In die afgelope dekades het die mensdom die rekenaar-era betree. Slim en kragtige rekenaars, gebaseer op die beginsels van wiskundige bewerkings, werk met inligting, bestuur die aktiwiteite van individuele masjiene en hele fabrieke, beheer die kwaliteit van produkte en verskeie produkte. In ons tyd is rekenaartegnologie die basis vir die ontwikkeling van die menslike beskawing. Op pad na hierdie posisie moes 'n kort maar baie onstuimige paadjie verbygegaan word. En vir 'n lang tyd is hierdie masjiene nie rekenaars genoem nie, maar rekenaars (rekenaars).
Rekenaarklassifikasie
Volgens die algemene klassifikasie word rekenaars oor 'n aantal generasies versprei. Die bepalende eienskappe wanneer toestelle volgens 'n spesifieke generasie geklassifiseer word, is hul individuele strukture en modifikasies, soos vereistes vir elektroniese rekenaars soos spoed, geheuegrootte, beheermetodes en dataverwerkingsmetodes.
Natuurlikdie verspreiding van rekenaars sal in elk geval voorwaardelik wees - daar is 'n groot aantal masjiene wat volgens sommige tekens as modelle van een generasie beskou word, en volgens ander aan 'n heel ander een behoort.
Gevolglik kan hierdie toestelle geklassifiseer word as nie-samevallende stadiums van die vorming van modelle van 'n elektroniese rekenaartipe.
In elk geval, die verbetering van rekenaars gaan deur 'n reeks stadiums. En die generering van rekenaars van elke stadium het beduidende verskille van mekaar in terme van elementêre en tegniese basisse, sekere ondersteuning van 'n bepaalde wiskundige tipe.
Die eerste generasie rekenaars
Generasie 1-rekenaarmasjiene wat in die vroeë na-oorlogse jare ontwikkel is. Nie baie kragtige elektroniese rekenaars is geskep nie, gebaseer op elektroniese tipe lampe (dieselfde as in alle TV-modelle van daardie jare). In 'n mate was dit die stadium van vorming van so 'n tegniek.
Die eerste rekenaars is beskou as eksperimentele tipes toestelle wat gevorm is om bestaande en nuwe konsepte (in verskeie wetenskappe en in sommige komplekse industrieë) te ontleed. Die volume en massa van rekenaarmasjiene, wat redelik groot was, het dikwels baie groot vertrekke vereis. Nou lyk dit soos 'n sprokie van lank verby en nie eens heeltemal regte jare nie.
Die bekendstelling van data in die masjiene van die eerste generasie het geskied volgens die metode om ponskaarte te laai, en die programbestuur van die reekse van oplossingsfunksies is byvoorbeeld uitgevoer in ENIAC - deur die metode om in te voer proppe en vorms van 'n setsfeer.
Ten spyteaan die feit dat so 'n programmeringsmetode baie tyd geneem het om die eenheid voor te berei vir verbindings op die setvelde van masjienblokke, het dit al die geleenthede gebied om die wiskundige "vermoëns" van ENIAC te demonstreer, en met aansienlike voordele het verskille gehad met die program-ponsbandmetode, wat geskik is vir aflostipe masjiene.
Die beginsel van "dink"
Werknemers wat op die eerste rekenaars gewerk het, het nie vertrek nie, hulle was voortdurend naby die masjiene en het die doeltreffendheid van die bestaande vakuumbuise gemonitor. Maar sodra ten minste een lamp onklaar geraak het, het ENIAC dadelik opgestaan, almal het haastig na die stukkende lamp gesoek.
Die hoofrede (alhoewel by benadering) vir die baie gereelde vervanging van lampe was die volgende: die verhitting en uitstraling van die lampe het insekte gelok, hulle het in die interne volume van die apparaat ingevlieg en "gehelp" om 'n kort elektriese kring. Dit wil sê, die eerste generasie van hierdie masjiene was baie kwesbaar vir eksterne invloede.
As ons ons voorstel dat hierdie aannames waar kan wees, dan het die konsep van "bugs" ("bugs"), wat foute en flaters in sagteware en hardeware rekenaartoerusting beteken, 'n heeltemal ander betekenis.
Wel, as die motor se lampe in 'n werkende toestand was, kon instandhoudingspersoneel die ENIAC vir 'n ander taak instel deur die verbindings van ongeveer sesduisend drade handmatig te herrangskik. Al hierdie kontakte moes weer omgeskakel word toe 'n ander tipe taak ontstaan het.
Seriële masjiene
Die eerste elektroniese rekenaar, wat begin massavervaardig is, was UNIVAC. Dit het die eerste soort veeldoelige elektroniese digitale rekenaar geword. UNIVAC, wat uit 1946-1951 dateer, het 'n optelperiode van 120 µs, totale vermenigvuldiging van 1800 µs en delings van 3600 µs vereis.
Sulke masjiene het 'n groot area, baie elektrisiteit benodig en het 'n aansienlike aantal elektroniese lampe gehad.
Die Sowjet-elektroniese rekenaar "Strela" het veral 6400 van hierdie lampe en 60 duisend kopieë van halfgeleier-tipe diodes gehad. Die spoed van hierdie generasie rekenaars was nie hoër as twee of drie duisend bewerkings per sekonde nie, die grootte van die RAM was nie meer as twee Kb nie. Slegs die M-2-eenheid (1958) het die RAM van ongeveer vier KB bereik, en die spoed van die masjien het twintigduisend aksies per sekonde bereik.
tweedegenerasie rekenaars
In 1948 is die eerste werkende transistor deur verskeie Westerse wetenskaplikes en uitvinders verkry. Dit was 'n punt-kontakmeganisme waarin drie dun metaaldrade in kontak was met 'n strook polikristallyne materiaal. Gevolglik het die familie van rekenaars reeds in daardie jare verbeter.
Die eerste modelle van getransistoriseerde rekenaars wat vrygestel is, dateer terug na die laaste helfte van die 1950's, en vyf jaar later het eksterne vorms van die digitale rekenaar verskyn met aansienlik verbeterde funksies.
Argitektuurkenmerke
Een vanDie belangrike beginsel van die transistor is dat dit in 'n enkele kopie werk vir 40 gewone lampe sal kan doen, en selfs dan sal dit 'n hoër spoed van werking handhaaf. Die masjien gee 'n minimale hoeveelheid hitte uit, en sal amper nie elektriese bronne en energie gebruik nie. In hierdie verband het die vereistes vir persoonlike elektroniese rekenaars gegroei.
Tesame met die geleidelike vervanging van konvensionele elektriese tipe lampe met doeltreffende transistors, was daar 'n toename in die verbetering van die tegniek vir die stoor van beskikbare data. Geheue-uitbreiding is aan die gang, en magnetiese gemodifiseerde band, wat die eerste keer in die eerste generasie UNIVAC-rekenaars gebruik is, het begin verbeter.
Daar moet kennis geneem word dat in die middel-sestigerjare van die vorige eeu, die metode om data op skywe te stoor gebruik is. Beduidende vordering in die gebruik van rekenaars het dit moontlik gemaak om 'n spoed van 'n miljoen bewerkings per sekonde te verkry! Veral "Stretch" (Groot-Brittanje), "Atlas" (VSA) kan gereken word onder gewone transistorrekenaars van die tweede generasie elektroniese rekenaars. Destyds het die USSR ook rekenaarmodelle van hoë geh alte vervaardig (veral BESM-6).
Die vrystelling van rekenaars gebaseer op transistors het 'n vermindering in hul volume, gewig, elektrisiteitskoste en die koste van masjiene veroorsaak, asook verbeterde betroubaarheid en doeltreffendheid. Dit het dit moontlik gemaak om die aantal gebruikers en die lys take wat opgelos moes word, te vermeerder. Met inagneming van die kenmerke wat die tweede generasie rekenaars onderskei het,die ontwikkelaars van sulke masjiene het begin om algoritmiese vorme van tale vir ingenieurswese (veral ALGOL, FORTRAN) en ekonomiese (veral COBOL) tipes berekeninge te konstrueer.
Higiëniese vereistes vir elektroniese rekenaars neem ook toe. In die vyftigerjare was daar weer 'n deurbraak, maar tog was dit nog ver van die moderne vlak af.
Belangrikheid van OS
Maar selfs in daardie tyd was die belangrikste taak van rekenaartegnologie om hulpbronne te verminder – werktyd en geheue. Om hierdie probleem op te los, het hulle toe begin om prototipes van huidige bedryfstelsels te ontwerp.
Die tipes van die eerste bedryfstelsels (OS) het dit moontlik gemaak om die outomatisering van die werk van rekenaargebruikers te verbeter, wat daarop gemik was om sekere take uit te voer: programdata in die masjien in te voer, die nodige vertalers te bel, te bel die moderne biblioteeksubroetines wat nodig is vir die program, ens.
Daarom was dit, benewens die program en verskeie inligting, in die tweede generasie rekenaars nodig om ook 'n spesiale instruksie te laat, waar die verwerkingstappe en 'n lys van data oor die program en sy ontwikkelaars aangedui is. Daarna het 'n sekere aantal take vir operateurs (stelle met take) parallel in masjiene begin ingevoer word, in hierdie vorme van bedryfstelsels was dit nodig om die tipes rekenaarhulpbronne tussen sekere vorme van take te verdeel - 'n multiprogrammeringsmetode van werk om data te bestudeer het verskyn.
Derde generasie
As gevolg van ontwikkelingDie tegnologie om geïntegreerde stroombane (IC's) van rekenaars te skep, het daarin geslaag om 'n versnelling van die spoed en graad van betroubaarheid van bestaande halfgeleierstroombane te verkry, asook nog 'n vermindering in hul afmetings, die hoeveelheid krag wat gebruik word en die prys.
Geïntegreerde vorms van mikrokringe het nou begin gemaak word van 'n vaste stel elektroniese tipe onderdele, wat in reghoekige langwerpige silikonskyfies voorsien is, en 'n lengte van een kant nie meer as 1 cm gehad het nie. Hierdie tipe wafer (kristalle) word in 'n plastiekkas van klein volumes geplaas, afmetings daarin kan slegs bereken word deur die keuse van die sogenaamde. "bene".
As gevolg van hierdie redes het die tempo van ontwikkeling van rekenaars vinnig begin toeneem. Dit het dit moontlik gemaak om nie net die kwaliteit van werk te verbeter en die koste van sulke masjiene te verminder nie, maar ook om toestelle van 'n klein, eenvoudige, goedkoop en betroubare massa-tipe te vorm - 'n minirekenaar. Hierdie masjiene is oorspronklik ontwerp om hoogs tegniese probleme in verskeie oefeninge en tegnieke op te los.
Die leidende oomblik in daardie jare is beskou as die moontlikheid om masjiene te verenig. Die derde generasie rekenaars word geskep met inagneming van versoenbare individuele modelle van verskillende tipes. Alle ander versnellings in die ontwikkeling van wiskundige en verskeie sagteware dra by tot die vorming van bondelprogramme vir die oplosbaarheid van standaardprobleme van 'n probleemgeoriënteerde programmeertaal. Dan verskyn daar vir die eerste keer sagtewarepakkette – vorme van bedryfstelsels waarop die derde generasie rekenaars ontwikkel
Vierde generasie
Aktiewe verbetering van elektroniese toestelle van rekenaarshet bygedra tot die ontstaan van groot geïntegreerde stroombane (LSI), waar elke kristal etlike duisende elektriese-tipe dele bevat het. Danksy dit het die volgende generasies rekenaars begin word, waarvan die elementêre basis 'n groter hoeveelheid geheue en verminderde siklusse vir die implementering van opdragte ontvang het: die gebruik van geheuegrepe in een masjienoperasie het aansienlik begin afneem. Maar, aangesien programmeringskoste skaars afgeneem het, het die take om hulpbronne van 'n suiwer menslike tipe, en nie van 'n masjientipe, soos voorheen, te verminder, na vore gekom.
Bedryfstelsels van die volgende tipes is vervaardig, wat operateurs in staat gestel het om hul programme direk agter die rekenaarskerms te verbeter, dit het die werk van gebruikers vereenvoudig, as gevolg waarvan die eerste ontwikkelings van 'n nuwe sagtewarebasis binnekort verskyn het. Hierdie metode het absoluut die teorie van die aanvanklike stadiums van inligtingsontwikkeling weerspreek, wat rekenaars van die eerste generasie gebruik het. Nou begin rekenaars nie net gebruik word om groot hoeveelhede inligting op te teken nie, maar ook vir outomatisering en meganisasie van verskeie aktiwiteitsvelde.
Veranderinge in die vroeë sewentigerjare
In 1971 is 'n groot geïntegreerde stroombaan van rekenaars vrygestel, waar die hele verwerker van 'n rekenaar van konvensionele argitekture geleë was. Dit het nou moontlik geword om byna alle elektroniese tipe stroombane in een groot geïntegreerde stroombaan te rangskik wat nie kompleks was in 'n tipiese rekenaarargitektuur nie. Dus, die moontlikhede van massaproduksie van konvensionele toestelle vir kleinpryse. Dit was die nuwe, vierde generasie rekenaars.
Sedert daardie tyd is baie goedkoop (gebruik in kompakte sleutelbordrekenaars) en beheerkringe vervaardig wat op een of meer groot geïntegreerde stroombaanborde pas met verwerkers, voldoende RAM en 'n struktuur van verbindings met uitvoerende-tipe sensors in beheermeganismes.
Programme wat gewerk het met die regulering van petrol in motorenjins, met die oordrag van sekere elektroniese inligting of met vaste wasmodusse, is in rekenaargeheue ingebring of met behulp van verskeie tipes beheerders, of direk by ondernemings.
Die sewentigerjare het die begin van die produksie van universele rekenaarstelsels gesien wat 'n verwerker, 'n groot hoeveelheid geheue, stroombane van verskeie koppelvlakke gekombineer het met 'n inset-uitsetmeganisme wat in 'n gemeenskaplike groot geïntegreerde stroombaan (die sg. enkelskyfie rekenaars) of, in ander weergawes, groot geïntegreerde stroombane geleë op 'n gemeenskaplike gedrukte stroombaanbord. As gevolg hiervan, toe die vierde generasie rekenaars wydverspreid geraak het, het 'n herhaling begin van die situasie wat in die sestigerjare ontwikkel het, toe beskeie minirekenaars 'n deel van die werk in groot hoofraamrekenaars verrig het.
Vierdegenerasie rekenaareienskappe
Die vierde generasie elektroniese rekenaars was kompleks en het vertakte vermoëns gehad:
- normale multiverwerkermodus;
- programme van 'n parallel-opeenvolgende tipe;
- hoëvlaktipes rekenaartale;
- opkomseerste rekenaarnetwerke.
Die ontwikkeling van die tegniese vermoëns van hierdie toestelle is gekenmerk deur die volgende bepalings:
- Tipiese seinvertraging met 0,7 ns/v.
- Die voorste tipe geheue is 'n tipiese halfgeleier. Die tydperk van generering van inligting uit hierdie tipe geheue is 100–150 ns. Geheue - 1012-1013 karakters.
Gebruik hardeware-implementering van bedryfstelsels
Modulêre stelsels het begin om vir sagteware-tipe gereedskap gebruik te word.
Die eerste persoonlike elektroniese rekenaar is in die lente van 1976 geskep. Gegrond op die geïntegreerde 8-bis-beheerders van 'n konvensionele elektroniese speletjiekring, het wetenskaplikes 'n konvensionele BASIC-geprogrammeerde Apple-speletjiemasjien vervaardig, wat groot gewildheid verwerf het. Vroeg in 1977 het Apple Comp. verskyn, en die produksie van die eerste Apple persoonlike rekenaars op aarde het begin. Die geskiedenis van hierdie rekenaarvlak beklemtoon hierdie gebeurtenis as die belangrikste.
Vandag vervaardig Apple Macintosh persoonlike rekenaars, wat in baie opsigte die IBM PC-modelle oortref. Apple se nuwe modelle word nie net deur uitsonderlike geh alte onderskei nie, maar ook deur uitgebreide (volgens moderne standaarde) vermoëns. 'n Spesiale bedryfstelsel is ook vir rekenaars van Apple ontwikkel, wat al hul besonderse kenmerke in ag neem.
Die vyfde generasie rekenaars
In die tagtigerjare betree die proses van ontwikkeling van rekenaars (rekenaargenerasies) 'n nuwe stadium - vyfde generasie masjiene. Die voorkoms van hierdie toestellegeassosieer met die ontwikkeling van mikroverwerkers. Uit die oogpunt van sisteemkonstruksies is absolute desentralisasie van werk kenmerkend, en as sagteware en wiskundige basisse in ag geneem word, is beweging na die vlak van werk in die programstruktuur kenmerkend. Die organisasie van die werk van elektroniese rekenaars groei.
Die doeltreffendheid van die vyfde generasie rekenaars is honderdagt tot honderd en nege bewerkings per sekonde. Hierdie tipe masjien word gekenmerk deur 'n multiverwerkerstelsel, wat gebaseer is op mikroverwerkers van verswakte tipes, wat onmiddellik in die meervoud gebruik word. Nou is daar elektroniese rekenaartipes masjiene wat gemik is op hoëvlaktipes rekenaartale.
