Prva elektronska računala

U posljednjim desetljećima čovječanstvo je ušlo u računalno doba. Inteligentna i moćna računala, temeljena na principima matematičke akcije, rade s informacijama, upravljaju aktivnostima pojedinih strojeva i cijelih biljaka, kontroliraju kvalitetu proizvoda i raznih proizvoda. U naše vrijeme, računalna tehnologija je temelj razvoja ljudske civilizacije. Na putu do takvog položaja bilo je potrebno proći kratki, ali vrlo olujni put. Već dugo vremena ti su strojevi nazivali računala, a ne računala, ali računala.

Razvrstavanje računala

Prema općoj klasifikaciji, računala se distribuiraju kroz niz generacija. Definiranje svojstava prilikom dodjeljivanja uređaja određenoj generaciji predstavljaju njihove pojedinačne strukture i modifikacije, takve zahtjeve za elektroničkim računalima, kao što su brzina, veličina memorije, tehnike upravljanja i metode obrade podataka.

Naravno, distribucija računala bit će proizvoljna u svakom slučaju - postoji veliki broj strojevi koji se po nekim značajkama smatraju modelima jedne generacije, a prema drugima - pripada sasvim drugačijem.

Kao rezultat toga, ovi se uređaji mogu klasificirati kao faze neusklađenosti u oblikovanju modela elektroničkog računalnog tipa.

U svakom slučaju, poboljšanje računala ide u nekoliko faza. A generacija računala svakog stadija ima značajne razlike jedni od drugih u smislu elementarnih i tehničkih baza, određene odredbe određene matematičke vrste.

Prva generacija računala

Generation 1 računala razvio se u prvom poslijeratnom razdoblju. Izgrađene su ne vrlo moćna elektronska računala, koja se temelje na elektronskim svjetiljkama (isto kao i na svim TV modelima tih godina). Do neke mjere to je bila pozornica u razvoju takve tehnike.

Prva su računala bila eksperimentalni tipovi aparata, koji su bili formirani za analizu postojećih i novih koncepata (u različitim znanostima iu nekim složenim industrijama). Volumen i težina računalnih strojeva, koji su bili prilično veliki, često su zahtijevali vrlo velike sobe. Sada se čini kao priča o dugoj prošlosti, pa čak i ne sasvim realnim godinama.

Uvođenje podataka u strojeve prve generacije bio je način učitavanja bušenih kartica, a provedena je softverska vođenja sekvenci funkcionalnih rješenja, na primjer ENIAC-a - način umetanja utikača i oblika postavljenog sfera.

Unatoč činjenici da je ova metoda programiranja odgođen veliku količinu vremena kako bi se pripremili uređaj za spajanje na rečenicama strojevi jedinica poljima se pruža sve mogućnosti za demonstraciju matematičkih „sila» ENIACrsquo-a, uz znatne prednosti imali razlike o tome kako se program bušena vrpca , koji je pogodan za relejne uređaje.

Načelo "razmišljanja"

Zaposlenici koji su radili na prvim računalima nisu se zaustavili, bili su u blizini strojeva i pratili učinkovitost postojećih elektroničkih cijevi. Ali ako samo jedna svjetiljka nije uspjela, ENIAC se odmah popeo, svi su žurili tražiti slomljenu svjetiljku.

Vodeći uzrok (iako približna) je vrlo česta zamjena žarulje bio je kako slijedi: grijanje i sjaj svjetiljke privlači insekte, letjeli u unutrašnjost uređaja, a „pomogao” stvaranje električnog kratkog spoja. To je prva generacija tih strojeva je vrlo osjetljiva na vanjske šokove.

Ako zamislimo da bi te pretpostavke mogle biti istinite, pojam "bugova", pod kojim se razumijevaju pogreške i nedostaci u softverskoj i hardverskoj računalnoj opremi, dobiva dosta drugačije značenje.

Pa, i ako su svjetiljke stroja bile u funkciji, polaznici bi mogli konfigurirati ENIAC za još jedan zadatak, ručno mijenjajući veze od oko šest tisuća žica. Svi ovi kontakti morali su se ponovno prebaciti kada je nastao zadatak drugog tipa.

Strojevi serije

Prvo elektroničko računalo, koje je pokrenuto serijski, bilo je UNIVAC. Postao je prvi tip digitalnog računala za višenamjensku uporabu. UNIVAC, čije stvaranje traje od 1946. do 1951. godine, zahtijevalo je razdoblje dodavanja od 120 μs, uobičajenih množenja - 1800 μs i odjeljaka - 3600 μs.

Takvi strojevi zahtijevali su veliko područje, puno struje i imali su značajan broj elektronskih svjetiljki.

Konkretno, sovjetsko elektroničko računalo "Strela" posjedovalo je 6.400 tih lampi i 60.000 kopija poluvodičkih dioda. Brzina izvedbe takve generacije računala nije bila veća od dvije ili tri tisuće akcija u sekundi, veličina RAM-a nije bila veća od dva KB. Samo je jedinica "M-2" (1958) dosegla operativnu memoriju od oko 4 KB, a brzina rada stroja dosegla je dvadeset tisuća operacija u sekundi.

Druga generacija računala

Godine 1948. nekoliko znanstvenika i inovatora Zapada primilo je prvi radni tranzistor. To je bio mehanizam za kontaktiranje u kojem su bile povezane tri tanke metalne žice s trakom od polikristalnog materijala. Slijedom toga, obitelj računala je već poboljšana u tim godinama.

Prvi modeli izdanih računala, koji su djelovali na osnovi tranzistora, ukazuju na njihov nastup u posljednjem dijelu 1950-ih, a pet godina kasnije pojavili su se vanjski oblici digitalnog računala s značajno proširenim funkcijama.

Značajke arhitekture

Jedno od važnih načela transistorskog rada je to da će u jednoj kopiji moći obaviti određeni posao za 40 konvencionalnih svjetiljki, pa čak i tada će zadržati veću brzinu rada. Stroj stvara minimalni volumen topline i gotovo neće koristiti električne izvore i energiju. U tom smislu, zahtjevi za osobnim elektroničkim računalima su narasli.

Paralelno s postupnom zamjenom konvencionalnih električnih lampi tipa s učinkovitim tranzistorima, došlo je do poboljšanja u načinu očuvanja dostupnih podataka. Postoji širenje kapaciteta memorije, a magnetski modificirana traka, koja se prvi put koristila u računalu prve generacije UNIVAC-a, počela se poboljšavati.

Treba napomenuti da je sredinom šezdesetih godina prošlog stoljeća korištena metoda pohrane podataka na diskovima. Značajni napredak u korištenju računala omogućio je brzinu od milijun operacija u jednoj sekundi! Konkretno, uobičajena tranzistorska računala druge generacije računala mogu se klasificirati kao "Stretch" (Velika Britanija), "Atlas" (SAD). U to vrijeme, SSSR je također proizveo visokokvalitetne računalne modele (osobito BESM-6).

Oslobađanje računala koja se temelje na tranzistorima, došlo je do pada obujma, težine, trošak električne energije i trošak automobila i poboljšanu pouzdanost i učinkovitost. To je omogućilo da se poveća broj korisnika i popis zadataka. S obzirom na karakteristike koje razlikuju Druga generacija računala, programeri takvih strojeva su počeli dizajnirati formira algoritamske jezika za inženjering (posebno, ALGOL, FORTRAN) i komercijalni (na primjer, COBOL) tip izračune.

Također se povećavaju higijenski zahtjevi za elektroničkim računalima. Pedesetih godina prošlog stoljeća došlo je do još jednog otkrića, ali i dalje je daleko od sadašnje razine.

Važnost operacijskog sustava

No, čak i u ovom trenutku vodeći zadatak računalne tehnologije bio je smanjiti resurse - radno vrijeme i pamćenje. Da bi riješio taj problem, počeo je dizajnirati prototipove postojećih operativnih sustava.

Vrste prvi operativni sustav (OS) su dobili priliku za poboljšanje automatizacije računalo korisnika, koji je dizajniran za izvršavanje određenih zadataka: puštanje u rad tih programa stroj naziva pravo prevodioca, poziva potrebno programirati moderne knjižnice rutine, itd

Dakle, pored programa i različitih vrsta podataka u računalu druge generacije morao napustiti i posebne upute koje su navedene korake za obradu i popis programskih podataka i svojim programere. Nakon toga, automobil je počeo uvoditi u paralelnom određenog broja zadataka za operatore (sa seta posla), ti oblici operacijskih sustava bilo je potrebno podijeliti vrste računalnih resursa između pojedinih oblika radnih mjesta - bilo je višeprogramirajuće način rada za proučavanje podataka.

Treća generacija

Zbog razvoja tehnologije za stvaranje integriranih krugova (IC) računala, bilo je moguće postići ubrzanje brzine i pouzdanosti postojećih poluvodičkih krugova, kao i još jedno smanjenje njihovih dimenzija, korištene snage i cijene.

Integralni oblik čips sada počeo da fiksni set elektronskih dijelova tipa, koje su stavili u pravokutne izdužene ploče od silicija, a imao je duljina jedne strane ne više od 1 cm. Ova vrsta ploča (kristala) je staviti u plastičnom kućištu malih količina, veličina može se izračunati samo kroz raspodjelu tzv. „Noge”.

Zbog tih razloga brzina razvoja računala počela se brzo povećavati. To je omogućilo ne samo poboljšanje kvalitete rada i smanjenje troškova takvih strojeva, već i oblikovanje malih, jednostavnih, jeftinih i pouzdanih mini-računala. Ovi strojevi su prvi bili dizajnirani za rješavanje uskih tehničkih problema u različitim vježbama i tehnikama.

Vodeći trenutak u tim godinama smatra se mogućnost ujedinjenja strojeva. Treća generacija računala je stvorena uzimajući u obzir kompatibilne zasebne modele različitih vrsta. Sva druga ubrzanja u razvoju matematičkog i raznovrsnog softvera pridonose formiranju programskih paketa za rješavanje standardnih zadataka problemski orijentiranog programskog jezika. Potom se prvi put pojavljuju softverski paketi - oblici operacijskih sustava na kojima se razvija treća generacija računala.

Četvrta generacija

Aktivno poboljšanje elektroničkih uređaja računala pridonijelo je nastanku velikih integriranih krugova (LSI), gdje svaki kristal sadrži nekoliko tisuća električnih dijelova. Zbog toga je počela proizvodnja nove generacije računala čija je osnovna baza više memorije i smanjene cikluse realizacije zapovijedanja: korištenje memorijskih bajtova u jednoj operaciji stroja počeo se značajno smanjivati. No, budući da se troškovi programiranja nisu smanjili, zadaće smanjenja resursa čisto ljudskog, a ne strojnog tipa, kao i prije, došle su u prvi plan.

Napravljen operativni sustav sljedećih vrsta, što je omogućilo operatera da bi poboljšanja svojih programa izravno za računalo prikazuje, to pojednostavljeno korisničko iskustvo, tako da u kratkom vremenu, a prvi u razvoj novog softvera baze. Ova je metoda apsolutno proturječna teoriji početnih faza razvoja informacija, koja je koristila prve generacije računala. Sada računala nisu koristili samo za snimanje velike količine informacija, ali i za automatizaciju i mehanizaciju različitih područja djelovanja.

Promjene u ranim sedamdesetim godinama

Godine 1971. oslobođen je veliki integrirani krug računala, gdje se nalazio čitav procesor računala konvencionalnih arhitektura. Sada je moguće organizirati u jednom velikom integrirani krug gotovo sve sheme elektroničkog tipa, koje nisu bile složene u tipičnoj računarskoj arhitekturi. Tako su povećane mogućnosti masovnih ispuštanja konvencionalnih uređaja za male cijene. Ovo je bila četvrta generacija računala.

Od tog vremena mnogo jeftin izvode (koristi se u kompaktnim računalnim tipkovnicama) i pogonskih sklopova, koji se može smjestiti na jedan ili više velikih integralne pločice, procesori imaju dovoljne količine memorije i strukture veze sa senzora u obliku izvršnih mehanizama kontrole.

Programi koji rade s propisom benzin u motorima automobila, s prijenosom određene elektroničkih informacija ili fiksnih načina pranje, proveden u memoriju računala ili koriste različite vrste kontrolera, ili izravno na biljke.

U sedamdesetima je početak proizvodnje namjene računalnih sustava koji u kombinaciji procesora, memorije, strujne krugove različitih sučelja za ulazno-izlazne mehanizam koji je smješten u zajednički velikih integriranog kruga (tzv single-chip računala) ili u drugim oblicima, veće integrirani sklopovi prodaje na zajedničkoj pločici s tiskanim pločicama. Kao rezultat toga, kada je četvrta generacija računala primio masovnu distribuciju, ponavljanje startnu poziciju prevladava u šezdesetima, kada je skromna miniračunala izrađenih od rada u velikim mainframe.

Svojstva računala četvrte generacije

Četvrte generacije elektroničkih računala bile su složene i imale su različite mogućnosti:

• normalan multiprocesor način;
• programi paralelno-sekvencijalnog tipa;
• visoke razine računalnih jezika;
• pojava prvih računalnih mreža.

Razvoj tehničkih mogućnosti tih uređaja obilježio je takve odredbe:

1. Uobičajena odgoda signala je 0,7 ns / s.
2. Vodeći tip memorije tipičan je poluvodič. Razdoblje razvoja informacija iz sjećanja ovog tipa je 100-150 ns. Memorija - 1012-1013 znakova.

Primjena implementacije hardvera operativnih sustava

Modularni sustavi počeli su se koristiti za softverske alate.

Prvi osobni elektronička računala nastao je u proljeće 1976. godine na temelju integriranih 8-bitni kontroleri uobičajenu shemu elektroničkih igara, znanstvenici su proizvedeni uobičajena programirati u jeziku BASIC, tip stroja igra «Jabuka», koji je dobio veliku popularnost. Početkom 1977. godine došlo je tvrtka Apple Comp., I počeo proizvodnju prvi u svijetu Apple osobnih računala. Povijest računala razini identificira taj događaj kao najvažniji.

Danas, Apple proizvodi osobna računala Macintosh, koja na mnogo načina nadmašuju modele modela IBM PC. Novi modeli tvrtke Apple razlikuju se ne samo po svojoj izuzetnoj kvaliteti, već iu njihovim velikim (prema modernim standardima). Također je razvijen poseban operativni sustav za Apple računala, koji uzima u obzir sve njihove izuzetne značajke.

Peta vrsta generacije računala

U osamdesetim godinama proces razvoja računala (računalna generacija) ulazi u novu fazu - strojeve petog naraštaja. Pojava tih uređaja povezana je s razvojem mikroprocesora. Sa stajališta sustavnih konstrukcija karakteristična je apsolutna decentralizacija rada, uzimajući u obzir programske i matematičke osnove, - kretanje na razinu rada u programskoj strukturi. Organizacija rada elektroničkih računala raste.

Učinkovitost pete generacije računala iznosi sto osamsto i devet operacija u sekundi. Za ovu vrstu stroja karakterizira višiprocesorski sustav koji se nalazi na mikroprocesorima oslabljenih tipova, koji se odmah koriste u množini. Sada postoje elektronički računalni tipovi strojeva koji su usmjereni na visoke razine računalnih jezika.