Първият електронен компютър

През последните десетилетия човечеството навлезе в компютърната възраст. Интелигентни и мощни компютри, основани на принципите на математическите действия, работа с информация, контрол на дейността на отделните машини и фабрики, контрол на качеството на продуктите и различните продукти. В наше време компютърните технологии са основата за развитието на човешката цивилизация. По пътя към такава ситуация трябваше да минем през кратък, но много бурен път. И за дълго време тези машини се наричаха не компютри, а компютри (компютри).


Класификация на компютрите

Съгласно общата класификация на компютрите, разпределени между няколко поколения. Определянето на свойства при присвояване на устройства на конкретно поколение са техните отделни структури и модификации, такива изисквания за електронните компютри, като скорост, памет, методи за управление и методи за обработка на данни. Разбира се, разпределението на компютрите във всеки случай ще бъде условно - има голям брой машини, които по някои признаци се разглеждат като модели на едно поколение, а от друга - на напълно различни. В резултат на това тези устройства могат да се считат за непоследователни етапи на формиране на модели на електронно изчислителен тип. Във всеки случай подобряването на компютъра преминава през поредица от етапи. А генерирането на компютри на всеки етап има значителни различия един от друг в елементарни и технически основи, осигурявайки определен специфичен математически тип.

Първото поколение компютри

Генериране на 1 изчислителни машинив първите следвоенни години. Нямаше много мощни електронни компютри, базирани на електронни лампи (както при всички телевизионни модели от тези години). До известна степен това беше етапът на формиране на такава технология.


Първите изчислителни машини бяха разглеждани като експериментални типове апарати, които бяха формирани за анализ на съществуващи и нови понятия (в различни науки и в някои сложни индустрии). Обемът и теглото на компютърните машини, които бяха доста големи, често изискваха много големи стаи. Сега това изглежда като приказка отдавна и дори не съвсем реални години.
Въвеждането на данни в машината от първо поколение премина през процеса на зареждане на перфокарти, а ръководството на софтуера за последователности от функции за вземане на решения се изпълнява, например, ENIAC - начин за въвеждане на тапи и форми на сферата на набиране. Независимо от факта, че такъв метод на програмиране забави голям период от време, за да подготви устройството, той предостави всички средства за показване на математическите "способности" на ENIAC за връзки в сглобяемите полета на машинните блокове и със значителната полза от разликите от метода. софтуерна лента за удар, подходяща за релейни устройства.

Принципът на "мислене"

Служителите, които работеха на първите компютри, не откъсваха, непрекъснато работеха на машини и наблюдаваха ефективността на съществуващите електронни лампи. Но ти просто трябваше да разбиеш поне една лампа, ENIAC веднага се изкачи, всички бързаха.търсене на счупена лампа.
Основната причина (макар и приблизителна) за честа смяна на лампите беше следната: отоплението и блясъка на лампите привличаха насекоми, те летяха във вътрешния обем на апарата и „помагаха“ за създаването на късо съединение. Това означава, че първото поколение на тези машини е много уязвимо към външни влияния. Ако си представим, че тези предположения могат да бъдат верни, тогава понятието "бъгове" ("bugs"), което се разбира от грешки и неуспехи в софтуерното и хардуерното компютърно оборудване, получава напълно различно значение. Е, и ако лампите на машината са били в работно състояние, обслужващият персонал може да регулира ENIAC за друга задача, като ръчно превключи връзката на около шест хиляди жици. Всички тези контакти трябваше да бъдат включени отново, когато имаше проблем от друг тип.

Серийни машини

Първата електроника, която започва да се произвежда серийно, е UNIVAC. Той стана първият вид цифров мултифункционален цифров компютър. UNIVAC, чието създаване датира от 1946-1951 г., изискваше период на добавяне от 120 микросекунди, общо умножение от 1800 микросекунди и деления от 3600 микросекунди. Такива машини изискват голяма площ, много електричество и имат значителен брой електронни лампи. По-специално, съветският електронен компютър "Стрела" имал 6400 от тези лампи и 60 хиляди копия от полупроводникови диоди. Скоростта на такова поколение компютри не е по-висока от две до три хиляди действия в секунда, размерът на оперативната памет е не повече от два КВ. Само единица М-2 (1958 г.)р.) достигна оперативна памет от около 4 КБ, а скоростта на скоростта на колата достигна до двадесет хиляди действия за секунда.

Компютри от второ поколение

През 1948 г. няколко учени и изобретатели на Запада получиха първия работещ транзистор. Това беше точково-контактен механизъм, при който три тънки метални проводника бяха в контакт с лента от поликристален материал. Така че семейството на компютрите беше подобрено още през тези години.
Първите модели компютри, пуснати на базата на транзистори, показват появата им в последния сегмент на 50-те години, а пет години по-късно се появяват външни форми на цифрова компютърна машина с по същество разширени функции.

Характеристики на архитектурата

Един от важните принципи на работата на транзистора е, че той ще може в едно копие да извърши някаква работа върху 40 конвенционални лампи и дори тогава ще поддържа по-висока скорост на работа. Автомобилът разпределя минимално количество топлина и почти няма да използва електрически източници и енергия. В това отношение изискванията за персоналните електронни компютри са се увеличили.
Успоредно с постепенното заместване на конвенционалните електрически лампи на ефективни транзистори се наблюдава увеличаване на усъвършенстването на метода за запазване на наличните данни. Има разширяване на паметта и магнитната модифицирана лента, която за първи път беше използвана в първото поколение UNIVAC компютър, започна да се подобрява. Трябва да се отбележи, че в средата на шейсетте години на миналия век се използва методът за съхранение на данни на дискове. същественнапредъкът в използването на компютри позволи да се получи скорост в един милион операции за една секунда! По-специално, към конвенционалните транзисторни компютри от второ поколение електронни компютри може да се класифицира като "Stretch" (Великобритания), "Атлас" (САЩ). По това време СССР произвежда и висококачествени проби от компютри (по-специално "BESM-6"). Пускането на компютри, базирани на транзистори, доведе до намаляване на техния обем, тегло, консумация на енергия и разходи за машини, както и до подобрена надеждност и ефективност. Това позволи да се увеличи броят на потребителите и списъкът на задачите, които трябва да бъдат решени. Като се имат предвид характеристиките, които се различават от второто поколение компютри, разработчиците на такива машини започват да конструират алгоритмични форми на езици за инженерни (по-специално, ALGOL, FORTRAN) и икономически (по-специално KOBOL) видове изчисления. Хигиенните изисквания за електронните компютри също се увеличават. В петдесетата имаше друг пробив, но все още до сегашното ниво все още е далеч.

Значението на операционната система

Но дори и в този момент водещата задача на работата по компютърни технологии беше да се намалят ресурсите, работните часове и паметта. За да реши този проблем, тогава започна да проектира прототипи на текущи операционни системи.
Видовете на първите операционни системи (ОС) дадоха възможност за подобряване на автоматизацията на работата на потребителите на компютри, която имаше за цел да изпълни посочените задачи: въвеждане в програмите за машинни данни, извикване на необходимите преводачи, изисквани за програматасъвременните библиотечни рутинни процедури и т.н. Следователно, в допълнение към програмата и разнообразната информация, във второто поколение компютър беше необходимо да се остави дори специална инструкция, където бяха уточнени етапите на обработка и списък с данни за програмата и нейните разработчици. След това машините започват паралелно да въвеждат определен брой задачи за операторите (набори от задачи), в тези форми на операционни системи е необходимо да се разделят видовете компютърни ресурси между определени форми на задачи - съществува мултипрограмна методика на работа за изследване на данните.

Трето поколение

Благодарение на развитието на технологията за създаване на интегрални схеми (ИС) на компютри, беше възможно да се постигне ускоряване на скоростта и надеждността на полупроводниковите схеми, както и последващото намаляване на техните размери, използваната мощност и цена. Интегрални форми на чипове сега започват с фиксиран набор от електронни части, които са доставени в правоъгълни силиконови плочи и имат дължина от едната страна не повече от 1 cm. Такъв вид плоча (кристали) се поставя в пластмасов случай на малки обеми, размерът на който може да се изчисли само с разпределението на т.нар. "Legs". Поради тези причини, темпът на развитие на компютрите започна да нараства бързо. Това позволи не само да се подобри качеството на работа и да се намалят разходите за такива машини, но и да се оформи малък, прост, евтин и надежден тип маса - мини-компютър. Тези машини първоначално бяха предназначени за решаване на теснотехнологични задачи в различни упражнения и техники. Водещият момент в тези годиниразгледана е възможността за унифициране на машините. Третото поколение компютри е създадено, като се вземат предвид съвместимите отделни модели от различни типове. Всички други ускорения в развитието на математическия и разнообразния софтуер подпомагат формирането на пакетни програми за решаване на стандартни задачи проблемно ориентиран софтуер. Тогава за първи път се появяват софтуерни пакети - форми на операционни системи, на които се развива третото поколение компютри.

Четвърто поколение

Активното подобрение на електронните устройства в изчислителните машини допринесе за появата на големи интегрални схеми (LSIs), където всеки кристал съдържаше няколко хиляди части от електрически тип. Това доведе до следващото поколение компютри, чиято елементарна основа получи по-голямо количество памет и намали цикъла на изпълнение на командите: използването на байта на паметта в една машина стана значително намалено. Но тъй като цената на програмирането не е намаляла, задачата е да се намалят ресурсите на чисто човешки, а не на машинен тип, както преди.
Бяха проведени операционните системи на следващите типове, които позволиха на операторите да подобрят своите програми директно на дисплеите на компютрите, което опрости работата на потребителите, което скоро стана първата разработка на нова софтуерна база. Този метод напълно противоречи на теорията за началните етапи на информационното развитие, в която се използва компютърът от първо поколение. Сега компютрите се използват не само за запис на големи обеми информация,но и за автоматизацията и механизацията на различни области на дейност.

Промени в началото на седемдесетте

През 1971 г., големи изчислителни машини с интегрална схема, които съдържат целия процесор на компютъра на конвенционалните архитектури. Сега беше възможно да се поставят почти всички електронни схеми в една голяма интегрална схема, които не бяха сложни в типичната архитектура на компютъра. Така че възможността за масово пускане на конвенционални устройства нараства на ниски цени. Това беше новото, четвърто поколение компютри. Оттогава е имало много евтини (използвани в компактни клавиатурни компютри) и контролни схеми, които са монтирани на една или повече големи интегрални схеми, които имат процесори, достатъчно количество RAM и структурата на връзките с изпълнителните сензори в механизмите за управление. Програми, които са работили за регулиране на бензина в моторни превозни средства, с предаване на определена електронна информация или фиксирани режими на пране, са въведени в паметта на компютъра или използват различни типове контролери или директно в предприятията. През седемдесетте години започва производството на универсални изчислителни системи, които комбинират процесора, голямо количество памет, схеми от различни комбинации с механизма на входа-изхода, разположени в общата голяма интегрална схема (така наречените едночипови компютри) или, в други варианти, големи \ t интегрални схеми, разположени на обща печатна платка. В резултат на това, когато четвъртото поколение компютри е масивноразмножаването започнало повторение на ситуацията през шейсетте години, когато скромните мини-компютри произвеждали част от работата в големи универсални компютри.

Компютърни свойства на четвърто поколение

Електронните компютри от четвърто поколение бяха сложни и имаха разклонени възможности:
  • режим на обикновен многопроцесорен;
  • програми с паралелен последователен тип;
  • видове компютърни езици на високо ниво;
  • Появата на първите компютърни мрежи.
  • Развитието на техническите възможности на тези устройства бе отбелязано със следните разпоредби:
  • Нормално забавяне на сигнала при 07 ns.
  • Водещият тип памет е типичен полупроводник. Периодът на обработка на информацията от паметта от този тип - 100-150 нс. Паметта е 1012-1013 символа.
  • Прилагане на хардуерна реализация на операционни системи

    Модулните системи са започнали да се използват за софтуера от този тип. За първи път през пролетта на 1976 г. е създаден личен електронен компютър. На базата на 8-битови контролери на обичайната схема за електронни игри учените направиха обичайното, програмирано на езика BASIC, машината от типа на играта "Apple", която придоби голяма популярност. В началото на 1977 г. се появи Apple Comp и започна производството на първия на Земята персонален компютър Apple. Историята на това ниво на компютъра подчертава това събитие като най-важното. Днес Apple произвежда персонални компютри Macintosh, които по много параметри надхвърлят моделите на IBM PC. Новите модели на Apple се различават не само в изключителното качество, но също такаголеми (по съвременни стандарти) възможности. Има и специална операционна система за компютри Apple, която отчита всичките им изключителни характеристики.

    Пето поколение компютърно поколение

    През осемдесетте години процесът на разработване на компютър (генерирането на компютри) навлиза в нов етап - машини от пето поколение. Появата на тези устройства е свързана с разработването на микропроцесори. От гледна точка на системните структури, характерна е абсолютната децентрализация на работата, като същевременно се разглеждат софтуерни и математически основи, преминавайки към нивото на работа в програмната структура. Расте и организацията на работата на електронните компютри. Ефективността на компютрите от пето поколение - сто и осемстотин и девет операции в секунда. За този тип машини се характеризира с многопроцесорна система, разположена на микропроцесори със слаби типове, които се използват едновременно. Сега има електронни изчислителни типове машини, които са насочени към висши компютърни езици.

    Свързани публикации