In de afgelopen decennia is de mensheid het computertijdperk binnengegaan. Slimme en krachtige computers, gebaseerd op de principes van wiskundige bewerkingen, werken met informatie, beheren de activiteiten van individuele machines en hele fabrieken, controleren de kwaliteit van producten en verschillende producten. In onze tijd is computertechnologie de basis voor de ontwikkeling van de menselijke beschaving. Op weg naar deze positie moest een kort maar zeer turbulent pad worden gepasseerd. En lange tijd werden deze machines geen computers genoemd, maar computers (computers).
Computerclassificatie
Volgens de algemene classificatie zijn computers verdeeld over een aantal generaties. De bepalende eigenschappen bij het classificeren van apparaten voor een bepaalde generatie zijn hun individuele structuren en aanpassingen, zoals vereisten voor elektronische computers zoals snelheid, geheugengrootte, besturingsmethoden en gegevensverwerkingsmethoden.
Natuurlijkde distributie van computers zal in elk geval voorwaardelijk zijn - er zijn een groot aantal machines die volgens sommige tekens worden beschouwd als modellen van één generatie en volgens andere tot een geheel andere behoren.
Als gevolg hiervan kunnen deze apparaten worden geclassificeerd als niet-samenvallende stadia van de vorming van modellen van een elektronisch computertype.
Hoe dan ook, de verbetering van computers doorloopt een aantal fasen. En de generatie van computers van elke fase heeft significante verschillen van elkaar in termen van elementaire en technische basis, bepaalde ondersteuning van een bepaald wiskundig type.
De eerste generatie computers
Generatie 1 computermachines ontwikkeld in de vroege naoorlogse jaren. Er werden niet erg krachtige elektronische computers gemaakt, gebaseerd op lampen van het elektronische type (hetzelfde als in alle tv-modellen van die jaren). Tot op zekere hoogte was dit het stadium van vorming van een dergelijke techniek.
De eerste computers werden beschouwd als experimentele soorten apparaten die werden gevormd om bestaande en nieuwe concepten te analyseren (in verschillende wetenschappen en in sommige complexe industrieën). Het volume en de massa van computermachines, die vrij groot waren, vereisten vaak zeer grote kamers. Nu lijkt het een sprookje van lang vervlogen en niet eens echt echte jaren.
De introductie van gegevens in de machines van de eerste generatie ging door de methode van het laden van ponskaarten, en het programmabeheer van de reeksen van oplossingsfuncties werd bijvoorbeeld uitgevoerd in ENIAC - door de methode van invoeren pluggen en vormen van een zetbol.
Ondanksaan het feit dat een dergelijke programmeermethode veel tijd kostte om de eenheid voor te bereiden, voor verbindingen op de zetvelden van machineblokken, bood het alle mogelijkheden om de wiskundige "vaardigheden" van ENIAC te demonstreren, en met aanzienlijke voordelen had verschillen met de ponsbandmethode van het programma, die geschikt is voor machines van het relaistype.
Het principe van "denken"
Medewerkers die aan de eerste computers werkten, gingen niet weg, ze waren constant in de buurt van de machines en bewaakten de efficiëntie van de bestaande vacuümbuizen. Maar zodra ten minste één lamp het begaf, stond ENIAC onmiddellijk op, iedereen haastte zich naar de kapotte lamp.
De belangrijkste reden (zij het bij benadering) voor de zeer frequente vervanging van lampen was de volgende: de verwarming en uitstraling van de lampen trokken insecten aan, ze vlogen in het interne volume van het apparaat en "hielpen" om een korte elektrische circuit. Dat wil zeggen, de eerste generatie van deze machines was erg kwetsbaar voor invloeden van buitenaf.
Als we ons voorstellen dat deze veronderstellingen waar zouden kunnen zijn, dan heeft het concept van "bugs" ("bugs"), wat fouten en blunders in software en hardware computerapparatuur betekent, een heel andere betekenis.
Nou, als de lampen van de auto in goede staat waren, zou het onderhoudspersoneel de ENIAC kunnen afstemmen op een andere taak door handmatig de verbindingen van ongeveer zesduizend draden te herschikken. Al deze contacten moesten weer worden gewisseld als er een ander soort taak ontstond.
Seriële machines
De eerste elektronische computer, die in massaproductie begon te worden, was UNIVAC. Het werd de eerste soort multifunctionele elektronische digitale computer. UNIVAC, dat teruggaat tot 1946-1951, vereiste een optelperiode van 120 µs, een totale vermenigvuldiging van 1800 µs en delingen van 3600 µs.
Dergelijke machines vereisten een groot gebied, veel elektriciteit en hadden een aanzienlijk aantal elektronische lampen.
In het bijzonder had de Sovjet elektronische computer "Strela" 6400 van deze lampen en 60 duizend exemplaren van halfgeleider-type diodes. De snelheid van deze generatie computers was niet hoger dan twee- of drieduizend bewerkingen per seconde, de grootte van het RAM-geheugen was niet meer dan twee Kb. Alleen de M-2-eenheid (1958) bereikte het RAM-geheugen van ongeveer vier KB en de snelheid van de machine bereikte twintigduizend acties per seconde.
computers van de tweede generatie
In 1948 werd de eerste werkende transistor verkregen door verschillende westerse wetenschappers en uitvinders. Het was een puntcontactmechanisme waarbij drie dunne metalen draden in contact stonden met een strook polykristallijn materiaal. Bijgevolg is de familie van computers in die jaren al verbeterd.
De eerste modellen van getransistoriseerde computers die werden uitgebracht dateren uit de laatste helft van de jaren vijftig en vijf jaar later verschenen externe vormen van de digitale computer met sterk verbeterde functies.
Architectuurkenmerken
Een vanHet belangrijke principe van de transistor is dat hij in een enkele kopie wat werk kan doen voor 40 gewone lampen, en zelfs dan zal hij een hogere werksnelheid behouden. De machine stoot een minimale hoeveelheid warmte uit en verbruikt bijna geen elektrische bronnen en energie. In dit opzicht zijn de vereisten voor persoonlijke elektronische computers toegenomen.
Parallel met de geleidelijke vervanging van conventionele elektrische lampen door efficiënte transistors, is er een toename geweest in de verbetering van de techniek voor het opslaan van beschikbare gegevens. Geheugenuitbreiding is aan de gang en magnetische gemodificeerde tape, die voor het eerst werd gebruikt in de eerste generatie UNIVAC-computers, begint te verbeteren.
Opgemerkt moet worden dat in het midden van de jaren zestig van de vorige eeuw de methode voor het opslaan van gegevens op schijven werd gebruikt. Aanzienlijke vooruitgang in het gebruik van computers maakte het mogelijk om een snelheid van een miljoen handelingen per seconde te behalen! Met name "Stretch" (Groot-Brittannië), "Atlas" (VS) kunnen worden gerekend tot gewone transistorcomputers van de tweede generatie elektronische computers. In die tijd produceerde de USSR ook hoogwaardige computermodellen (met name BESM-6).
De introductie van computers op basis van transistors zorgde voor een vermindering van hun volume, gewicht, elektriciteitskosten en de kosten van machines, evenals verbeterde betrouwbaarheid en efficiëntie. Dit maakte het mogelijk om het aantal gebruikers en de lijst met op te lossen taken te vergroten. Rekening houdend met de kenmerken die de tweede generatie computers onderscheidden,de ontwikkelaars van dergelijke machines begonnen algoritmische vormen van talen te construeren voor technische (in het bijzonder ALGOL, FORTRAN) en economische (in het bijzonder COBOL) soorten berekeningen.
Hygiënische vereisten voor elektronische computers nemen ook toe. In de jaren vijftig was er nog een doorbraak, maar toch was het nog verre van het moderne niveau.
Belang van het besturingssysteem
Maar zelfs in die tijd was de belangrijkste taak van computertechnologie het verminderen van middelen - werktijd en geheugen. Om dit probleem op te lossen, begonnen ze vervolgens prototypes te ontwerpen van de huidige besturingssystemen.
De typen van de eerste besturingssystemen (OS) maakten het mogelijk om de automatisering van het werk van computergebruikers te verbeteren, dat gericht was op het uitvoeren van bepaalde taken: programmagegevens in de machine invoeren, de nodige vertalers bellen, bellen de moderne bibliotheeksubroutines die nodig zijn voor het programma, enz.
Daarom was het, naast het programma en verschillende informatie, op de computers van de tweede generatie noodzakelijk om ook een speciale instructie achter te laten, waarin de verwerkingsstappen en een lijst met gegevens over het programma en zijn ontwikkelaars werden aangegeven. Daarna begon een bepaald aantal taken voor operators (sets met taken) parallel in machines te worden geïntroduceerd, in deze vormen van besturingssystemen was het noodzakelijk om de soorten computerbronnen te verdelen over bepaalde vormen van taken - een multiprogrammeringsmethode van werken voor het bestuderen van gegevens verscheen.
Derde Generatie
Wegens ontwikkelingDe technologie voor het maken van geïntegreerde schakelingen (IC's) van computers slaagde erin om een versnelling van de snelheid en mate van betrouwbaarheid van bestaande halfgeleiderschakelingen te verkrijgen, evenals een andere vermindering van hun afmetingen, de hoeveelheid gebruikt vermogen en de prijs.
Geïntegreerde vormen van microschakelingen begonnen nu te worden gemaakt van een vaste set elektronische onderdelen, die werden geleverd in rechthoekige langwerpige siliciumwafels, en een lengte van één zijde niet meer dan 1 cm hadden. kristallen) wordt geplaatst in een plastic behuizing van kleine volumes, afmetingen erin kunnen alleen worden berekend met behulp van de selectie van de zogenaamde. "benen".
Om deze redenen begon het tempo van de ontwikkeling van computers snel te stijgen. Dit maakte het niet alleen mogelijk om de kwaliteit van het werk te verbeteren en de kosten van dergelijke machines te verlagen, maar ook om apparaten van een klein, eenvoudig, goedkoop en betrouwbaar massatype te vormen - een minicomputer. Deze machines zijn oorspronkelijk ontworpen om zeer technische problemen in verschillende oefeningen en technieken op te lossen.
Het leidende moment in die jaren werd beschouwd als de mogelijkheid om machines te verenigen. De derde generatie computers is gemaakt met inachtneming van compatibele individuele modellen van verschillende typen. Alle andere versnellingen in de ontwikkeling van wiskundige en diverse software dragen bij aan de vorming van batchprogramma's voor de oplosbaarheid van standaardproblemen van een probleemgeoriënteerde programmeertaal. Dan verschijnen er voor het eerst softwarepakketten - vormen van besturingssystemen waarop de derde generatie computers zich ontwikkelt.
Vierde Generatie
Actieve verbetering van elektronische apparaten van computersbijgedragen aan de opkomst van grote geïntegreerde schakelingen (LSI), waarbij elk kristal enkele duizenden elektrische onderdelen bevatte. Hierdoor begonnen de volgende generaties computers te worden geproduceerd, waarvan de elementaire basis een grotere hoeveelheid geheugen kreeg en minder cycli voor de implementatie van opdrachten: het gebruik van geheugenbytes in één machinebewerking begon aanzienlijk af te nemen. Maar aangezien de programmeerkosten nauwelijks zijn gedaald, zijn de taken van het verminderen van middelen van een puur menselijk type, en niet van een machinetype, zoals eerder, naar voren gekomen.
Er werden besturingssystemen van de volgende typen geproduceerd, waarmee operators hun programma's direct achter de computerschermen konden verbeteren, dit vereenvoudigde het werk van gebruikers, waardoor de eerste ontwikkelingen van een nieuwe softwarebasis snel verschenen. Deze methode was absoluut in tegenspraak met de theorie van de eerste stadia van informatieontwikkeling, waarbij computers van de eerste generatie werden gebruikt. Nu begonnen computers niet alleen te worden gebruikt voor het vastleggen van grote hoeveelheden informatie, maar ook voor automatisering en mechanisering van verschillende activiteitsgebieden.
Veranderingen begin jaren zeventig
In 1971 werd een grote geïntegreerde schakeling van computers uitgebracht, waar de volledige processor van een computer met conventionele architecturen zich bevond. Het is nu mogelijk geworden om in één grote geïntegreerde schakeling bijna alle elektronische schakelingen te rangschikken die in een typische computerarchitectuur niet complex waren. Dus de mogelijkheden van massaproductie van conventionele apparaten voor kleineprijzen. Dit was de nieuwe, vierde generatie computers.
Sindsdien zijn er veel goedkope (gebruikt in compacte toetsenbordcomputers) en besturingsschakelingen geproduceerd die passen op een of meerdere grote geïntegreerde printplaten met processors, voldoende RAM en een structuur van verbindingen met executive-type sensoren in controlemechanismen.
Programma's die werkten met de regulering van benzine in automotoren, met de overdracht van bepaalde elektronische informatie of met vaste wasmodi, werden geïntroduceerd in het computergeheugen of met behulp van verschillende soorten controllers, of rechtstreeks bij bedrijven.
In de jaren zeventig begon de productie van universele computersystemen die een processor, een grote hoeveelheid geheugen, circuits met verschillende interfaces combineerden met een input-outputmechanisme in een gemeenschappelijk groot geïntegreerd circuit (de zogenaamde computers met één chip) of, in andere versies, grote geïntegreerde schakelingen op een gemeenschappelijke printplaat. Het gevolg was dat toen de vierde generatie computers wijdverbreid raakte, een herhaling van de situatie begon die zich in de jaren zestig had ontwikkeld, toen bescheiden minicomputers een deel van het werk in grote mainframecomputers uitvoerden.
Vierde generatie computereigenschappen
De elektronische computers van de vierde generatie waren complex en hadden vertakte mogelijkheden:
- normale multiprocessor-modus;
- programma's van een parallel-sequentieel type;
- types van computertalen op hoog niveau;
- opkomsteerste computernetwerken.
De ontwikkeling van de technische mogelijkheden van deze apparaten werd gekenmerkt door de volgende bepalingen:
- Typische signaalvertraging met 0,7 ns/v.
- Het belangrijkste type geheugen is een typische halfgeleider. De periode voor het genereren van informatie uit dit type geheugen is 100-150 ns. Geheugen - 1012-1013 tekens.
Hardware-implementatie van besturingssystemen gebruiken
Modulaire systemen zijn begonnen te worden gebruikt voor software-achtige tools.
De eerste persoonlijke elektronische computer werd in het voorjaar van 1976 gemaakt. Op basis van de geïntegreerde 8-bits controllers van een conventioneel elektronisch spelcircuit, produceerden wetenschappers een conventionele BASIC-geprogrammeerde Apple-spelmachine, die grote populariteit verwierf. Begin 1977 verscheen Apple Comp., en de productie van de eerste Apple personal computers op aarde begon. De geschiedenis van dit computerniveau markeert deze gebeurtenis als de belangrijkste.
Tegenwoordig maakt Apple Macintosh-pc's, die in veel opzichten de IBM pc-modellen overtreffen. De nieuwe modellen van Apple onderscheiden zich niet alleen door uitzonderlijke kwaliteit, maar ook door uitgebreide (naar moderne maatstaven) mogelijkheden. Ook voor computers van Apple is een speciaal besturingssysteem ontwikkeld dat rekening houdt met al hun uitzonderlijke eigenschappen.
De vijfde generatie computers
In de jaren tachtig gaat het ontwikkelingsproces van computers (computergeneraties) een nieuwe fase in: machines van de vijfde generatie. Het uiterlijk van deze apparatenin verband met de ontwikkeling van microprocessors. Vanuit het oogpunt van systeemconstructies is absolute decentralisatie van werk kenmerkend, en gezien software en wiskundige grondslagen, is verplaatsing naar het werkniveau in de programmastructuur kenmerkend. De organisatie van het werk van elektronische computers groeit.
De efficiëntie van de vijfde generatie computers is honderdacht tot honderdnegen bewerkingen per seconde. Dit type machine wordt gekenmerkt door een systeem met meerdere processors, dat is gebaseerd op microprocessors van verzwakte typen, die onmiddellijk in het meervoud worden gebruikt. Nu zijn er elektronische computertypes die gericht zijn op computertalen op hoog niveau.
