(afhankelijk van welke ponskaart zich in het invoerapparaat bevond). Programma's voor de Analytical Engine zijn geschreven door Ada Lovelace (de eerste beroemde programmeur). Sterker nog, de auto werd destijds niet gerealiseerd vanwege technische en financiële problemen. De wereld bleef achter bij Babbage's gedachtegang.

In de 20e eeuw werden automatische rekenmachines ontworpen door Konrad Zus, George Stibits en John Atanasov. De machine van laatstgenoemde bevatte, zou je kunnen zeggen, een prototype RAM, en maakte ook gebruik van binaire rekenkunde. De Mark I- en Mark II-relaiscomputers van Howard Aiken waren qua architectuur vergelijkbaar met Babbage's Analytical Engine.

Eerste generatie. Vacuümbuiscomputers (194x-1955)

Prestaties: enkele tienduizenden handelingen per seconde.

Eigenaardigheden:

• Omdat lampen aanzienlijk groot zijn en er duizenden zijn, waren de machines enorm groot.
• Omdat er veel lampen zijn en deze de neiging hebben door te branden, stond de computer vaak stil vanwege het zoeken naar en vervangen van een defecte lamp.
• Lampen hoogtepunt groot aantal hitte, daarom hebben computers speciale krachtige koelsystemen nodig.

Voorbeelden van computers:

Kolos – geheime ontwikkeling Britse regering (Alan Turing nam deel aan de ontwikkeling). Dit is de eerste ter wereld elektronische computer, hoewel het geen impact had op de ontwikkeling van computertechnologie (vanwege de geheimhouding ervan), maar wel hielp bij het winnen van de Tweede Wereldoorlog.

Eniac. Makers: John Mauchley en J. Presper Eckert. Het gewicht van de machine bedraagt ​​30 ton. Nadelen: gebruik decimaal systeem rekening; Veel schakelaars en kabels.

Edsak. Prestatie: de eerste machine met een programma in het geheugen.

Wervelwind ik. Korte woorden, realtime werk.

Computer 701(en daaropvolgende modellen) van IBM. De eerste computer die 10 jaar lang toonaangevend op de markt was.

Tweede generatie. Transistorcomputers (1955-1965)

Prestaties: honderdduizenden bewerkingen per seconde.

Vergeleken met vacuümbuizen heeft het gebruik van transistors het mogelijk gemaakt om de omvang van computerapparatuur te verkleinen, de betrouwbaarheid te vergroten, de bedrijfssnelheid te verhogen (tot 1 miljoen bewerkingen per seconde) en de warmteoverdracht vrijwel te elimineren. Methoden voor het opslaan van informatie ontwikkelen zich: magneetband wordt veel gebruikt en er verschijnen later schijven. In deze periode werd het eerste computerspel gezien.

De eerste transistorcomputer TX werd een prototype voor branchecomputers PDP DEC-bedrijven, die kunnen worden beschouwd als de grondleggers van de computerindustrie, omdat het fenomeen verscheen massale verkoop auto's DEC brengt de eerste minicomputer (ter grootte van een kast) uit. Het display is gedetecteerd.

IBM is ook actief bezig met het produceren van transistorversies van zijn computers.

Computer6600 CDC, ontwikkeld door Seymour Cray, had een voordeel ten opzichte van andere computers uit die tijd: de snelheid, die werd bereikt door parallelle uitvoering van opdrachten.

Derde generatie. Computers met geïntegreerde schakelingen (1965-1980)

Prestaties: miljoenen bewerkingen per seconde.

Een geïntegreerd circuit is een elektronisch circuit dat op een siliciumchip is geëtst. Op zo’n circuit passen duizenden transistors. Als gevolg daarvan werd deze generatie computers gedwongen nog kleiner, sneller en goedkoper te worden.

Dankzij deze laatste eigenschap konden computers verschillende gebieden van menselijke activiteit binnendringen. Hierdoor werden ze meer gespecialiseerd (dat wil zeggen, er waren verschillende computers voor verschillende taken).

Er is een probleem ontstaan ​​met betrekking tot de compatibiliteit van gefabriceerde modellen (de software daarvoor). Voor het eerst besteedde IBM veel aandacht aan compatibiliteit.

Er is multiprogrammering geïmplementeerd (dit is wanneer er verschillende uitvoerbare programma's in het geheugen staan, wat tot gevolg heeft dat er processorbronnen worden bespaard).

Verdere ontwikkeling van minicomputers ().

Vierde generatie. Computers op grootschalige (en ultragrote) geïntegreerde schakelingen (1980-...)

Prestaties: honderden miljoenen bewerkingen per seconde.

Het werd mogelijk om niet slechts één geïntegreerd circuit op één chip te plaatsen, maar duizenden. De snelheid van computers is aanzienlijk toegenomen. Computers werden steeds goedkoper en nu kochten zelfs particulieren ze, wat het zogenaamde tijdperk van de personal computers markeerde. Maar het individu was meestal geen professionele programmeur. Bijgevolg was de ontwikkeling van software nodig zodat een individu de computer kon gebruiken in overeenstemming met zijn verbeelding.

Eind jaren zeventig, begin jaren tachtig waren computers populair Appel, ontwikkeld door Steve Jobs en Steve Wozniak. Later werd een personal computer op basis van een Intel-processor in massaproductie gelanceerd.

Later verschenen superscalaire processors, die veel instructies tegelijkertijd konden uitvoeren, en 64-bits computers.

Vijfde generatie?

Dit geldt ook voor het mislukte Japanse project (goed beschreven op Wikipedia). Andere bronnen noemen de vijfde generatie computers zogenaamde onzichtbare computers (microcontrollers ingebouwd). huishoudelijke apparaten, auto's, enz.) of zakcomputers.

Er is ook een mening dat de vijfde generatie computers met dual-coreprocessors zou moeten bevatten. Vanuit dit oogpunt begon de vijfde generatie rond 2005.

Invoering

1. Eerste generatie computers, jaren 50-60

2. Tweede generatie computers: jaren zestig en zeventig

3. Derde generatie computers: 1970-1980

4. Vierde generatie computers: 1980-1990

5. Vijfde generatie computers: 1990-heden

Conclusie

Invoering

Sinds 1950 zijn de ontwerp-technologische en software-algoritmische principes van het construeren en gebruiken van computers elke zeven tot tien jaar radicaal vernieuwd. In dit opzicht is het legitiem om over generaties computers te praten. Conventioneel kan aan elke generatie 10 jaar worden toegewezen.

Computers hebben een lange evolutionaire weg afgelegd in termen van de elementbasis (van lampen tot microprocessors) en ook in de zin van de opkomst van nieuwe mogelijkheden, waardoor de reikwijdte en aard van hun gebruik zijn uitgebreid.

De indeling van computers in generaties is een zeer voorwaardelijke, losse classificatie van computersystemen op basis van de mate van ontwikkeling van hardware en software, evenals methoden van communicatie met de computer.

De eerste generatie computers omvat machines die aan het begin van de jaren vijftig zijn gemaakt: in de circuits werden vacuümbuizen gebruikt. Er waren weinig commando's, de bediening was eenvoudig en de RAM-capaciteit en prestatie-indicatoren waren laag. De prestaties bedragen ongeveer 10-20.000 bewerkingen per seconde. Voor de invoer en uitvoer werden drukapparaten, magneetbanden, ponskaarten en ponsbanden gebruikt.

Tot de tweede generatie computers behoren de machines die in 1955-65 zijn ontworpen. Ze gebruikten zowel vacuümbuizen als transistors. RAM is gebouwd op magnetische kernen. Op dit moment verschenen magnetische trommels en de eerste magnetische schijven. Er zijn zogenaamde talen op hoog niveau verschenen, waarvan de middelen de beschrijving van de gehele reeks berekeningen in een visuele, gemakkelijk te begrijpen vorm mogelijk maken. Er is een groot aantal bibliotheekprogramma's verschenen voor het oplossen van verschillende wiskundige problemen. Machines van de tweede generatie werden gekenmerkt door software-incompatibiliteit, wat het moeilijk maakte om grote informatiesystemen te organiseren. Halverwege de jaren zestig vond er dus een overgang plaats naar het creëren van computers die software-compatibel waren en gebouwd op een micro-elektronische technologische basis.

Derde generatie computers. Dit zijn machines die na de jaren 60 zijn gemaakt en die één enkele architectuur hebben, d.w.z. software-compatibel. Er zijn multiprogrammeermogelijkheden verschenen, d.w.z. gelijktijdige uitvoering van meerdere programma's. Computers van de derde generatie gebruikten geïntegreerde schakelingen.

Vierde generatie computers. Dit is de huidige generatie computers die na 1970 is ontwikkeld. Machines van de 4e generatie zijn ontworpen om moderne talen op hoog niveau effectief te gebruiken en het programmeerproces voor de eindgebruiker te vereenvoudigen.

Qua hardware worden ze gekenmerkt door het gebruik van grote geïntegreerde schakelingen als elementaire basis en de aanwezigheid van snelle opslagapparaten met willekeurige toegang met een capaciteit van enkele MB.

Machines van de 4e generatie zijn complexen met meerdere processors en meerdere machines die op externe stroom werken. geheugen en algemeen veld ext. apparaten. Prestaties bereiken tientallen miljoenen bewerkingen per seconde, geheugen - enkele miljoenen woorden.

De overgang naar de vijfde generatie computers is al begonnen. Het bestaat uit een kwalitatieve overgang van gegevensverwerking naar kennisverwerking en uit het verbeteren van de basisparameters van een computer. De nadruk zal vooral liggen op ‘intelligentie’.

Tot op heden ligt de werkelijke ‘intelligentie’ die wordt gedemonstreerd door de meest complexe neurale netwerken onder het niveau van een regenworm. Maar hoe beperkt de mogelijkheden van neurale netwerken ook zijn vandaag de dag, veel revolutionaire ontdekkingen kunnen op de loer liggen.

1. Eerste generatie computers, jaren 50-60

Er werden logische circuits gemaakt met behulp van discrete radiocomponenten en elektronische vacuümbuizen met een gloeidraad. Random access memory-apparaten gebruikten magnetische trommels, akoestisch ultrasoon kwik en elektromagnetische vertragingslijnen en kathodestraalbuizen (CRT's). Als externe opslagapparaten werden schijven op magneetbanden, ponskaarten, ponsbanden en insteekschakelaars gebruikt.

De programmering van deze generatie computers werd uitgevoerd in het binaire getalsysteem in machinetaal, dat wil zeggen dat de programma's strikt gericht waren op een specifiek machinemodel en samen met deze modellen "stierven".

Halverwege de jaren vijftig verschenen machinegeoriënteerde talen zoals symbolische codeertalen (SCL's), die het mogelijk maakten om hun verkorte verbale (letter) notatie en decimale getallen te gebruiken in plaats van de binaire notatie van commando's en adressen. In 1956 werd de eerste programmeertaal op hoog niveau voor wiskundige problemen gecreëerd - de Fortran-taal, en in 1958 - de universele programmeertaal Algol.

Computers, beginnend bij UNIVAC en eindigend met BESM-2 en de eerste modellen van de Minsk- en Ural-computers, behoren tot de eerste generatie computers.

2. Tweede generatie computers: jaren zestig en zeventig

Logische circuits werden gebouwd op discrete halfgeleider- en magnetische elementen (diodes, bipolaire transistors, toroïdale ferrietmicrotransformatoren). Als ontwerp- en technologische basis werden printplaten (platen gemaakt van getinax-folie) gebruikt. Het blokprincipe van machineontwerp is op grote schaal gebruikt, waardoor u een groot aantal verschillende externe apparaten op de hoofdapparaten kunt aansluiten, wat zorgt voor meer flexibiliteit bij het gebruik van computers. Klokfrequenties van elektronische circuits zijn toegenomen tot honderden kilohertz.

Er begon gebruik te worden gemaakt van externe schijven op harde magnetische schijven1 en floppy disks - een geheugenniveau tussen magneetbanddrives en RAM in.

In 1964 verscheen de eerste computermonitor: de IBM 2250. Het was een monochroom beeldscherm met een scherm van 12 x 12 inch en een resolutie van 1024 x 1024 pixels. Het had een framesnelheid van 40 Hz.

Besturingssystemen die op basis van computers waren gemaakt, vereisten hogere prestaties van computers, en vooral betrouwbaarheid. Foutdetectie- en correctiecodes en ingebouwde besturingscircuits worden op grote schaal gebruikt in computers.

De machines van de tweede generatie waren de eersten die informatieverwerkingsmodi voor batchverwerking en televerwerking implementeerden.

De eerste computer die gedeeltelijk halfgeleiderapparaten gebruikte in plaats van vacuümbuizen was de SEAC-machine (Standards Eastern Automatic Computer), gemaakt in 1951.

In het begin van de jaren zestig begonnen halfgeleidermachines in de USSR te worden geproduceerd.

3. Derde generatie computers: 1970-1980

In 1958 vond Robert Noyce het kleine geïntegreerde siliciumcircuit uit, dat tientallen transistors op een klein oppervlak kon huisvesten. Deze circuits werden later bekend als Small Scale Integrated Circuits (SSI). En al eind jaren zestig werden geïntegreerde schakelingen in computers gebruikt.

De logische circuits van computers van de derde generatie waren al volledig gebouwd op kleine geïntegreerde schakelingen. De klokfrequenties van elektronische circuits zijn toegenomen tot enkele megahertz. De voedingsspanning (eenheden van volt) en het door de machine verbruikte vermogen zijn afgenomen. De betrouwbaarheid en snelheid van computers zijn aanzienlijk toegenomen.

Random access-geheugens gebruikten kleinere ferrietkernen, ferrietplaten en magnetische films met een rechthoekige hysteresislus. Schijfstations zijn op grote schaal gebruikt als externe opslagapparaten.

Er zijn nog twee niveaus van opslagapparaten verschenen: geheugenapparaten met ultrarandom access op triggerregisters, die een enorme snelheid hebben maar een kleine capaciteit (tientallen getallen), en snel cachegeheugen.

Sinds het wijdverbreide gebruik van geïntegreerde schakelingen in computers kan de technologische vooruitgang op het gebied van computers worden waargenomen met behulp van de bekende wet van Moore. Een van de oprichters van Intel, Gordon Moore, ontdekte in 1965 een wet die bepaalt dat het aantal transistors in één chip elke anderhalf jaar verdubbelt.

Vanwege de aanzienlijke complexiteit van zowel de hardware als de logische structuur van computers van de derde generatie, werden ze vaak systemen genoemd.

De eerste computers van deze generatie waren dus modellen van IBM-systemen (een aantal IBM 360-modellen) en PDP (PDP 1). In de Sovjet-Unie begonnen, in samenwerking met de landen van de Raad voor Wederzijdse Economische Bijstand (Polen, Hongarije, Bulgarije, Oost-Duitsland, enz.), modellen van het Unified System (EU) en het systeem van kleine computers (SM) te verschijnen. geproduceerd worden.

Bij computers van de derde generatie wordt veel aandacht besteed aan het verminderen van de complexiteit van het programmeren, de efficiëntie van de programma-uitvoering in machines en het verbeteren van de communicatie tussen de operator en de machine. Dit wordt verzekerd door krachtige besturingssystemen, geavanceerde programmeerautomatisering, efficiënte programmaonderbrekingssystemen, time-sharing bedrijfsmodi, real-time bedrijfsmodi, multi-programma bedrijfsmodi en nieuwe interactieve communicatiemodi. Er is ook een effectief videoterminalapparaat verschenen voor communicatie tussen de operator en de machine: een videomonitor of beeldscherm.

Er wordt veel aandacht besteed aan het vergroten van de betrouwbaarheid en betrouwbaarheid van de computerbediening en het vergemakkelijken van het onderhoud ervan. Betrouwbaarheid en betrouwbaarheid worden verzekerd door het wijdverbreide gebruik van codes met automatische foutdetectie en -correctie (Hamming-correctiecodes en cyclische codes).

De modulaire organisatie van computers en de modulaire opbouw van hun besturingssystemen hebben ruime mogelijkheden gecreëerd voor het veranderen van de configuratie van computersystemen. In dit opzicht is er een nieuw concept van 'architectuur' van een computersysteem ontstaan, dat de logische organisatie van dit systeem definieert vanuit het standpunt van de gebruiker en programmeur.

4. Vierde generatie computers: 1980-1990

Een revolutionaire gebeurtenis in de ontwikkeling van computertechnologie van de derde generatie machines was de creatie van grote en zeer grote geïntegreerde schakelingen (Large Scale Integration - LSI en Very Large Scale Integration - VLSI), een microprocessor (1969) en een personal computer. Sinds 1980 werden bijna alle computers gemaakt op basis van microprocessors. De populairste computer is een personal computer geworden.

Logische geïntegreerde schakelingen in computers werden gemaakt op basis van unipolaire veldeffect-CMOS-transistors met directe verbindingen die op lagere amplitudes werkten elektrische spanningen(eenheden van volt), die minder stroom verbruiken dan bipolaire, en daardoor de implementatie van meer geavanceerde nanotechnologieën mogelijk maken (in die jaren - op de schaal van eenheden van microns).

De eerste personal computer werd in april 1976 gemaakt door twee vrienden, Steve Jobe (geb. 1955), een medewerker van Atari, en Stefan Wozniak (geb. 1950), die bij Hewlett-Packard werkte. Gebaseerd op een geïntegreerde 8-bits controller van een hardgesoldeerd circuit van een populair elektronisch spel, dat 's avonds in een autogarage werkte, maakten ze een eenvoudig programmeerbaar exemplaar in BASIC spelcomputer Apple, dat enorm succesvol was. Begin 1977 werd Apple Co. geregistreerd en begon de productie van 's werelds eerste personal computer. Apple-computer.

5. Vijfde generatie computers: 1990-heden

Architectuurkenmerken moderne generatie computers worden uitgebreid besproken in deze cursus.

In het kort kan het basisconcept van een computer van de vijfde generatie als volgt worden geformuleerd:

1. Computers op ultracomplexe microprocessors met een parallelle vectorstructuur, die tegelijkertijd tientallen opeenvolgende programma-instructies uitvoeren.

2. Computers met vele honderden parallel werkende processors, die de constructie van gegevens- en kennisverwerkingssystemen en efficiënte netwerkcomputersystemen mogelijk maken.

Zesde en volgende generaties computers

Elektronische en opto-elektronische computers met enorm parallellisme, neurale structuur, met gedistribueerd netwerk groot aantal(tienduizenden) microprocessors die de architectuur van neurale biologische systemen modelleren.

Conclusie

Alle stadia van de computerontwikkeling worden conventioneel verdeeld in generaties.

De eerste generatie is gemaakt op basis van elektrische vacuümlampen, de machine werd bestuurd vanaf een afstandsbediening en ponskaarten met behulp van machinecodes. Deze computers waren ondergebracht in verschillende grote metalen kasten die hele kamers in beslag namen.

De derde generatie verscheen in de jaren 60 van de 20e eeuw. Op basis hiervan werden computerelementen uitgevoerd halfgeleidertransistoren. Deze machines verwerkten informatie onder controle van programma's in Assembleertaal. Gegevens en programma's werden ingevoerd vanaf ponskaarten en ponsbanden.

De derde generatie werd uitgevoerd op microschakelingen met honderden of duizenden transistors op één plaat. Een voorbeeld van een machine van de derde generatie is de ES-computer. De werking van deze machines werd bestuurd vanaf alfanumerieke terminals. Voor de controle werden talen op hoog niveau en Assembly gebruikt. Gegevens en programma's werden zowel vanaf de terminal als vanaf ponskaarten en ponsbanden ingevoerd.

De vierde generatie ontstond op basis van grootschalige geïntegreerde schakelingen (LSI). Meest prominente vertegenwoordigers vierde generatie COMPUTER- personal computers(PC). Een universele microcomputer voor één gebruiker wordt persoonlijk genoemd. De communicatie met de gebruiker vond plaats via een grafisch kleurendisplay in hoogwaardige talen.

De vijfde generatie is gebaseerd op ultra-grootschalige geïntegreerde schakelingen (VLSI), die zich onderscheiden door de kolossale dichtheid van logische elementen op de chip.

Er wordt van uitgegaan dat in de toekomst de invoer van informatie in een computer via spraak de communicatie met de machine mogelijk maakt natuurlijke taal, machinevisie, machinale tastzin, creatie van intelligente robots en robotapparaten.