A számítógép generálásának absztraktja
A számítástechnikában az elektronikus számítógépek fejlesztésének egyfajta periodizációja van. A számítógépeket ennek vagy az adott generációnak tulajdonítják, attól függően, hogy milyen típusú alapelemeket használnak, vagy a gyártásuk technológiája. Nyilvánvaló, hogy a generációk határai az idő értelemben nagyon diffúzak, mivel különböző típusú számítógéppel valójában egyszerre készülnek; egyetlen gép esetében egy egyszerű generációhoz való tartozás kérdése egyszerűen megoldódott.
Számítógépek vagy számítógépek megjelenése a modern tudományos és technológiai forradalom egyik alapvető jele. A számítógépek széles körű elosztása azt eredményezte, hogy egyre több ember kezdte megismerni a számítástechnika alapjait, és a programozás fokozatosan a kultúra egyik elemévé vált. Az első elektronikus számítógépek megjelentek a XX. Század első felében. Sokkal több mechanikus számológépet tehettek, amelyeket csak hozzáadtak, kivontak és megszorozzák. Ezek olyan elektronikus gépek voltak, amelyek képesek összetett problémák megoldására.
Ezenkívül két megkülönböztető tulajdonsággal rendelkeztek, amelyeket a korábbi gépek nem rendelkeztek:
Az egyik az volt, hogy egy előre meghatározott programon elvégezhessék a műveletek bizonyos sorrendjét, vagy következetesen megoldhassák a különböző típusú problémák megoldását.
Az információ tárolása különleges memóriában.
Elektronikus csövek számítógépek.
Az elektronikus csöveken alapuló számítógépek a XX. Század negyvenes évében jelentek meg. Az első elektronikus csövet - a vákuumdiódát - csak 1904-ben építették fel Flemingben, bár az elektromos áram áramlását vákuumon keresztül az Edison fedezte fel 1883-ban.
Az elektronikus lámpa használata a számítógép egyik fő elemeként számos problémát okozott. Mivel az üveg lámpa magassága 7 cm volt, a gépek hatalmasak voltak. 7-8 percenként. az egyik lámpa kiszakadt, és mivel 15-20 ezren volt a számítógépben, nagyon sok időbe telt, hogy megtalálja és kicserélje a sérült lámpát. Ráadásul hatalmas mennyiségű hőt osztottak ki, és az akkori "modern" számítógép működtetéséhez különleges hűtőrendszerekre volt szükség.
Ahhoz, hogy megértsük egy hatalmas számítógép bonyolult rendszereit, teljes mérnökökre volt szükségünk. Az ilyen számítógépek bemeneti eszközei nem voltak, így az adatokat a memóriában tárolták, ha a kívánt csatlakozót a megfelelő aljzathoz csatlakoztatta.
Az első generációs gépek például a Mark 1, az ENIAC, az EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), - az első gép egy tárolt programmal. UNIVAC (univerzális automata számítógép). Az Univac első példányát áthelyezték az Egyesült Államok Népszámlálási Irodájába. Később számos különböző Univak modellt hoztak létre, amelyek különböző alkalmazási területeken alkalmazást találtak. Így az Univac lett az első soros számítógép. Ráadásul ez volt az első számítógép, ahol a lyukasztók helyett szalagot használt.
A tranzisztorokon alapuló első számítógépek az 50-es évek végén jelentek meg, a hatvanas évek közepén pedig kompakt külső eszközök jöttek létre, amelyek lehetővé tették a Digital Equipment 1965-ben az első mini-számítógép PDP-8 hűtőszekrény méretét (! ), és csak 20 ezer dollárt költ (!).
A tranzisztor létrehozását kemény, majdnem tízéves munka előzte meg, amely már 1938-ban kezdődött el az elméleti fizikus, William Shockley. A tranzisztorok használata a számítógépek fő elemeként több száz alkalommal csökkentette a számítógépek méretét és növelte megbízhatóságát.
És mégis a tranzisztor legcsodálatosabb képessége, hogy ez az egyetlen, amely 40 elektrontartóra képes dolgozni, ugyanakkor gyorsabban dolgozik, nagyon kevés hőt oszt ki és szinte nem fogyaszt villamos energiát. A tranzisztorokkal ellátott elektroncsövek cseréjével párhuzamosan javult az információ tárolási módszere. A memória mennyiségét növeltük, és a mágnesszalagot, amelyet először az Univac számítógépre használtunk, mind az információk bevitelére és kiadására használtuk. A 60-as évek közepén széles körben elterjedt a lemezek információinak tárolása. A számítógépes architektúrában elért eredmények nagy teljesítményt érnek el másodpercenként egy millió műveletben! Példák a tranzisztoros számítógépekre: "Stretch" (Anglia), "Atlas" (USA). Abban az időben a Szovjetunió lépte át az időt, és világszínvonalú számítógépet (például "BESM-6") gyártott.
Az első integrált áramkörök (IC) 1964-ben jelentek meg. Először csak űrben és katonai felszerelésben használták őket. Most már bárhol megtalálhatók, beleértve az autókat és a háztartási készülékeket. Ami a számítógépeket illeti, akkor integrált áramkörök nélkül egyszerűen elképzelhetetlenek!
Az IP megjelenése valódi számítástechnikai forradalmat jelentett. Végül is ez önmagában helyettesítheti a több ezer tranzisztort, amelyek mindegyike már cserélt 40 elektroncsövet. Más szóval, egy apró kristály ugyanolyan számítási képességekkel rendelkezik, mint a 30 tonnás Eniak! A harmadik generációs számítógép sebessége 100-mal nőtt, és a méretek jelentősen csökkentek.
A harmadik generációs számítógépek minden előnyének köszönhetően a gyártás olcsóbb volt, mint a második generációs gépek gyártása. Ennek köszönhetően sok szervezet képes volt ilyen gépek beszerzésére és elsajátítására. Ez viszont az egyetemes számítógépek iránti kereslet növekedéséhez vezetett, amelyek számos feladatot megoldottak. A korábban létrehozott számítógépek nagy része speciális gépek voltak, amelyeken egyfajta problémák megoldhatók.
Nagyméretű integrált áramkörök.
Már tudjátok, hogy a számlálógépek elektromechanikus részei átengedték az elektronikus csöveket, amelyek átengedték a tranzisztorokat és az utóbbiakat az integrált áramkörökbe. Ez azt a benyomást keltheti, hogy a számítógépek műszaki képessége kimerült. Valójában, mire gondolhatsz?
Hogy válaszoljon erre a kérdésre, menjünk vissza a 70-es évek elejére. Ebben az időben megpróbálták kideríteni, hogy lehetséges-e egynél több integrált áramkört elhelyezni egyetlen kristályon. Kiderült, hogy tudsz! A mikroelektronika fejlesztése azzal a lehetőséggel jött létre, hogy több ezer integrált áramkör egyetlen kristályra helyezhető. Tehát már 1980-ban egy kis számítógép központi processzora lehetséges egy chipre helyezni, amelynek területe csupán egy négyzethüvelyk (1,61 cm2) volt. Elindult a mikroszámítógépek kora.
Mi a modern mikroszámítógépek sebessége? Ez 10-szer magasabb, mint egy harmadik generációs számítógép integrált áramkörök sebességével, 1000-szer gyorsabb, mint egy második generációs számítógép tranzisztorral és 100 000-szer gyorsabb, mint egy első generációs számítógép.
A számítógépek fejlesztésében nagy szerepet játszott két ma már óriási vállalat: a Microsoft® és az Intel®. Az első közülük nagyban befolyásolta a szoftverek számítógépes fejlesztését, a második pedig a legjobb mikroprocesszoroknak köszönhetően vált ismertté.
Számítógépes generációk összehasonlítása.
A számítógépek fejlesztése során világos tendencia mutatkozott a méretcsökkenés és a termelékenység növekedése felé. Minél tökéletesebb a számítógépek elemalapja, annál kevésbé és gyorsabban lettek. Ez a következő összehasonlítás és táblázat példáján látható:
Az ENIAC egy egész ház mérete volt és 30 tonna volt.
A létrehozásakor 0,5 millió dollárt költött.
200 kW energiát fogyasztott.
A lámpa 7-8 percenként kiesett.
Két számot is hozzáadhat 3 MSK-hoz.