Първите електронни компютри

През последните десетилетия човечеството навлезе в компютърната епоха. Интелигентните и мощни компютри, основани на принципите на математическото действие, работят с информация, управляват дейностите на отделните машини и цели растения, контролират качеството на продуктите и различните продукти. В наше време компютърната технология е основата за развитието на човешката цивилизация. По пътя към такава позиция беше необходимо да се премине кратък, но много бурен път. И за дълго време тези машини се наричат ​​компютри, а не компютри, а компютри.

Класификация на компютрите

Според общата класификация, компютрите се разпределят за няколко поколения. Дефинирането на свойствата при присвояване на устройства към определено поколение е техните индивидуални структури и модификации, такива изисквания за електронни компютри, като скорост, размер на паметта, техники за управление и методи за обработка на данни.

Разбира се, разпределението на компютъра ще бъде произволно във всеки случай - има голям брой машини, които според някои характеристики се считат за модели от едно поколение и според други - принадлежат към напълно различна.

В резултат на това тези устройства могат да бъдат класифицирани като несъответстващи на етапите формиране на модели от електронния изчислителен тип.

Във всеки случай подобрението на компютъра върви на няколко етапа. И генерирането на компютри на всеки етап има значителни различия един от друг по отношение на елементарни и технически бази, някои осигуряването на определен математически тип.

Първото поколение компютри

Поколение 1 на компютрите разработена през първите следвоенни години. Не са изградени много мощни електронни компютри, базирани на електронни лампи (същото като при всички телевизори на моделите от тези години). До известна степен това беше етап в разработването на такава техника.

Първите компютри бяха смятани за експериментални типове апарати, които бяха формирани за анализ на съществуващи и нови концепции (в различни науки и в някои сложни отрасли). Обемът и теглото на компютърните машини, които бяха доста големи, често изискваха много големи помещения. Сега изглежда като приказка от дълги и дори не съвсем реални години.

Въвеждането на данни в машините от първо поколение беше начин за зареждане на перфорирани карти и софтуерното ръководство за последователностите от функционални решения беше проведено например в ENIAC - начинът за вкарване на щепсели и форми на настроената сфера.

Въпреки факта, че този метод на програмиране забавено голям период от време, за да се подготви устройството за връзка с единици наборен машини областите, които тя предлага всички възможности за демонстрация на математически "сили» ENIACrsquo-и, с значителни ползи са имали различия за това как програмата перфолента , който е подходящ за устройства с релеен тип.

Принципът "мислене"

Служителите, работещи на първите компютри, не спряха, бяха постоянно близо до машините и наблюдаваха ефективността на съществуващите електронни тръби. Но ако само една лампа се провали, ENIAC веднага се изкачи, всички бързаха да търсят счупена лампа.

Водещата причина (макар и приблизително) е много честа смяна на лампата е както следва: за отопление и подгряващи лампи привличат насекоми, те летяха във вътрешността на устройството, както и "помогна" за създаването на късо съединение. Това означава, че първото поколение от тези машини беше много уязвимо от външни влияния.

Ако си представим, че тези предположения може да е вярно, концепцията за "бръмбари" ( "бъгове"), при които се разбират грешки и неуспехи в хардуер и компютърна техника, получава съвсем различно значение.

Ами ако лампите на машината бяха в работещ ред, придружителите можеха да конфигурират ENIAC за друга задача, като ръчно променяха връзките от около шест хиляди жици. Всички тези контакти трябваше да се включат отново, когато възникна задача от различен тип.

Серия машини

Първият електронен компютър, стартиран серийно, беше UNIVAC. Той стана първият вид цифров компютър за многоцелева употреба. UNIVAC, чието създаване датира от 1946-1951 г., изисква период на добавяне от 120 μs, общи умножения - 1800 μs и разделения - 3600 μs.

Такива машини изискват голяма площ, много електричество и има значителен брой електронни лампи.

По-специално, съветският електронен компютър "Стрела" притежава 6400 от тези лампи и 60 000 копия на полупроводникови диоди. Скоростта на изпълнение на такова поколение компютри не е по-висока от две или три хиляди действия в секунда, размерът на оперативната памет е не повече от две KB. Единственият модул "M-2" (1958) достигна оперативната памет от около 4 KB, а скоростта на производителността на машината достигна двадесет хиляди операции в секунда.

Второ поколение компютри

През 1948 г. няколко учени и изобретатели на Запада получиха първия работен транзистор. Това беше механизъм за контакт с точки, в който три тънки метални жици бяха в контакт с лента от поликристален материал. Следователно компютърното семейство е подобрено още през тези години.

Първите освободени модели на компютри, които функционират на базата на транзистори, показват появата им в последната секция на 50-те години, а пет години по-късно се появяват външни форми на цифров компютър с значително разширени функции.

Особености на архитектурата

Един от важните принципи на функционирането на транзистора е, че в едно копие той ще може да извърши определена работа за 40 конвенционални лампи и дори тогава ще запази по-висока скорост на функциониране. Машината генерира минимален обем топлина и почти няма да използва електрически източници и енергия. Във връзка с това се увеличиха изискванията за персоналните електронни компютри.

Успоредно с постепенното заместване на конвенционалните електрически лампи с ефективни транзистори се наблюдава подобряване на метода за запазване на наличните данни. Има увеличение на капацитета на паметта и магнитно модифицираната лента, която за пръв път се използва в компютъра на първото поколение UNIVAC, започна да се подобрява.

Трябва да се отбележи, че в средата на 60-те години на миналия век е използван методът за съхранение на данни на дискове. Значителен напредък в използването на компютрите позволи скоростта на един милион операции за една секунда! По-специално, обичайните транзисторни компютри от второ поколение компютри могат да бъдат класифицирани като "Stretch" (Великобритания), "Atlas" (САЩ). По това време СССР произвежда и висококачествени компютърни модели (по-специално BESM-6).

Освобождаването на компютри, които се основават на транзистори, е довело до намаляване на техния обем, тегло, разходи за електроенергия и разходи за машини, както и подобряване на надеждността и ефективността. Това даде възможност да се увеличи броят на потребителите и списъкът от задачи, които трябва да бъдат решени. Предвид характеристиките, които отличават компютрите от второ поколение, разработчиците на такива машини са започнали да проектират форми алгоритмични езици за инженеринг (по-специално, АЛГОЛ, FORTRAN) и търговски (например COBOL) тип изчисления.

Хигиеничните изисквания за електронни компютри също се увеличават. През петдесетте години имаше нов пробив, но все още беше далеч от сегашното ниво.

Значението на операционната система

Но дори и в този момент водещата задача на компютърната технология беше да намали ресурсите - работно време и памет. За да реши този проблем, започна да проектира прототипите на текущите операционни системи.

Видовете първата операционна система (ОС) беше дадена възможност да се подобри автоматизацията на компютърните потребители, които се предназначени за изпълнение на конкретни задачи: въвеждане в експлоатация на тези програми машината призовава правилните преводачи, призовава необходими за програмиране на съвременни библиотечни практики и т.н.

Ето защо, в допълнение към програмата и различните видове информация в компютъра на второто поколение трябваше да напусне също специални инструкции, които са били определени етапи на обработка, както и списък на данни програмата и нейните разработчици. След това колата започна да се въведе успоредно на определен брой задачи за операторите (с комплекта за работа), тези форми на операционни системи е необходимо да се разделят видовете компютърни ресурси между определени форми на заетост - имаше multiprogramming път за работа за проучване на данните.

Трето поколение

Чрез разработването на технологията на интегралните схеми (ИС) компютри могат да получат изпълнението ускорение и надеждността на съществуващите полупроводникови чипове, както и друга намаляване на техния размер, количеството енергия, използвана и цена.

Интегрална форма на чипове сега започва да фиксиран набор от електронни части тип, които са поставени в правоъгълни удължени плочи от силиций, и има дължина от едната страна не повече от 1 см е. Този тип плоча (кристали) се поставя в пластмасов корпус на малки обеми, то размер може да се изчисли само чрез разпределението на така наречените. "Legs".

Поради тези причини темпото на компютърно развитие започна бързо да се увеличава. Това позволява не само да се подобри качеството на работа и да се намалят разходите за такива машини, но и да се образуват устройства с малки, прости, евтини и надеждни масови типове - мини компютри. Тези машини са проектирани за решаване на тесни технически проблеми при различни упражнения и техники.

Водещият момент през тези години се разглеждаше възможността за обединяване на машини. Третото поколение на компютъра се създава, като се вземат предвид съвместими отделни модели от различен тип. Всички други ускорения в разработването на математически и разнообразни софтуерни средства допринасят за формирането на програми за пакетна форма за решаване на задачите на програмно-ориентирания език. След това за първи път има софтуерни пакети - форми на операционни системи, върху които се развива третото поколение компютри.

Четвъртото поколение

Активното усъвършенстване на електронните устройства на компютрите допринесе за възникването на големи интегрални схеми (LSI), където всеки кристал съдържаше няколко хиляди части от електрически тип. Поради това започнаха да се произвеждат следващото поколение компютри, чиято елементарна база получава повече памет и понижени цикли на осъществяване на команди: използването на байтове в паметта в една машинна операция започва да намалява значително. Но тъй като разходите за програмиране не намаляха, задачата за намаляване на ресурсите на чисто човешки, а не на машинен тип, както преди, излезе на преден план.

Бяха създадени операционни системи от следващите типове, които позволиха на операторите да подобрят своите програми непосредствено зад компютърните дисплеи, което опрости работата на потребителите, в резултат на което скоро се появи първото разработване на нова софтуерна база. Този метод абсолютно противоречи на теорията за началните етапи на развитието на информацията, която използваше компютрите от първо поколение. Сега компютрите са били използвани не само за записване на голямо количество информация, но и за автоматизация и механизация на различни сфери на дейност.

Промени в началото на седемдесетте

През 1971 г. е пусната голяма интегрална схема на компютрите, където е разположен целият процесор на компютрите с конвенционални архитектури. Сега беше възможно да се уреди в един голям интегрална схема почти всички схеми от електронен тип, които не бяха сложни в типичната компютърна архитектура. Така че възможностите за масово изхвърляне на конвенционални устройства за малки цени са се увеличили. Това беше четвъртото поколение компютри.

От този момент много евтин извършва (използван в компактни компютърни клавиатури) и задвижващи вериги, които се прикрепят към един или повече големи табла интегрални схеми, процесори, които имат достатъчно обем памет и структура на връзките с датчици под формата на механизми за контрол на изпълнителната.

Програми, работещи с регулирането на бензина в автомобилните двигатели, с прехвърлянето на определена електронна информация или с фиксирани режими на пране, бяха въведени в компютърната памет или чрез използване на различни видове контролери или директно в предприятия.

През седемдесетте има начало на компютърни системи производство цел, които комбинират процесор, памет, схеми, различни интерфейси към входно-изходния механизъм, разположен в общата мащабна интегралната схема (т.нар едночипов компютър) или, в други изпълнения, разположени по-големи интегрални схеми върху обща печатна платка. В резултат на това, когато четвъртото поколение на компютри получи разпределение на масите, повторение стартовата позиция преобладаващото през шейсетте години, когато скромните миникомпютри от работата в големите мейнфрейм.

Свойства на компютър от четвърто поколение

Електронните компютри от четвърто поколение бяха сложни и имаха разклонени възможности:

• нормален мултипроцесорния режим;
• програми от паралелно-последователен тип;
• висококачествени видове компютърни езици;
• появата на първите компютърни мрежи.

Развитието на техническите възможности на тези устройства бе белязано от такива разпоредби:

1. Обичайното закъснение на сигнала е 0,7 ns / сек.
2. Водещият тип памет е типичен полупроводник. Периодът на разработване на информация от паметта от този тип е 100-150 ns. Памет - 1012-1013 знака.

Прилагане на хардуерно внедряване на операционни системи

Модулните системи започнаха да се използват за софтуерни инструменти.

Първо персонален електронен компютър е създаден през пролетта на 1976 г. на базата на интегрирани 8-битови контролери обичайната схема на електронни игри, учените произведени обичайните програмиран в езика BASIC, тип машина игра «Apple», която е получила голяма популярност. В началото на 1977 г. компанията Apple Comp., И започна производството на първия на Земята персонални компютри Apple. Историята на това ниво на компютъра подчертава това събитие като най-важно.

Днес Apple произвежда персонални компютри Macintosh, които в много отношения превъзхождат моделите на моделите IBM PC. Новите модели на Apple се отличават не само с изключителното си качество, но и с техните огромни (по модерни стандарти) възможности. Създадена е и специална операционна система за компютри Apple, която отчита всички изключителни характеристики.

Петият вид компютърно поколение

През осемдесетте години процесът на разработване на компютър (компютърно поколение) навлиза в нова фаза - машини от пето поколение. Появата на тези устройства е свързана с развитието на микропроцесори. От гледна точка на системните конструкции е характерна абсолютната децентрализация на работата, като се имат предвид програмните и математическите основи, - движението до нивото на работа в програмната структура. Организацията на работата на електронните компютри нараства.

Ефективността на петата поколение компютри е сто осемстотин и девет операции в секунда. За този тип машина се характеризира с многопроцесорна система, разположена на микропроцесори от отслабени типове, които се използват непосредствено от множествено число. Сега съществуват електронни изчислителни типове машини, които са насочени към висококачествени типове компютърни езици.