Размерите на първото поколение компютри. Разработване на компютърни технологии и генериране на компютри

Компютъризацията е явление, наблюдавано сега, вероятно във всички страни по света. Скоростта му е впечатляваща. Интересно е да се проследи условията, при които се извършва исторически. Възможно ли е да се каже, че компютризацията е резултат от планирано разработване на компютърни производствени технологии и софтуер за тях? Какви са историческите етапи на технологичното усъвършенстване на компютрите?

Какво беше преди компютрите?

Интересно е да се знае какви устройства предхожда историческият компютър. По този начин може да се отбележи, че през 17-ти век легендарният френски учен Паскал изобретил, както се вярва, първата машина за броене, която работи на механичен принцип. В началото на 19-ти век, британският изследовател Babbage изобретил първата аналитична машина. Няколко десетилетия по-късно американският инженер Холерит създава таблица - електрическа машина, с която е възможно да се изчислят статистическите данни. Впоследствие активно продължи развитието на водещи лаборатории в света в посока създаване на устройства в близост до компютрите в съвременния смисъл на думата.

Първи компютри

Един от първите компютри в света е изобретен от друг американски изследовател Буш през 1930 г. Историята на компютъра, е пълен цифрови устройства, много учени, считано от 1944 г., когато един американски професор Ayknem проектиран компютър "Марк 1". Всъщност това беше устройство, принадлежащо на компютър от първо поколение. Какви са неговите характеристики? На първо място, вероятно общите размери на структурата. Размерите на първото поколение компютри бяха изключителни. Например, "Марк-1" има дължина около 15 м, височина -. За 2.5 m капацитет на първия цифров компютър, по съвременните стандарти, е сравнително скромен, но неговата роля в историята на компютърните технологии индустрия не може да се надценява. През 1946 г. американската армия изгражда компютъра "Ениак". Размерите на първото поколение компютри на примера на това устройство може да изглеждат още по-впечатляващи. Компютърът "Еняк" е с дължина около 30 м и тежи 30 тона.

Разбира се, ние ще се интересуваме не само от размерите на първото поколение компютри, но и от други характеристики на съответния тип машини. Помислете за тях, както и за по-подробна история на компютрите.

Характеристики на компютър от 1-во поколение

Компютърът от първо поколение се основава на електронни епруветки, устройство, което работи чрез промяна на потока от частици, движещи се от катода към анода. Основният принцип на съответното изместване е термионното излъчване. От самото начало компютрите започнаха да се изграждат в съответствие с принципа на разпределение на логическите команди на 0 и 1. Тази схема все още се изпълнява. Как функционираше, когато крушките бяха използвани като основен компонент на компютъра? Това е много просто. Входно се формира на напрежение на лампата, например 2 В. Изходът - по-малко, като 1 V. Първото условие се записва като лампата 1, а вторият - като 0. Комбинацията от тези условия на базата на множеството от десетки хиляди лампи оформени машинен код.

Ламповите компютри, т.е. тези, които принадлежат към първото поколение, могат да изпълняват около 20 хиляди операции в секунда. Дали това е много или не? За сравнение, индикаторът за модерни персонални компютри е милиарди операции в секунда. Но основните задачи на тези години, включително във военната сфера, са напълно възможни за изпълнение на характеристиките на компютрите от първо поколение.

Компютрите от този тип не се характеризират с висока надеждност. Само защото лампите често изгаряли, те трябвало да бъдат променени. Вече говорихме за гигантските размери на компютрите по-горе. Това предопределени много големи трудности при транспортирането им, с оптимизирането на местоположението им в сградата. Цената на компютъра от първо поколение беше много висока - само големи предприятия и държавни структури с голям бюджет биха могли да си позволят да ги купят. Също така, лампата се характеризира с високи експлоатационни разходи - главно по отношение на консумацията на енергия. Работата по тях изисква привличането на висококвалифициран персонал с последващо плащане на голяма заплата за тях. Човек, който знае поне компютърното устройство, да не говорим за възможността да програмирате компютър, беше популярен и скъп специалист.

Специфичността на компютър от първо поколение също е, че на тези машини са използвани отделни езици за програмиране. Освен това наборът от машинни команди беше съвсем прост. Тъй като такива програми - в обичайния смисъл - при работа с компютър от подходящ тип не се използват. Това се дължи не само на скромни работата на вашия компютър, но и доста ниски устройства технологии за съхранение - често те са перфокарти и магнитни ленти, които абсолютно не са сравними с обичайната скорост ни тласка.

Въпреки това, на посочените неудобства инженери започнаха да се адаптират активно - главно чрез разработването на различни алгоритми за автоматизиране на работата с машинен код. Въпреки ниската производителност на компютрите от първо поколение, ефективността на тяхната работа постепенно нараства.

Компютър от второ поколение

Световната компютърна индустрия след отбелязаните изобретения продължи да се развива активно. Изобретението на "Марк-1", "Ениак" и други машини - това беше само началото. Две поколения компютри се появяват в началото на 60-те години. Основната им характеристика - те използват транзистори вместо лампи. В резултат на това нараства производителността на машините. Освен това си спомняме, че размерите на първото поколение компютри бяха впечатляващи. Машините на транзисторите, от своя страна, значително намаляват. Колко очевидно беше предимството да се използват подходящи технологични решения в структурата на компютрите? Достатъчно е да се каже, че един транзистор е бил в състояние да замени около 40 лампи. Усъвършенствано също носители на информация. приспособление Второ поколение компютри биха могли да поемат използването на магнитни дискове, близки по структура и концепция на тези устройства, които са познати на съвременния потребител.

От гледна точка на използването на софтуер, световната компютърна индустрия също направи стъпка напред благодарение на възможностите на съответния тип машини. Налице са езици, класифицирани като високо ниво. Програмистите разработиха преводачи - средствата, чрез които съответните алгоритми бяха преведени на езика, използван в компютърните команди на компютъра. Прилагат се и принципите за усъвършенстване на някои сценарии на компютърни програми. Започва да се появяват библиотечни приложения, различни мониторни системи, които стават прототипи на съвременните операционни системи.

В същото време, въпреки някои опити за унифициране на използването на софтуерни алгоритми в различни машини, различни компютри се характеризират с ограничена съвместимост. За да ги комбинираме, сравнително по-скоро, в една единствена мрежа и изграждаме на нейната основа, корпоративната информационна система е много трудна.

Компютри от трето поколение

Историята на компютъра от третото поколение започва с машини, при проектирането на които са използвани интегрални схеми, всеки от които, както се оказа, може да замени около 1000 транзистора. Ефективността на компютрите нарасна значително. Възможно е на компютъра да се изпълняват няколко софтуерни алгоритми едновременно. Какво представлява интегрална схема? Това е силициев кристал, който има площ от около 10 квадратни метра. мм. Съгласно нивото на изпълнение, както е изчислено, един IP е всъщност равен на компютъра "Eniak". Сред най-известните компютри от третото поколение са компютрите, проектирани от IBM - машините System 360.

Компютрите от този тип се характеризират с много по-голяма степен на оперативна съвместимост, отколкото устройствата, за които се отнасяме по-горе, включително в областта на софтуера. На компютри от 3 поколения бяха въведени първите пълноправни операционни системи, способни да извършват няколко задачи едновременно. Много от хардуерните функции започнаха да се прехвърлят на софтуера.

Компютър от 4-то поколение

През 70-те години така наречените големи интегрални схеми. Каква е тяхната особеност? На първо място, тяхната производителност съответства на приблизително 1000 конвенционални интегрални схеми. В резултат на това световната компютърна индустрия е в състояние да произвежда устройства, които са сравними по размер и производителност с тези, които сме свикнали да използваме днес.

Благодарение на повишената производителност на фабричните линии за производството на големи интегрални схеми и други ключови компоненти на компютрите, компютрите постепенно станаха по-евтини. Ако първия и втория (през 50-те и 60-те години) компютри поколение бяха на разположение, както отбелязахме по-горе, най-вече само на големи предприятия и държавни структури, компютърът 1970 са били активно купуват обикновените граждани.

Фактори на компютъризацията

Компютъризацията се превърна в масов феномен, особено с появата на интернет в края на 80-те години. Неговите цени бяха още по-динамични, толкова по-ниска беше цената на устройствата и колкото по-малък беше размерът им. Така че първите персонални компютри, в много характеристики и технологична структура, подобни на тези, които са познати днес, се появяват в средата на 70-те и началото на 80-те години. Сред тези устройства - IBM PC, който се превърна в прототип на най-разпространената компютърна платформа днес. Те станаха най-близкия конкурент на персоналните компютри, които вече бяха произведени активно от Apple. Основната разлика между тях е откритостта на концепцията на IBM и затворената платформа на Apple. От гледна точка на структурата на софтуера и хардуера, разликата между съответните типове персонални компютри е обикновено малка. В структурата на платформата на IBM има такива ключови компоненти като процесор, RAM, твърд диск, видео и звукова карта, дънна платка. В този случай те могат да бъдат заменени от други - като опция, по-продуктивни.

Модерно поколение компютри

Технологично резерв, който е основан от инженери в 70-те години, не е било толкова значително, че по-нататъшното развитие на компютърни експерти и анализатори описват като ще се проведе в рамките на същия 4-то поколение. Това означава, че съвременните високопроизводителни персонални компютри като цяло функционират на същите принципи като устройствата преди 40 години. В някои аспекти, като например размерите на компютрите, модерните компютри със сигурност се смятат за значително по-технологично напреднали. В едно устройство размерът на малък преносим компютър може да се побере на изчислителната мощност, значително надхвърляйки тези, които се запазиха например в първия компютър от Apple през 70-те години.

Непрекъснатост на понятията

Но концептуално, компютрите, които използваме днес, работят в съответствие със схемите, които се прилагат за първи път в 4-поколения компютър. Няма ясни критерии, които да ни позволят да кажем, че сравнително казано, първият персонален компютър IBM и съвременният лаптоп iMac са компютри от различни поколения. Изпълнението варира значително, но по принцип концепцията е една и съща.

Въз основа на платформата, предлагана от IBM, се изпълняват най-модерните настолни компютри, лаптопи и моноблокове. Според много критерии мобилните устройства, като смартфони и таблети, са в съответствие с платформата на IBM, която се появи през 70-те години на миналия век. Така че във всеки от тях, както и в компютъра, има процесор, RAM, устройство за съхранение на данни - аналогов на твърд диск.

Трудно е дори да се каже, че нивото на комфорт при използването на компютрите е нараснало по принцип, ако се сравнят първите проби от 4-то поколение компютри и съвременните модели. Основните хардуерни контроли на компютъра - клавиатура, мишка - по принцип, в продължение на много години не се промениха. Разбира се, се появиха всички видове сензори, безконтактни дисплеи и други екзотични решения. Но не всички потребители ги третират достатъчно положително.

Подобрена, разбира се, и софтуерни решения - операционната система (в първите 4 поколения компютри са били проби, контролирани от операционните системи на командния ред днес да включва функционални графичен потребителски интерфейс), видове приложен софтуер. Първите типове съответстващи програми през 70-те години бяха много прости по структура.

Днес това са мощни инструменти за изпълнение на производствените задачи. Ако говорим за игри, разликата е забележима. През 70-те години те бяха най-простите аркади, днес те ви позволяват да направите очарователни гмуркания във виртуалното пространство. Въпреки това, игри, OS и софтуер за приложения от същите алгоритми като съответните решения в ранните години на разработването на компютъра от 4-то поколение, често на едни и същи езици за програмиране.

Сравнение на компютърните поколения

Нека се опитаме да визуализираме сравнителни характеристики поколения компютри. Как може да се направи това? Доста удобен вариант - сравнителен таблица от поколения компютри. Той може да бъде представен в структура, която отразява основните характеристики на компютъра - производителността, както и технологичната база, на която се основават изчисленията.

Това са сравнителните характеристики на поколенията компютри. Можем да видим колко бързо се развива компютърната технология. Компютри от различни поколения - ярки примери за възникването и успешното въвеждане в производството на най-иновативните и високотехнологични инженерни концепции - както на нивото на хардуерен компонент, както и в областта на софтуера.

От една страна, можем да заключим, че компютризацията е феномен, който се развива постепенно, корелира с нарастването на производителността на компютрите, по-евтиното и по-лесното им използване. Но има гледна точка, според която въпросният процес се характеризира с два периода, когато наистина е галопиращ, а именно след появата на компютъра от 4-то поколение, а също и след превръщането на интернет в глобална мрежа. Тези два фактора станаха, според редица изследователи, ключови двигатели на компютъризацията.