Prvi elektronski računalniki

V zadnjih desetletjih je človeštvo vstopilo v računalniško obdobje. Inteligentni in zmogljivi računalniki, ki temeljijo na načelih matematičnega delovanja, delujejo z informacijami, upravljajo dejavnosti posameznih strojev in celih rastlin, nadzorujejo kakovost izdelkov in različne izdelke. V današnjem času je računalniška tehnologija osnova za razvoj človeške civilizacije. Na poti do takega položaja je bilo treba opraviti kratko, vendar zelo vihorno pot. In že dolgo časa so bili ti stroji imenovani računalniki, ne računalniki, ampak računalniki.

Razvrščanje računalnikov

S splošno klasifikacijo so računalniki porazdeljeni v več generacij. Določanje lastnosti pri dodeljevanju naprav določeni generaciji so njihove individualne strukture in spremembe, takšne zahteve za elektronske računalnike, kot so hitrost, velikost pomnilnika, tehnike upravljanja in metode obdelave podatkov.

Seveda bo distribucija računalnika v vsakem primeru poljubna - obstaja veliko število stroji, ki so po nekaterih značilnostih obravnavani kot modeli ene generacije in po mnenju drugih - pripadajo popolnoma drugačni.

Posledično so te naprave lahko klasificirane kot neusklajene stopnje pri oblikovanju modelov elektronskega računskega tipa.

V vsakem primeru izboljšanje računalnika gre v več fazah. In generacija računalnikov vsake stopnje ima med seboj bistvene razlike glede elementarnih in tehničnih osnov, določenih določenih določenih matematičnih tipov.

Prva generacija računalnikov

Generacija 1 računalnikov razvili v prvih letih po vojni. Zelo močni elektronski računalniki so bili zgrajeni na osnovi elektronskih tipov svetilk (enako kot pri vseh televizorjih modelov tistih let). Do neke mere je to bila stopnja v razvoju takšne tehnike.

Prvi računalniki so bili eksperimentalni tipi aparatov, ki so bili oblikovani za analizo obstoječih in novih konceptov (v različnih znanostih in v nekaterih kompleksnih panogah). Obseg in teža računalniških strojev, ki sta bila precej velika, so pogosto zahtevali zelo velike prostore. Zdaj se mi zdi kot zgodba o dolgih preteklih in celo ne pravih letih.

Uvajanje podatkov v naprave prve generacije je bilo način nalaganja udarnih kartic, programsko vodenje zaporedij funkcijskih rešitev pa je bilo izvedeno, na primer v ENIAC-ju - način vstavljanja čepov in oblik nastavljene krogle.

Kljub temu, da je ta metoda programiranja zamudo veliko časa, da bi pripravili enote za priključitev na stavni stroji enot na področjih, ki jih ponuja vse možnosti za dokazovanje matematičnih "pooblastil» ENIACrsquo-in, z imeli precejšnje koristi razlike o tem, kako program udaril trak , ki je primerna za naprave vrste relejev.

Načelo "razmišljanja"

Zaposleni, ki so delali na prvem računalniku, se niso ustavili, bili so blizu naprav in stalno spremljali učinkovitost obstoječih elektronskih cevi. Ampak, če je samo ena sijalka neuspešna, se je ENIAC takoj povzpel, vsi so se mudili iskati poškodovano svetilko.

Vodilni vzrok (čeprav približne) je zelo pogosto menjavo žarnice je bila naslednja: ogrevanje in žarilne svetilke privlači žuželke, ki jih odletela v notranjost naprave in "pomagal" ustvarjanje električnega kratkega stika. To pomeni, da je prva generacija teh strojev zelo občutljiva na zunanje vplive.

Če smo si predstavljali, da bi te predpostavke lahko bile resnične, potem je razumevanje pojma "hrošči" ("hrošči"), v skladu s katerimi se razumejo napake in pomanjkljivosti v računalniški in strojni opremi, precej drugačen pomen.

No, in če so bile svetilke stroja v delovnem stanju, so lahko spremljevalci konfigurirali ENIAC za drugo nalogo, ročno spreminjali povezave približno šest tisoč žic. Vse te stike je bilo potrebno znova preklopiti, ko se je pojavila naloga druge vrste.

Serijske naprave

Prvi elektronski računalnik, ki se je začel serijsko, je bil UNIVAC. Postala je prva vrsta digitalnega računalnika za večnamensko uporabo. UNIVAC, katerega ustanovitev je od leta 1946 do 1951, je zahtevala obdobje dodatkov 120 μs, skupnih množenj - 1800 μs in delitev - 3600 μs.

Takšni stroji so zahtevali veliko površino, veliko električne energije in imeli veliko število elektronskih svetilk.

Zlasti sovjetski elektronski računalnik "Strela" je posedoval 6.400 od teh svetilk in 60.000 izvodov polprevodniških diode. Hitrost delovanja takšne generacije računalnikov ni bila večja od dveh ali treh tisoč akcij na sekundo, velikost RAM-a pa ni bila večja od dveh KB. Le enota "M-2" (1958) je dosegla operacijski pomnilnik približno štiri KB, hitrost delovanja naprave pa je dosegla dvajset tisoč operacij na sekundo.

Računalniki druge generacije

Leta 1948 je več znanstvenikov in izumiteljev Zahoda prejel prvi delovni tranzistor. To je bil točkovni mehanizem, v katerem so bile kontaktirane tanke kovinske žice s trakom polikristalnega materiala. Posledično se je družina računalnikov že v teh letih izboljšala.

Prvi modeli izpuščenih računalnikov, ki so delovali na podlagi tranzistorjev, kažejo njihov videz v zadnjem delu petdesetih let prejšnjega stoletja, pet let kasneje pa so se pojavili tudi zunanji obrazci digitalnega računalnika z znatno razširjenimi funkcijami.

Značilnosti arhitekture

Eden od pomembnih načel delovanja tranzistorja je, da bo v eni sami kopiji lahko opravil določeno delo za 40 običajnih svetilk in tudi takrat bo ohranil večjo hitrost delovanja. Naprava proizvaja minimalno količino toplote in skoraj ne bo uporabljala električnih virov in energije. V zvezi s tem so se povečale zahteve za osebne elektronske računalnike.

Vzporedno s postopno zamenjavo običajnih električnih žarnic z učinkovitimi tranzistorji je prišlo do izboljšanja metode ohranjanja razpoložljivih podatkov. Obstaja širitev pomnilniške kapacitete, magnetni modificirani trak, ki se je prvič uporabil v računalniku prve generacije UNIVAC, se je začel izboljševati.

Opozoriti je treba, da je bila v sredini šestdesetih let prejšnjega stoletja uporabljena metoda shranjevanja podatkov na diskah. Pomemben napredek pri uporabi računalnikov je omogočil hitrost milijon operacij v eni sekundi! Zlasti se običajni tranzistorski računalniki druge generacije računalnikov lahko razvrstijo kot "Stretch" (Velika Britanija), "Atlas" (ZDA). V tem času je ZSSR izdelal kakovostne računalniške modele (zlasti BESM-6).

Sprostitev računalnikov, ki temeljijo na tranzistorjev, povzročil zmanjšanje volumna, teže, stroške električne energije in stroškov za avtomobile, in izboljšano zanesljivost in učinkovitost. To je omogočilo povečanje števila uporabnikov in seznam nalog, ki jih je treba rešiti. Glede na značilnosti, ki razlikujejo druge generacije računalnikov, so se razvijalci tovrstnih naprav začeli oblikovati obrazce algoritemsko jezikov, inženiring (zlasti ALGOL, FORTRAN) in komercialne (na primer, COBOL) tip izračune.

Povečajo se tudi higienske zahteve za elektronske računalnike. V petdesetih letih je bil še en preboj, vendar je bil še vedno daleč od sedanje ravni.

Pomen operacijskega sistema

Toda tudi v tem času je bila vodilna naloga računalniške tehnologije zmanjšati vire - delovni čas in spomin. Da bi rešili ta problem, so začeli oblikovati prototipe trenutnih operacijskih sistemov.

Vrste prvega operacijskega sistema (OS) je bila dana možnost za izboljšanje avtomatizacije računalniških uporabnikov, ki je bil zasnovan za opravljanje posebnih nalog: zagon teh programov stroj spodbija pravih prevajalcev, klici, ki so potrebni za programiranje sodobnih knjižnic rutine, itd

Zato je bilo poleg programa in različne vrste podatkov v računalnik druge generacije, da zapustijo tudi posebna navodila, ki so bile določene ukrepe za obdelavo in seznam podatkov, programov in njenih razvijalcev. Po tem se je avto začel uvajati vzporedno določeno število nalog za operaterje (s sklopov delovnih mest), te oblike operacijskih sistemov je bilo potrebno razdeliti vrste računalniških virov med nekaterimi oblikami delovnih mest - ni bilo multiprogramiranje način za delo naj preuči podatke.

Tretja generacija

Zaradi razvoja tehnologije za izdelavo integriranih vezij (IC) računalnikov je bilo mogoče doseči pospešitev hitrosti in zanesljivosti obstoječih polprevodniških vezij, pa tudi drugo zmanjšanje njihovih dimenzij, porabljene moči in cene.

Integralni obliko ostružkov zdaj začeli, da določen sklop delov elektronskih tipa, ki so bili dani v pravokotne podolgovate plošče silicija, in je dolžina eni strani ni več kot 1 cm. Ta vrsta plošče (kristalov) je bila dana v plastičnem ohišju majhnih količinah, da velikost mogoče izračunati samo z dodelitvijo tako imenovanih. "Noge".

Zaradi teh razlogov se je hitrost računalniškega razvoja začela hitro povečevati. To je omogočilo ne samo izboljšanje kakovosti dela in zmanjšanje stroškov takih strojev, ampak tudi oblikovanje naprav majhnih, enostavnih, poceni in zanesljivih masnih tipov - mini računalnikov. Ti stroji so bili prvotno namenjeni reševanju ozkih tehničnih težav pri različnih vajah in tehnikah.

Vodilni trenutek v teh letih je veljal za možnost združevanja strojev. Tretja generacija računalnika je ustvarjena ob upoštevanju združljivih ločenih modelov različnih tipov. Vse druge pospeške pri razvoju matematične in različne programske opreme prispevajo k oblikovanju programov paketnih oblik za rešljivost standardnih nalog problematičnega programskega jezika. Nato prvič obstajajo programski paketi - oblike operacijskih sistemov, na katerih se razvija tretja generacija računalnikov.

Četrta generacija

Aktivno izboljšanje elektronskih naprav računalnikov je prispevalo k nastanku velikih integriranih vezij (LSI), kjer je vsak kristal vseboval več tisoč električnih delov. Zaradi tega se je začela izdelovati naslednja generacija računalnikov, katerih osnovna osnova je prejela več pomnilnika in zmanjšala cikle uresničevanja ukazov: uporaba pomnilniških bajtov v enem delovanju stroja se je znatno zmanjšala. Ampak, ker se stroški programiranja niso zmanjšali, so bile naloge zmanjšanja virov čisto človeškega, ne pa strojne vrste, kot prej, v ospredje.

Izdelali so operativne sisteme naslednjih tipov, ki so operaterjem omogočili, da izboljšajo svoje programe neposredno za računalniškim zaslonom, kar je poenostavilo delo uporabnikov, zaradi česar je bil kmalu na voljo prvi razvoj nove programske baze. Ta metoda je popolnoma nasprotovala teoriji začetnih stopenj razvoja informacij, ki so uporabljale računalnike prve generacije. Računalniki se zdaj uporabljajo ne samo za snemanje velikih količin informacij, temveč tudi za avtomatizacijo in mehanizacijo različnih področij dejavnosti.

Spremembe v zgodnjih sedemdesetih

Leta 1971 je bilo sproščeno veliko integrirano vezje računalnikov, kjer je bil na voljo celoten procesor računalnikov klasičnih arhitektur. Zdaj je bilo mogoče urediti eno veliko integrirano vezje skoraj vse sheme elektronskega tipa, ki niso bile zapletene v tipični računalniški arhitekturi. Tako so se povečale možnosti množičnih izpustov konvencionalnih naprav za majhne cene. To je bila četrta generacija računalnikov.

Od takrat je veliko poceni izvedena (ki se uporablja v kompaktne računalniške tipkovnice), in pogonskimi vezij, ki se prilega na enega ali več velikih tiskanih vezij integralnih, procesorji s zadostne količine pomnilnika in strukturo povezav s senzorji v obliki izvršilnih mehanizmov nadzora.

Programi, ki so delali z regulacijo bencina v avtomobilskih motorjih, s prenosom določenih elektronskih informacij ali s fiksnimi sistemi za pranje perila, so bili uvedeni v računalniški pomnilnik ali z uporabo različnih tipov krmilnikov ali neposredno pri podjetjih.

V sedemdesetih letih so imeli začetni računalniških sistemov proizvodnje namen, ki kombiniranih procesor, pomnilnik, tokokrogov različne vmesnike za vhodno-izhodni mehanizem nameščena v skupnem velikih integriranega vezja (ti enojnim čipom računalnik) ali v drugih izvedbah Večje integrirana vezja nameščena na skupnem tiskanega vrste vezij. Kot rezultat, ko je četrta generacija računalnikov prejel množično distribucijo, ponovitev začetni položaj, ki vladajo v šestdesetih letih, ko je skromen mali, ki dela v velikih mainframe.

Lastnosti računalnika četrte generacije

Elektronski računalniki četrte generacije so bili zapleteni in imeli razvejane zmožnosti:

• normalni večprocesorski način;
• programe vzporednega zaporedja;
• tipi računalniških jezikov na visoki ravni;
• pojav prvih računalniških omrežij.

Razvoj tehničnih zmogljivosti teh naprav so zaznamovali takšne določbe:

1. Običajna zakasnitev signala je 0,7 ns / s.
2. Vodilni tip pomnilnika je tipičen polprevodnik. Obdobje razvoja informacij iz spomina te vrste je 100-150 ns. Pomnilnik - 1012-1013 znakov.

Uporaba strojne implementacije operacijskih sistemov

Modularni sistemi so se začeli uporabljati za programska orodja.

Prvi osebni elektronski računalnik je nastal spomladi leta 1976 na podlagi integriranih 8-bitni krmilniki običajno shemo elektronskih iger, znanstveniki proizvaja običajno programirana v jezik BASIC, tip računalnika igra "Apple", ki je prejel veliko popularnost. V začetku leta 1977, podjetje Apple Comp., In začel proizvodnjo prve na Zemlji osebnih računalnikov Apple. Zgodovina te stopnje računalnika poudarja ta dogodek kot najpomembnejši.

Danes Apple proizvaja osebne računalnike Macintosh, ki na več načinov nadgrajujejo modele modelov IBM PC. Novi modeli Apple se razlikujejo ne samo po izjemni kakovosti, temveč tudi po velikih (po sodobnih standardih) zmogljivosti. Razvit je tudi poseben operacijski sistem za računalnike Apple, ki upošteva vse njihove izjemne funkcije.

Peta vrsta računalniške generacije

V osemdesetih je proces razvoja računalnika (računalniške generacije) vstopil v novo fazo - stroje pete generacije. Videz teh naprav je povezan z razvojem mikroprocesorjev. Z vidika sistemskih konstrukcij je značilna absolutna decentralizacija dela, upoštevajoč programsko in matematično podlago, - gibanje do nivoja dela v programski strukturi. Organizacija dela elektronskih računalnikov narašča.

Učinkovitost pete generacije računalnikov je sto osemsto devet operacij na sekundo. Za ta tip stroja je značilen večprocesorski sistem, ki se nahaja na mikroprocesorjih oslabljenih vrst, ki jih takoj uporabi množica. Zdaj obstajajo vrste računalniških elektronskih računalnikov, ki so namenjene visokokakovostnim vrstam računalniških jezikov.