První elektronické počítače

V posledních desetiletích vstoupila lidstvo do počítačového věku. Inteligentní a výkonné počítače, založené na principech matematické činnosti, pracují s informacemi, řídí činnost jednotlivých strojů a celých rostlin, řídí kvalitu výrobků a různých produktů. V dnešní době je počítačová technologie základem pro rozvoj lidské civilizace. Na cestě k takové pozici bylo nutné projít krátkou, ale velmi bouřlivou cestou. A po dlouhou dobu se tyto stroje nazývaly spíše počítači než počítače, ale počítače.

Klasifikace počítačů

Podle obecné klasifikace jsou počítače distribuovány po několik generací. Definováním vlastností při přiřazování zařízení k určité generaci jsou jejich jednotlivé struktury a modifikace, např. Požadavky na elektronické počítače, jako rychlost, velikost paměti, řídicí techniky a metody zpracování dat.

Samozřejmě, distribuce počítače bude v každém případě libovolná - existuje velké číslo stroje, které podle některých prvků jsou považovány za modely jedné generace a podle jiných - patří zcela odlišné.

V důsledku toho mohou být tato zařízení klasifikována jako nesourodé fáze při tvorbě modelů elektronického výpočetního typu.

Každopádně zlepšení počítače probíhá v několika fázích. A generace počítačů v každé fázi má od sebe podstatné rozdíly, co se týče elementárních a technických základů, jistého poskytnutí určitého matematického typu.

První generace počítačů

Generace 1 počítačů rozvinutých v prvních poválečných letech. Nebyly postaveny mocné elektronické počítače založené na elektronických výbojkách (stejně jako u všech televizorů modelů těch let). Do jisté míry to byla fáze vývoje takové techniky.

První počítače byly považovány za experimentální typy přístrojů, které byly vytvořeny pro analýzu stávajících a nových konceptů (v různých vědách av některých složitých odvětvích). Objem a hmotnost počítačových strojů, které byly poměrně velké, často vyžadovaly velmi velké místnosti. Nyní vypadá jako příběh dlouhých a dokonce ne zcela reálných let.

Zavedení dat do první generace vozu se děje cestou děrných štítků ke stažení a správu softwarových řešení posloupnosti funkcí vykonávaných, například ENIAC - cesta vstupní konektory a tvarech vykládané sféru.

Navzdory skutečnosti, že tento způsob programování zpožděného velké množství času s cílem připravit jednotku pro připojení do sázecích strojů jednotek oblastí informačních technologií a nabízí všechny možnosti pro demonstraci matematických „mocností» ENIACrsquo-as podstatné výhody měly rozdíly v tom, jak program děrné pásce , který je vhodný pro zařízení typu relé.

Princip "myšlení"

Zaměstnanci, kteří pracovali na prvních počítačích, se nezastavili, byli neustále v blízkosti strojů a sledovali účinnost stávajících elektronických trubek. Pokud se však jediná lampa nepodařilo, ENIAC okamžitě vyšplhal, všichni spěchali a hledali rozbitou lampu.

Hlavní příčinou (ačkoli přibližný) je velmi častá výměna lampy je následující: vytápění a žhavicí lampy přilákaly hmyz, oni letěli do vnitřku přístroje a „pomohl“ vznik elektrického zkratu. To znamená, že první generace těchto strojů byla velmi zranitelná vůči vnějším vlivům.

Představíme-li si, že tyto předpoklady může být pravda, představa o „chyby“ ( „bugs“), pod kterým se rozumí chyby a nedostatky v oblasti hardware a výpočetní techniky, dostává zcela jiný význam.

No a pokud byly lampy stroje v pořádku, obsluha mohla nakonfigurovat ENIAC pro další úkol, ručně měnit spojení asi šesti tisíc drátů. Všechny tyto kontakty musely být znovu přepnuty, když se objevil úkol jiného typu.

Sériové stroje

První elektronický počítač, který byl zahájen seriál, byl UNIVAC. Stala se prvním typem digitálního počítače pro víceúčelové použití. UNIVAC, jejíž vznik se datuje do 1946-1951, požadoval období Přírůstky 120 mikrosekund, generální násobení. - 1800 mikrosekund a dělení - 3600 ms.

Takové stroje vyžadovaly velkou plochu, hodně elektřiny a měly značný počet elektronických lamp.

Zejména sovětský elektronický počítač "Strela" vlastnil 6 400 těchto lamp a 60 000 kopií polovodičových diod. Rychlost výkonu takové generace počítačů nebyla vyšší než dvě nebo tři tisíce akcí za sekundu, velikost paměti RAM nebyla více než dvě KB. Pouze jednotka "M-2" (1958) dosáhla provozní paměti o zhruba čtyřech KB a rychlost výkonu stroje dosáhla dvacet tisíc operací za sekundu.

Počítače druhé generace

V roce 1948 přijali několik vědců a vynálezců Západu první pracovní tranzistor. Jednalo se o bodový kontakt, ve kterém byly tři tenké kovové dráty v kontaktu s pásem polykrystalického materiálu. V důsledku toho byla počítačová rodina již v těchto letech vylepšena.

První model vyrábí počítače, který operoval na základě tranzistorů, přejděte na jeho vystoupení na posledním úseku 1950., O pět let později se objevil na vnějších forem digitálního počítače s výrazně vylepšenými funkcemi.

Vlastnosti architektury

Jedním z důležitých principů fungování tranzistoru je, že v jediné kopii bude schopen provést určitou práci pro 40 konvenčních svítidel a dokonce si zachová vyšší rychlost provozu. Stroj generuje minimální objem tepla a téměř nebude používat elektrické zdroje a energii. V tomto ohledu narostly požadavky na osobní elektronické počítače.

Souběžně s postupnou výměnou konvenčních elektrických svítidel s účinnými tranzistory došlo ke zlepšení způsobu uchování dostupných dat. Existuje rozšíření kapacity paměti a magneticky upravená páska, která byla poprvé použita v počítači první generace UNIVAC, se začala zlepšovat.

Je třeba poznamenat, že v polovině šedesátých let minulého století byla použita metoda ukládání dat na discích. Významné pokroky v používání počítačů umožnily získat rychlost jedné milionu operací za sekundu! Zejména běžné tranzistorové počítače druhé generace počítačů lze klasifikovat jako "Stretch" (Velká Británie), "Atlas" (USA). V té době SSSR také produkoval vysoce kvalitní počítačové modely (zejména BESM-6).

Uvolnění počítačů, které jsou založené na tranzistorech, způsobil snížení objemu, hmotnosti, náklady na elektřinu a náklady na automobily, a vyšší spolehlivost a efektivitu. To umožnilo zvýšit počet uživatelů a seznam úkolů, které mají být vyřešeny. S ohledem na vlastnosti, které odlišují počítačů druhé generace, vývojáři těchto strojů začali navrhovat formulářů algoritmické jazyky stavitelství (zejména ALGOL, FORTRAN) a komerční (například COBOL) typ výpočty.

Hygienické požadavky na elektronické počítače se také zvyšují. V padesátých letech došlo k dalšímu průlomu, ale přesto to bylo ještě daleko od současné úrovně.

Význam OS

Ale i v této době vedoucí úlohou výpočetní techniky bylo snižování zdrojů - pracovní doba a paměť. Abychom tento problém vyřešili, začali jsme navrhovat prototypy současných operačních systémů.

Typy prvního operačního systému (OS) byla dána příležitost zlepšit automatizaci uživatelů počítačů, který byl navržen k plnění zvláštních úkolů: uvedení do provozu těchto programů stroj volá správné překladatele, volání potřeba naprogramovat moderní knihovny rutiny, atd

Proto, kromě programu a různých druhů informací v počítači druhé generace musel odejít i speciální instrukce, které byly uvedené kroky zpracování a seznam dat programu a jeho vývojáři. Za to, že vůz začal zavádět souběžně určitý počet úkolů pro provozovatele (s pracovní sady), tyto formy operačních systémů bylo nutné rozdělit typy počítačových zdrojů mezi některými formami pracovních míst - bylo multiprogramování cesta do práce studovat data.

Třetí generace

Prostřednictvím rozvoje technologií integrovaných obvodů (IC) počítače schopné získat akceleraci výkonu a spolehlivosti stávajících polovodičových čipů, jakož i další snížení jejich velikosti, množství energie používané a cenou.

Integrální tvar třísek je nyní začal dělat pevnou sadu elektronických součástek typu, které byly uvedeny v pravoúhlých podlouhlých desek křemíku, a měl délku jedné strany není větší než 1 cm. Tento typ desky (krystaly) byl uveden v plastovém pouzdře malých objemů, že velikost lze vypočítat pouze prostřednictvím přidělení takzvaných. "Nohy".

Z těchto důvodů se tempo rozvoje počítačů začalo rychle zvyšovat. To umožnilo nejen zlepšit kvalitu práce a snížit náklady na tyto stroje, ale také vytvořit zařízení malých, jednoduchých, levných a spolehlivých hmotných typů - mini-počítačů. Tyto stroje byly nejprve navrženy tak, aby řešily úzké technické problémy v různých cvičeních a technikách.

Přední moment v těchto letech byl považován za možnost sjednocení strojů. Třetí generace počítače je vytvořena s ohledem na kompatibilní samostatné modely různých typů. Všechna další zrychlení ve vývoji matematických a různých softwarových nástrojů přispívají k tvorbě programových balíčků pro řešení solvability standardních úkolů programově orientovaného problému. Pak poprvé existují softwarové balíčky - formy operačních systémů, na kterých se vyvíjí třetí generace počítačů.

Čtvrtá generace

Aktivní vylepšení elektronických zařízení počítačů přispělo k vzniku velkých integrovaných obvodů (LSI), kde každý krystal obsahoval několik tisíc elektrických částí. S touto novou generaci počítačů začaly být produkován, mobilní základny, kde je velké množství paměti a zkrácené implementační cykly příkazy: Použití bajtů paměti v jednom provozu stroje byla výrazně snížena. Ale, jak náklady na programování málem spadl, a pak se dostala do popředí problém snížení prostředků na čistě lidské, nikoli typ stroje, stejně jako předtím.

Z operačního systému další druhy, které umožnily provozovatelům provést zlepšení svých programů přímo u obrazovky počítače, je zjednodušené uživatelské zkušenosti, takže v krátkém čase a první vyvinout nový software základnu. Takový postup je zcela v rozporu s teorií počátečních fázích vývoje informací, které byly použity první generace počítačů. Nyní počítače nebyly použity pouze k nahrávání velkého množství informací, ale také pro automatizaci a mechanizaci různých oblastech činnosti.

Změny na počátku sedmdesátých let

V roce 1971 byl propuštěn velký integrovaný obvod počítačů, kde byl umístěn celý procesor počítačů konvenčních architektur. Nyní bylo možné uspořádat v jednom velkém integrovaný obvod téměř všechny schémata elektronického typu, které nebyly složité v typické počítačové architektuře. Takže možnosti masových uvolnění konvenčních zařízení pro malé ceny vzrostly. Byla to čtvrtá generace počítačů.

Od té doby mnoho levné provádí (používané v kompaktních počítačové klávesnice), a budicí obvody, která se vejde na jednu nebo více velkých integrálních spojů, procesory mají dostatečné množství paměti a struktury spojení s čidly v podobě výkonných kontrolních mechanismů.

Programy, které pracují s regulací benzínu v motorech automobilů, s převodem některých elektronických informací nebo pevných způsobů praní prádla, realizované v paměti počítače nebo pomocí různých typů regulátorů, nebo přímo na rostlinách.

V sedmdesátých letech měla zahájení výroby účelových počítačových systémů, které ve spojení procesoru, paměti, obvody různá rozhraní na vstupu-výstupu mechanismu umístěného v integrovaném obvodu společné velkém měřítku (tzv jednočipový počítač), nebo, v jiných provedeních, uspořádán větší integrované obvody na společné desce s plošnými spoji. Jako výsledek, když čtvrtá generace počítačů obdržel masové distribuce, opakování startovní pozici panující v šedesátých letech, kdy skromný minipočítače z práce ve velkých sálových počítačů.

Vlastnosti počítače čtvrté generace

Elektronické počítače čtvrté generace byly složité a měly rozvětvené schopnosti:

• normální víceprocesorový režim;
• programy paralelního sekvenčního typu;
• typy počítačových jazyků na vysoké úrovni;
• vznik prvních počítačových sítí.

Vývoj technických možností těchto zařízení byl označen těmito ustanoveními:

1. Obvyklé zpoždění signálu je 0,7 ns / s.
2. Vedoucí typ paměti je typický polovodič. Doba vývoje informací z paměti tohoto typu je 100-150 ns. Paměť - 1012-1013 znaků.

Aplikace hardwarové implementace operačních systémů

Modulární systémy se začaly používat pro softwarové nástroje.

První osobní elektronický počítač vznikla na jaře roku 1976 na základě integrovaných 8-bitových řadičů obvyklé schéma elektronických her, vědci vyrábí obvyklou naprogramován v jazyce BASIC, typ stroje hry «Apple», který získal velkou oblibu. Na počátku roku 1977 společnost Apple Comp., A začala produkovat první na osobních počítačích Apple Apple. Historie této úrovně počítače zdůrazňuje tuto událost jako nejdůležitější.

Dnes vyrábí společnost Apple osobní počítače Macintosh, které v mnoha ohledech převyšují modely modelů IBM PC. Nové modely Apple se liší nejen výjimečnou kvalitou, ale také v jejich rozsáhlých (moderních standardech) schopnostech. Je také vytvořen speciální operační systém pro počítače Apple, který bere v úvahu všechny jejich výjimečné funkce.

Pátý druh počítačové generace

V osmdesátých letech vstoupil do nové fáze procesu vývoje počítače (počítačová generace) - stroje páté generace. Vzhled těchto zařízení je spojen s vývojem mikroprocesorů. Z hlediska systémových konstrukcí vyznačuje absolutní decentralizace práci a zkoumání software a matematický základ, - pohyb úrovně prací ve struktuře programu. Organizace práce s elektronickými počítači roste.

Účinnost páté generace počítačů je sto osmdesát set devíti operací za sekundu. Pro tento typ stroje se vyznačuje víceprocesorový systém umístěný na mikroprocesorech oslabených typů, které jsou okamžitě používány množným číslem. Nyní existují elektronické výpočetní typy strojů, které jsou zaměřeny na vysokorychlostní typy počítačových jazyků.