Mere prve generacije računalnikov. Razvoj računalniške tehnologije in ustvarjanje računalnikov

Računalništvo je pojav, ki ga opazujemo zdaj, verjetno v vseh državah sveta. Hitrost je impresivna. Zanimivo je, da sledi pogojem, pod katerimi je bil izveden zgodovinsko. Ali je mogoče reči, da je računalništvo rezultat načrtovanega razvoja tehnologij računalniške proizvodnje in programske opreme za njih? Katere so zgodovinske faze tehnološkega izboljšanja računalnikov?

Kaj je bilo pred računalniki?

Zanimivo je vedeti, kakšno napravo je računalnik zgodovinsko pred tem. Tako je mogoče opozoriti, da je v 17. stoletju legendarni francoski znanstvenik Pascal izumil, kot je verjel, prvi računarski stroj, ki je deloval na mehanskem principu. V začetku 19. stoletja je britanski raziskovalec Babbage izumil prvi analitični stroj. Nekaj ​​desetletij kasneje je ameriški inženir Hollerith ustvaril tabulator - električni stroj, s katerim je bilo mogoče izračunati statistične podatke. Nato se je aktivno nadaljeval razvoj vodilnih laboratorijev na svetu v smeri ustvarjanja naprav blizu računalnikov v sodobnem smislu.

Prvi računalniki

Eden od prvih računalnikov na svetu je izumil še en ameriški raziskovalec, Bush, leta 1930. Zgodovina računalnika, je popolna digitalne naprave, mnogi znanstveniki štejejo od leta 1944, ko je ameriški profesor Ayknem zasnovan računalnik "Mark 1". Dejansko je bila naprava, ki pripada računalniški napravi 1. generacije. Katere so njegove značilnosti? Najprej verjetno splošne dimenzije strukture. Razsežnosti prve generacije računalnikov so bile izjemne. Na primer, "Mark-1" je imela dolžino približno 15 metrov, višina -. O 2,5 m kapaciteta prvega digitalnega računalnika, s sodobnimi standardi, je bil razmeroma skromen, vendar je njegova vloga v zgodovini računalniške tehnologije, industrije, ni mogoče preceniti. Leta 1946 je ameriška vojska zgradila računalnik "Eniak". Mere prve generacije računalnikov na primer te naprave se lahko zdijo še bolj impresivne. Računalnik "Eniak" je dolg približno 30 m in tehtal 30 ton.

Ne bomo seveda zanimali samo dimenzije prve generacije računalnikov, temveč tudi druge značilnosti ustrezne vrste strojev. Upoštevajte jih, pa tudi naslednjo zgodovino računalnikov v podrobnostih.

Značilnosti računalnika 1. generacije

Upravljano z računalnikom 1 temelji na generacijo elektronov cevi - naprava, ki deluje s spreminjanjem toka delcev, ki se gibljejo od katode k anodi. Glavno načelo ustreznega premika je termionska emisija. Od začetka, so računalniki zgrajena na načelu logičnih navodila o razdelitvi 0 in 1. To shemo je doslej izvajala. Kako deluje kot glavna komponenta v računalniku uporabljati svetilko? Zelo je preprosto. Vstopna je nastala na napetost žarnice, na primer 2 V. izhod - manj, kot 1 V. bil prvi pogoj zapiše kot svetilke 1, drugi - kot 0. Kombinacija teh pogojev, ki temelji na množici deset tisoč svetilk oblikovanih strojni kodi.

Lampirni računalniki, torej tisti, ki spadajo v 1. generacijo, lahko opravijo približno 20 tisoč operacij na sekundo. Ali je to veliko ali ne? Za primerjavo je kazalnik za sodobne računalnike milijarde operacij na sekundo. Toda osnovne naloge tistih let, tudi v vojaški sferi, so značilnosti računalnikov prve generacije mogoče opraviti.

Za tovrstne računalnike ni značilna visoka zanesljivost. Samo zato, ker so žarnice pogosto spali, jih je bilo treba spremeniti. O zgornjih velikostih računalnikov smo že govorili. To je vnaprej določalo zelo velike težave s svojim prevozom, z optimizacijo njihove lokacije v stavbi. Stroški računalnika prve generacije so bili zelo visoki - samo velika podjetja in vladne strukture z velikim proračunom so si jih lahko privoščile. Za računalnike svetilk so bili značilni tudi visoki obratovalni stroški - predvsem v smislu porabe energije. Delo na njih je zahtevalo pritegnitev visoko usposobljenega osebja z naknadnim plačilom velike plače. Oseba, ki ve vsaj računalniško napravo, da ne omenjamo možnosti programiranja računalnika, je bila priljubljena in draga strokovnjakinja.

Posebnost prve generacije računalnikov, tako da so ti stroji, ki sodelujejo v posameznih programskih jezikih. Poleg tega je bil niz strojnih ukazov precej preprost. Kot tak, program - v običajnem pomenu - če uporabljate ustrezno vrsto računalnika ne uporablja. To je posledica ne samo skromno delovanje računalnika, ampak tudi zelo nizki naprave tech shranjevanje - pogosto so luknjane kartice in magnetni trakovi, ki so absolutno ni mogoče primerjati z nam običajno hitro vozi.

Vendar pa so se omenjeni neprijetnosti začeli dejavno prilagoditi inženirjem - predvsem z razvojem različnih algoritmov za avtomatizacijo dela s strojno kodo. Kljub nizki zmogljivosti računalnikov prve generacije se je učinkovitost njihovega delovanja postopno povečevala.

2. generacija računalnika

Svetovna računalniška industrija se po omenjenih izumih še naprej aktivno razvija. Izum "Mark-1", "Eniak" in drugi stroji - to je bil šele začetek. Dve generaciji računalnikov so se pojavili v začetku šestdesetih let. Njihova glavna značilnost - uporabili so tranzistorje namesto svetilk. Rezultat je povečala produktivnost strojev. Poleg tega se spomnimo, da so bile dimenzije prve generacije računalnikov impresivne. Stroji na tranzistorjih so se znatno zmanjšali. Kako očitno je bila prednost uporabe ustreznih tehnoloških rešitev v strukturi računalnikov? Dovolj je reči, da je 1 tranzistor lahko zamenjal okrog 40 svetilk. Popoln tudi informacijski nosilci. Naprava Računalniki druge generacije bi lahko prevzela uporabo magnetnih diskov, ki so v strukturi in konceptu blizu tistim napravam, ki so sodobnemu uporabniku seznanjene.

Z vidika uporabe programske opreme je svetovna računalniška industrija prav tako naredila korak naprej, zahvaljujoč zmogljivostim ustreznega tipa strojev. Izkazalo se je, da so jeziki razvrščeni kot visoki. Programatorji so razvili prevajalce - sredstva, s katerimi so bili ustrezni algoritmi prevedeni v jezik, ki se uporablja v računalniških ukazih računalnika. Izvedli so tudi načela napredne izvedbe nekaterih scenarijev računalniških programov. Začeli so se prikazovati aplikacije v knjižnicah, različne sisteme monitorjev, ki so postali prototipi sodobnih operacijskih sistemov.

Hkrati pa so bili kljub nekaterim poskusom poenotiti uporabo algoritmov programske opreme v različnih računalnikih različni računalniki označeni z omejeno združljivostjo. Da bi jih sorazmerno združili v enotno mrežo in zgradili na njegovi osnovi, je bil informacijski sistem podjetja zelo težko.

3. generacije računalnikov

Zgodovina računalnika tretje generacije se začne s stroji, pri oblikovanju katerih so bila uporabljena integrirana vezja, od katerih se je, kot se je izkazalo, lahko nadomestilo okoli 1000 tranzistorjev. Uspešnost računalnikov se je bistveno povečala. V računalniku je bilo mogoče hkrati zagnati več algoritmov programske opreme. Kaj je integrirano vezje? To je silicijev kristal, ki ima površino okoli 10 kvadratnih metrov. mm. Glede na raven učinkovitosti, kot je bilo izračunano, je bil en IP dejansko enak računalniku "Eniak". Med najbolj znane računalnike tretje generacije so računalniki, ki jih je izdelal IBM - stroji sistema 360.

Za tovrstne računalnike je značilna precej večja interoperabilnost od zgoraj navedenih naprav, vključno z vidika programske opreme. V računalnikih treh generacij so bili uvedeni prvi polnopravni operacijski sistemi, ki so sposobni opravljati več nalog hkrati. Mnoge strojne funkcije so se začele prenesti na programsko plast.

4. generacija računalnika

V sedemdesetih letih, tako imenovani veliki integrirana vezja. Kakšna je njihova posebnost? Prvič, njihova učinkovitost je ustrezala približno 1000 običajnim integriranim vezjem. Kot rezultat, je svetovna računalniška industrija uspela izdelati naprave, ki so primerljive po velikosti in zmogljivosti tistim, ki smo jih navadili danes.

Z izboljšanjem produktivnosti predelovalnih linij za proizvodnjo velikih integriranih vezij in drugih ključnih računalniških komponent, računalnikov postopoma postal cenejši. Če so bili prvi in ​​drugi (v 50-ih in 60-ih let) generacije računalnikov na voljo, kot smo zapisali zgoraj, v glavnem le za velika podjetja in vladne strukture, iz leta 1970, računalnik so bili aktivno nakup navadnih državljanov.

Dejavniki informatizacije

Računalništvo je postalo množični pojav, zlasti s prihodom interneta v poznih 80-ih. Njene stopnje so bile še bolj dinamične, nižja so bila cena naprav in manjša njihova velikost. Torej, prvi računalniki, v številnih značilnostih in tehnološki strukturi, podobni tistim, ki so nam danes znani, se je pojavil sredi sedemdesetih in zgodnjih 80. let. Med temi napravami - IBM PC, ki je danes postal prototip najbolj razširjene računalniške platforme. Postali so najbližji konkurent PC-jem, ki jih je družba Apple že aktivno proizvajala. Glavna razlika med njimi je odprtost koncepta IBM in zaprta platforma podjetja Apple. Z vidika programske in strojne strukture je razlika med ustreznimi vrstami osebnih računalnikov na splošno majhna. V strukturi IBM-platforme so takšne ključne komponente, kot so procesor, RAM, trdi disk, video in zvočna kartica, matična plošča. V tem primeru jih lahko nadomestijo drugi - kot možnost, bolj produktivni.

Sodobna generacija računalnikov

Tehnološki rezerve, ki je bila ustanovljena z inženirji v 70. letih, je bil tako velik, da je nadaljnji razvoj računalniških strokovnjakov in analitikov opisal kot poteka v istem 4. generacije. To pomeni, da sodobni visoko zmogljivi računalniki na splošno delujejo na istih načelih kot naprave pred 40 leti. V nekaterih vidikih, kot so npr. Računalniške velikosti, so sodobni računalniki vsekakor videti bistveno bolj tehnološko napredni. V naprave z majhno velikostjo prenosni fit računske moči daleč presega tiste, ki so bili, na primer, v prvem računalniku od Apple 70-ih let.

Kontinuiteta konceptov

Vendar konceptualno, računalniki, ki jih uporabljamo danes, delujejo v skladu s shemami, ki so bile prvič uvedene v računalniku z 4 generacijami. Ni jasnih meril, ki bi nam omogočile, da bi rekli, da sta prvi IBM-ov računalnik in sodobni iMac-laptops sorazmerno govorili računalniki različnih generacij. Zmogljivost se znatno razlikuje, koncept pa je na splošno enak.

Na podlagi platforme, ki jo ponuja IBM, se izvaja večina sodobnih namizij, prenosnih računalnikov in monoblokov. Glede na številna merila so mobilne naprave, kot so pametni telefoni in tablični računalniki, v skladu s platformo IBM, ki se je pojavila v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Torej, v vsakem od njih, kot v računalniku, je procesor, RAM, naprava za shranjevanje podatkov - analogni trdi disk.

Težko je celo reči, da je raven udobja pri uporabi računalnikov načeloma narasla, če primerjamo prve vzorce računalnika četrte generacije in sodobnih modelov. Osnovne strojne kontrole računalnika - tipkovnice, miške - se načeloma že več let niso spremenile. Seveda so se pojavile vse vrste touchscreens, brezkontaktnih zaslonov in drugih eksotičnih rešitev. Toda vsi uporabniki ne obravnavajo dovolj pozitivno.

Izboljšana, seveda, in programske rešitve - operacijski sistem (v prvih 4 generacije računalnikov so bili vzorci, nadzorovani iz operacijskih sistemov v ukazni vrstici danes vključujejo funkcionalne grafičnih uporabniških vmesnikov), vrste aplikacij programske opreme. Prve vrste ustreznih programov v sedemdesetih letih so bile v strukturi zelo enostavne.

Danes so to močna orodja za izvajanje proizvodnih nalog. Če govorimo o igrah, je razlika tudi opazna. V sedemdesetih so bili najpreprostejši arkad, danes vam omogočajo, da naredite zanimive potope v virtualnem prostoru. Vendar pa igre, OS in aplikacijska programska oprema z istimi algoritmi kot ustrezne rešitve v zgodnjih letih razvoja računalnika 4. generacije, pogosto v istih programskih jezikih.

Primerjava računalniških generacij

Poskusimo si vizualizirati primerjalne značilnosti generacij računalnikov. Kako je to mogoče storiti? Precej priročna možnost - primerjalna tabela generacij računalnikov. Predstavljen je v strukturi, ki odraža ključne značilnosti računalnika - zmogljivost in tehnološko osnovo, na kateri temeljijo izračuni.

To so primerjalne značilnosti generacij računalnikov. Vidimo, kako hitro se je razvila računalniška tehnologija. Računalniki različnih generacij so svetli primeri nastanka in uspešnega uvajanja v proizvodnjo najbolj inovativnih in visokotehnoloških inženirskih konceptov - tako na ravni strojne opreme kot tudi na področju programske opreme.

Na eni strani lahko sklepamo, da je informatizacija fenomen, ki se je razvijal postopoma, v povezavi z rastjo zmogljivosti računalnika, njihovo cenejšo in lažjo uporabo. Vendar pa je stališče, v kateri je postopek v zadevni značilna obdobja 2, ko je bil res galop ritem, in da je po videzu računalniških 4 generacije, in po preoblikovanju interneta v globalno mrežo. Ta dva dejavnika sta po številnih raziskovalcih postala ključna gonilna sila računalništva.