Sammenligningstabel for computere af forskellige generationer. Foredrag: generationer af computere, hovedkarakteristika for computere af forskellige generationer

I overensstemmelse med grundstofbasen og udviklingsniveauet software Der er fire rigtige generationer af computere, en kort beskrivelse af som er vist i tabellen:

Sammenligningsmuligheder	Computer generationer
Sammenligningsmuligheder				fjerde
Tidsrum
Elementbase (til styreenhed, ALU)	Elektroniske (eller elektriske) lamper	Halvledere (transistorer)	Integrerede kredsløb	Storskala integrerede kredsløb (LSI)
Hovedtype af computer			Lille (mini)
Grundlæggende input-enheder	Fjernbetjening, hulkort, hulbåndsindgang		Alfanumerisk display, tastatur	Farve grafisk display, scanner, tastatur
Vigtigste output-enheder	Alfanumerisk udskrivningsenhed (ADP), udstanset tape		Plotter, printer
Ekstern hukommelse	Magnetbånd, trommer, hulbånd, hulkort		Udstansede bånd, magnetisk disk	Magnetisk og optiske diske
Nøglebeslutninger i software	Universelle programmeringssprog, oversættere	Parti OS optimering af oversættere	Interaktive operativsystemer, strukturerede sprog programmering	Venlig software, netværksoperativsystemer
Computerdriftstilstand	Enkelt program	Parti	Tidsdeling	Personligt arbejde og netværksdatabehandling
Formålet med at bruge en computer	Videnskabelige og tekniske beregninger	Tekniske og økonomiske beregninger	Ledelse og økonomiske beregninger	Telekommunikation, informationstjenester

Udviklingen af computerbrug. Femte generations computerprojekt

Den overvejede programdesignteknologi implementerer sekventiel konvertering af et antal signaler, dvs. deres kodning:

Denne ordning har to ulemper:

processen med at forberede et problem til løsning på en computer er uforholdsmæssigt længere end selve løsningen: mange måneders forberedelse af et problem kan ikke sammenlignes med flere minutter med at løse det på en computer;

“Kunde – computer” kæden fungerer generelt som defekt telefon på grund af det faktum, at deltagerne i denne kæde i kommunikationsprocessen bruger flere sprog (naturlige, matematiske, grafiske symboler, programmeringssprog osv.), hvoraf nogle er tvetydige i betydningen af udsagn. Derfor skal resultaterne af løsningen af problemet aftales med kunden, og der skal eventuelt foretages ændringer i programmet. Dette forlænger også processen med at forberede et softwareprodukt.

Således er varigheden af forberedelsen af et problem til dets automatiserede løsning en af grundene til forbedring traditionel teknologi denne procedure.

Den anden grund er relateret til den objektive udvikling af computerbrug, som er vist i tabellen:

Parameter	Udviklingen af computerbrug
Parameter					siden 90'erne 20. århundrede
Kriterium effektivitet af computerbrug	Maskinressourcer	Maskinressourcer	Menneskelige ressourcer: arbejdsintensitet i programudvikling og vedligeholdelse	Arbejdskrævende formalisering af faglig viden	Fuldstændighed og hastighed af adgang til information
Brugerplacering	Motorrum	Separat værelse	Terminalhal	Desktop	Enhver mobil
Brugertype	Ingeniør- programmør	Professionel programmør	Programmer-bruger	Bruger med generel computeruddannelse	Dårligt uddannet bruger
Dialogtype	Arbejder ved fjernbetjeningen	Udveksling af hullede medier og maskinprogrammer	Interaktiv (tastatur og skærm)	Interaktiv via hård menu	Interaktiv, grafisk interface

Som det fremgår af tabellen, "nærmer computeren sig" slutbrugeren, som ikke er veluddannet i at kommunikere med en computer og oplever betydelige vanskeligheder med at løse sine anvendte problemer ved hjælp af en computer. I denne forbindelse opstår problemet med at organisere en ny type interaktion mellem slutbrugeren og computeren. Dette problem kom til udtryk i det femte generations computerprojekt, som blev offentliggjort i begyndelsen af 80'erne af det 20. århundrede i Japan.

Hovedideen med dette projekt er at gøre kommunikationen mellem slutbrugeren og en computer så enkel som muligt, svarende til kommunikation med enhver husholdningsgrej. For at løse dette problem blev følgende anvisninger foreslået:

udvikling enkel grænseflade, så slutbrugeren kan gå i dialog med computeren for at løse deres problemer. En sådan grænseflade kan organiseres på to måder: naturligt sprog og grafisk. At støtte naturlig sprogdialog er et meget komplekst og endnu ikke løst problem. Det, der er virkeligt, er skabelsen GUI, hvilket gøres i en række softwareprodukter, for eksempel i Windows’xx OS. Denne grænseflade er visuel og kræver ikke særlig viden. Udviklingen af tilgængelige grænseflader løser imidlertid kun halvdelen af problemet - det giver slutbrugeren mulighed for at få adgang til prædesignet software uden at deltage i udviklingen af det;

involvering af slutbrugeren i design af softwareprodukter. Denne retning ville gøre det muligt for kunden at blive inkluderet direkte i processen med at skabe programmer, hvilket i sidste ende ville reducere udviklingstiden for softwareprodukter og muligvis forbedre deres kvalitet. Denne teknologi er forbundet med den automatiske formalisering af slutbrugerens faglige viden og involverer to faser af softwareproduktdesign:

programmøren skaber en "tom" universal skal, i stand til at blive fyldt med specifik viden og bruge den til at løse praktiske problemer. For eksempel kunne denne skal være fyldt med regler for opstilling af kvartals- og andre balancer for virksomheder, og så kunne den løse problemer regnskab. Eller det var muligt at tilføje reglerne for indskrivning af ansøgere, som var skitseret tidligere og brugt i eksemplerne. I dette tilfælde ville vi få software, svarende til hvad der blev designet ovenfor osv.;
slutbruger udfylder den programskal, der er oprettet af programmøren, og introducerer den viden, hvis bærer (til en vis grad) emneområde) han er. Den klare grænseflade diskuteret ovenfor kan bruges her. Herefter er softwareproduktet klar til brug.

Teknologien til at forberede anvendte problemer til løsning på en computer foreslået i femte generations computerprojekt omfatter således to faser og præsenteres i figuren:

Programmer

a) programmøren opretter en tom softwareskal;

Kunde

b) kunden (slutbrugeren) fylder skallen med viden

Softwareskallen, fyldt med slutbrugerens viden, er klar til at løse de applikationsproblemer, de regler for løsning, som slutbrugeren har bidraget til. Således begynder driften af softwareproduktet.

Den foreslåede teknologi har mange alvorlige problemer forbundet med videnrepræsentation og manipulation. Et gennembrud inden for design er dog forbundet med det applikationsprogrammer Nye produkter.

Lærebogen består af to afsnit: teoretisk og praktisk. Den teoretiske del af lærebogen skitserer grundlaget for moderne datalogi som en kompleks videnskabelig og teknisk disciplin, herunder studiet af strukturen og generelle egenskaber ved informations- og informationsprocesser, generelle principper konstruktion computerenheder, overvejes spørgsmål om organisering og funktion af informations- og computernetværk, computersikkerhed, forelagde Nøglekoncepter algoritmisering og programmering, databaser og DBMS. For at kontrollere den opnåede teoretiske viden tilbydes selvtestende spørgsmål og tests. Den praktiske del dækker algoritmer til grundlæggende handlinger, når man arbejder med tekstbehandlingsprogram Microsoft Word, tabelform Microsoft editor Excel, et program til oprettelse af Microsoft Power Point-præsentationer, arkiveringsprogrammer og antivirus programmer. For at konsolidere det gennemførte praktiske kursus foreslås det i slutningen af hvert afsnit at udføre selvstændigt arbejde.

Bestil:

I overensstemmelse med den elementære base og niveau for softwareudvikling skelnes der mellem fire rigtige generationer af computere, en kort beskrivelse af dem er givet i tabel 1.

tabel 1

Den første generation af computere havde en lav hastighed på flere titusindvis af ops/sek. Som intern hukommelse Ferritkerner blev brugt.

Den største ulempe ved disse computere er misforholdet mellem ydeevnen af den interne hukommelse og ALU og kontrolenheden på grund af forskellige elementbaser. Den samlede ydeevne blev bestemt af den langsommere komponent - den interne hukommelse - og reducerede den samlede effekt. Allerede i den første generation af computere blev der gjort forsøg på at eliminere denne ulempe ved at asynkronisere driften af enheder og indføre output buffering, når overførte oplysninger"skylles" ind i bufferen, hvilket frigør enheden til videre arbejde(autonomiprincippet). Således blev dens egen hukommelse brugt til at betjene I/O-enhederne.

En væsentlig funktionel begrænsning af den første generation af computer var dens fokus på eksekvering aritmetiske operationer. Når man forsøgte at tilpasse dem til analyseopgaver, viste de sig at være ineffektive.

Der var endnu ingen programmeringssprog som sådan, og programmører brugte maskininstruktioner eller samlere til at kode deres algoritmer. Dette komplicerede og forsinkede programmeringsprocessen. I slutningen af 50'erne undergik programmeringsværktøjer grundlæggende ændringer: en overgang blev foretaget til automatisering af programmering ved hjælp af universelle sprog og biblioteker standard programmer. Brugen af universelle sprog førte til fremkomsten af oversættere.

Programmerne blev udført opgave for opgave, det vil sige, at operatøren skulle overvåge fremskridtene med at løse problemet og, når slutningen var nået, påbegynde udførelsen af den næste opgave.

Begyndelsen på den moderne æra af computerbrug i vores land går tilbage til 1950, da ved Institut for Elektroteknik ved Akademiet for Videnskaber i den ukrainske SSR under ledelse af S.A. Lebedev skabte den første indenlandske computer kaldet MESM - Small Electronic Calculating Machine. Under den første fase af udviklingen af midler computerteknologi En række computere er blevet oprettet i vores land: BESM, Strela, Ural, M-2.

Den anden generation af computere er overgangen til en transistor element base, fremkomsten af de første mini-computere.

Modtager videre udvikling princippet om autonomi - det er allerede implementeret på niveau individuelle enheder, hvilket kommer til udtryk i deres modulære opbygning. I/O-enheder er udstyret med deres egne styreenheder (kaldet controllere), som gjorde det muligt at frigøre den centrale styreenhed fra at styre I/O-operationer.

Forbedring og reduktion i omkostningerne til computere førte til et fald i de specifikke omkostninger til computertid og computerressourcer i de samlede omkostninger ved en automatiseret løsning på et databehandlingsproblem, samtidig med at omkostningerne til programudvikling (dvs. programmering) faldt næsten ikke og havde i nogle tilfælde tendens til at stige . Der var således en tendens til effektiv programmering, som begyndte at blive implementeret i anden generation af computere og udvikles til i dag.

Udviklingen begynder på basis af biblioteker af standardprogrammer af integrerede systemer, der har egenskaben portabilitet, dvs. fungerer på en computer forskellige mærker. De mest anvendte softwareværktøjer er tildelt i softwaren til løsning af problemer af en bestemt klasse.

Teknologien til at udføre programmer på en computer bliver forbedret: specielle softwareværktøjer bliver skabt - systemsoftware.

Formålet med at skabe systemsoftware er at fremskynde og forenkle processorens overgang fra en opgave til en anden. De første systemer dukkede op batchbehandling, som blot automatiserede lanceringen af det ene program efter det andet og derved øgede processorbelastningsfaktoren. Batchbehandlingssystemer var prototypen på moderne operativsystemer; de blev de første system programmer, designet til at styre computerprocessen. Under implementeringen af batchbehandlingssystemer blev der udviklet et formaliseret opgavestyringssprog, ved hjælp af hvilket programmøren informerede systemet og operatøren om, hvilket arbejde han ønskede at udføre på computeren. En samling af flere opgaver, normalt i form af et spil hulkort, kaldes en opgavepakke. Dette element er stadig i live: de såkaldte MS DOS batch (eller kommando) filer er intet andet end pakker med opgaver (udvidelsen i deres navn bat er en forkortelse for det engelske ord batch, som betyder pakke).

Anden generation indenlandske computere inkluderer "Promin", "Minsk", "Hrazdan", "Mir".

I 70'erne opstod og udviklede tredje generations computere. I vores land er disse ES-computere, ASVT, SM-computere. Denne fase– overgang til en integreret elementbase og skabelse af multimaskinesystemer, da det ikke længere var muligt at opnå en væsentlig hastighedsforøgelse på basis af en enkelt computer. Derfor blev computere af denne generation skabt på grundlag af princippet om forening, som gjorde det muligt at integrere vilkårlig computersystemer inden for forskellige aktivitetsområder.

Udvidelse funktionalitet Computere har øget omfanget af deres applikation, hvilket har forårsaget en stigning i mængden af behandlede informationer og udgjort opgaven med at lagre data i specielle databaser og vedligeholde dem. Sådan opstod de første databasestyringssystemer - DBMS.

Formerne for computerbrug har ændret sig: introduktion fjernterminaler(skærme) gjorde det muligt bredt og effektivt at implementere tidsdelingstilstanden og derved bringe computeren tættere på brugeren og udvide rækken af opgaver, der skal løses.

Sikring af en tilladt time-sharing-ordning den nye slags operativsystemer, der understøtter multiprogrammering. Multiprogrammering er en måde at organisere på computerproces, hvor flere programmer skiftevis udføres på én processor. Mens et program udfører en I/O-operation, er processoren ikke inaktiv, som det var tilfældet ved afvikling af programmer sekventielt (enkeltprogramtilstand), men udfører et andet program (multiprogramtilstand). I dette tilfælde indlæses hvert program i sin egen sektion af den interne hukommelse, kaldet en partition. Multiprogrammering er rettet mod at skabe for hver enkelt bruger en illusion af udelukkende brug af en computer, derfor var sådanne operativsystemer interaktive, når brugeren løste sine problemer i processen med dialog med computeren.

Sammenligningsmuligheder	Computer generationer
Sammenligningsmuligheder				fjerde
Tidsrum
Elementbase (til styreenhed, ALU)	Elektroniske (eller elektriske) lamper	Halvledere (transistorer)	Integrerede kredsløb	Storskala integrerede kredsløb (LSI)
Hovedtype af computer			Lille (mini)
Grundlæggende input-enheder	Fjernbetjening, hulkort, hulbåndsindgang		Alfanumerisk display, tastatur	Farvegrafisk display, scanner, tastatur
Vigtigste output-enheder	Alfanumerisk udskrivningsenhed (ADP), udstanset tape		Plotter, printer
Ekstern hukommelse	Magnetbånd, trommer, hulbånd, hulkort		Udstansede papirbånd, magnetisk skive	Magnetiske og optiske diske
Nøgle softwareløsninger	Universelle programmeringssprog, oversættere	Batch-operativsystemer, der optimerer oversættere	Interaktive operativsystemer, strukturerede programmeringssprog	Venlig software, netværksoperativsystemer
Computerdriftstilstand	Enkelt program	Parti	Tidsdeling	Personligt arbejde og netværksbehandling
Formålet med at bruge en computer	Videnskabelige og tekniske beregninger	Tekniske og økonomiske beregninger	Ledelse og økonomiske beregninger	Telekommunikation, informationstjenester

Tabel - Hovedkarakteristika for computere af forskellige generationer

Generation
Periode, år				1980-nutid vr.
Element base	Vakuumrør	Halvleder dioder og transistorer	Integrerede kredsløb	Integrerede kredsløb i meget stor skala
Arkitektur	Von Neumann arkitektur	Multiprogram mode	Lokale netværk COMPUTER, computersystemer kollektiv brug	Multiprocessor systemer, personlige computere, globale netværk
Ydeevne	10 – 20 tusind op/s	100-500 tusind op/s	Omkring 1 million op/s	Tit og hundreder af millioner op/s
Software	Maskinsprog	Operativsystemer, algoritmiske sprog	Operativsystemer, dialogsystemer, computergrafiksystemer	Applikationspakker, databaser og viden, browsere
Eksterne enheder	Inputenheder fra hulbånd og hulkort,	ATsPU, teleprintere, NML, NMB	Videoterminaler, HDD'er	NGMD, modemer, scannere, laserprintere
Ansøgning	Beregningsproblemer	Tekniske, videnskabelige, økonomiske opgaver	ACS, CAD, videnskabelige og tekniske opgaver	Ledelsesopgaver, kommunikation, oprettelse af arbejdsstationer, tekstbehandling, multimedie
Eksempler	ENIAC, UNIVAC (USA); BESM - 1,2, M-1, M-20 (USSR)	IBM 701/709 (USA) BESM-4, M-220, Minsk, BESM-6 (USSR)	IBM 360/370, PDP -11/20, Cray -1 (USA); EU 1050, 1066, Elbrus 1.2 (USSR)	Cray T3 E, SGI (USA), PC'er, servere, arbejdsstationer fra forskellige producenter

I løbet af 50 år er der dukket flere generationer af computere op, som afløser hinanden. Den hurtige udvikling af VT i hele verden bestemmes kun af avanceret elementbase og arkitektoniske løsninger.
Da en computer er et system bestående af hardware og software, er det naturligt at forstå en generation som computermodeller præget af samme teknologiske og softwareløsninger(elementbase, logisk arkitektur, software). I mellemtiden viser det sig i en række tilfælde at være meget vanskeligt at klassificere VT efter generation, fordi grænsen mellem dem bliver mere og mere udvisket fra generation til generation.
Første generation.
Elementært base - elektronisk lamper og relæer; RAM blev udført på flip-flops, senere på ferritkerner. Pålideligheden er lav, et kølesystem var påkrævet; Computere havde betydelige dimensioner. Ydelse - 5 - 30 tusind aritmetiske op/s; Programmering - i computerkoder (maskinkode), senere dukkede autokoder og samlere op. Programmering blev udført af en snæver kreds af matematikere, fysikere og elektronikingeniører. Første generations computere blev primært brugt til videnskabelige og tekniske beregninger.

Anden generation.
Halvleder element base. Pålidelighed og ydeevne øges markant, dimensioner og strømforbrug reduceres. Udvikling af input/output faciliteter og ekstern hukommelse. En række progressive arkitektoniske løsninger og videreudvikling af programmeringsteknologi - tidsdelingstilstand og multiprogrammeringstilstand (kombinerer arbejde central processor til behandling af data og input/output-kanaler, samt paralleliseringsoperationer til at hente kommandoer og data fra hukommelsen)
Inden for anden generation begyndte differentieringen af computere i små, mellemstore og store at komme tydeligt frem. Anvendelsesområdet for computere til at løse problemer - planlægning, økonomi, produktionsprocesstyring osv. - er udvidet betydeligt.
bliver skabt automatiserede systemer kontrolsystemer (ACS) af virksomheder, hele industrier og teknologiske processer(APCS). Slutningen af 50'erne er præget af fremkomsten af en række problemorienterede programmeringssprog højt niveau(LWU): FORTRAN, ALGOL-60 osv. Softwareudvikling blev opnået ved oprettelsen af biblioteker med standardprogrammer i forskellige sprog programmering og til forskellige formål, skærme og dispatchere til styring af computerdriftstilstande, planlægning af dets ressourcer, hvilket lagde grundlaget for koncepterne for næste generations operativsystemer.

Tredje generation.
Elementær base på integrerede kredsløb ah (IS). En række computermodeller dukker op, som er softwarekompatible fra bunden og op og har stigende muligheder fra model til model. Den logiske arkitektur af computere og deres periferiudstyr, hvilket markant udvidede funktionaliteten og computeregenskaberne. Operativsystemer (OS) bliver en del af en computer. Mange opgaver med håndtering af hukommelse, input/outputenheder og andre ressourcer begyndte at blive overtaget af OS eller direkte af computerhardwaren. Software bliver kraftfuld: databasestyringssystemer (DBMS), automationssystemer dukker op design arbejde(CAD-systemer) til forskellige formål, automatiserede kontrolsystemer og processtyringssystemer bliver forbedret. Meget opmærksomhed er afsat til oprettelse af applikationsprogrampakker (APP) til forskellige formål.
Programmeringssprog og systemer er under udvikling. Eksempler: - serie af IBM/360-modeller, USA, serieproduktion-siden 1964; -EU Computers, USSR og CMEA-lande siden 1972.
Fjerde generation.
Elementær base storskala (LSI) og ultra-storskala (VLSI) integrerede kredsløb er ved at blive. Computere blev allerede designet kl effektiv brug software(f.eks. UNIX-lignende computere, den bedste måde nedsænket i et UNIX-softwaremiljø; Prolog-maskiner fokuseret på kunstig intelligens opgaver); moderne atomkraftværker. Informationsbehandling af telekommunikation udvikler sig hurtigt ved at forbedre kvaliteten af kommunikationskanaler, der bruger satellitkommunikation. Der skabes nationale og transnationale informations- og computernetværk, som giver os mulighed for at tale om begyndelsen på edb menneskelige samfund generelt.
Yderligere intellektualisering af computerteknologi bestemmes af skabelsen af mere udviklede menneske-computer-grænseflader, vidensbaser, ekspertsystemer, parallelle programmeringssystemer osv.
Elementbasen har gjort det muligt at opnå stor succes i miniaturisering, hvilket øger pålideligheden og ydeevnen af computere. Mikro- og minicomputere er dukket op, overlegne i egenskaber i forhold til mellemstore og store computere. tidligere generation til en væsentlig lavere pris. Produktionsteknologien af VLSI-baserede processorer accelererede tempoet i computerproduktionen og gjorde det muligt at introducere computere til de brede masser af samfundet. Med fremkomsten af en universel processor på en enkelt chip (mikroprocessor Intel-4004, 1971) begyndte pc'ens æra.
Den første pc kan betragtes som Altair-8800, skabt på basis af Intel-8080, i 1974. E.Roberts. P. Allen og W. Gates skabte en oversætter fra de populære Grundsprog, hvilket markant øgede intelligensen af den første pc (senere grundlagde de den berømte Microsoft selskab Inc.). Ansigtet til 4. generation er i høj grad bestemt af skabelsen af supercomputere karakteriseret ved høj ydeevne (gennemsnitshastighed 50 - 130 megaflops. 1 megaflops = 1 million operationer pr. sekund med flydende komma) og ikke-traditionel arkitektur (princippet om parallelisering baseret på pipelinet behandling af kommandoer). Supercomputere bruges til at løse problemer inden for matematisk fysik, kosmologi og astronomi, modellering komplekse systemer osv. Da kraftfulde computere spiller og vil fortsætte med at spille en vigtig omskifterrolle i netværk, diskuteres netværksproblemer ofte sammen med spørgsmål om supercomputere. indenlandsk udvikling supercomputere kan kaldes Elbrus-seriens maskiner, PS-2000 og PS-3000 computersystemer, der indeholder op til 64 processorer styret af en fælles kommandostrøm; ydeevne på en række opgaver blev opnået i størrelsesordenen 200 megaflops. På samme tid under hensyntagen til kompleksiteten af udviklingen og implementeringen af moderne supercomputerprojekter, som kræver intensiv grundforskning inden for datalogi, elektroniske teknologier, høje produktionsstandarder, seriøse finansielle omkostninger, det virker meget usandsynligt, at der i en overskuelig fremtid skabes af indenlandske supercomputere, hvis hovedkarakteristika ikke er ringere end de bedste udenlandske modeller.
Det skal bemærkes, at med overgangen til IP-teknologi til computerproduktion, skifter generationernes definerende vægt i stigende grad fra elementbasen til andre indikatorer: logisk arkitektur, software, brugergrænseflade, applikationsområder osv.
Femte generation.
Opstår i dybet fjerde generation og er i høj grad bestemt af resultaterne af arbejdet i den japanske komité videnskabelig undersøgelse inden for computere, udgivet i 1981. Ifølge dette projekt er femte generations computere og computersystemer, ud over høj ydeevne og pålidelighed til en lavere pris, fuldt ud leveret af VLSI osv. de nyeste teknologier, skal opfylde følgende kvalitativt nye funktionelle krav:

· sikre brugervenlighed for computere ved at implementere stemmeinput/outputsystemer; interaktiv informationsbehandling ved brug af naturlige sprog; indlæringsevner, associative konstruktioner og logiske konklusioner;

· forenkle processen med at skabe software ved at automatisere syntesen af programmer i henhold til specifikationerne for de oprindelige krav til naturlige sprog

· forbedre computernes grundlæggende egenskaber og ydeevne for at opfylde forskellige sociale mål, forbedre cost-benefit-forholdet, hastigheden, letheden og kompaktheden af computere; sikre deres mangfoldighed, høj tilpasningsevne til applikationer og driftssikkerhed.

I betragtning af kompleksiteten af implementeringen af de opgaver, der er tildelt den femte generation, er det ganske muligt at opdele det i mere synlige og bedre følte stadier, hvoraf den første stort set blev implementeret inden for rammerne af den nuværende fjerde generation.

Computerfærdighed forudsætter en forståelse af de fem generationer af computere, som du vil modtage efter at have læst denne artikel.

Når de taler om generationer, taler de først og fremmest om det historiske portræt af elektroniske computere (computere).

Billeder i et fotoalbum efter et vist tidsrum viser, hvordan den samme person har ændret sig over tid. På samme måde repræsenterer computergenerationer en række portrætter af computerteknologi på forskellige stadier af dens udvikling.

Hele historien om udviklingen af elektronisk computerteknologi er normalt opdelt i generationer. Generationsskifte var oftest forbundet med ændringer i computernes elementære basis og med fremskridt inden for elektronisk teknologi. Dette førte altid til øget ydeevne og øget hukommelseskapacitet. Derudover skete der som regel ændringer i computerarkitekturen, rækken af opgaver, der blev løst på en computer, blev udvidet, og interaktionsmetoden mellem brugeren og computeren ændrede sig.

Første generation af computer

Det var rørmaskiner fra 50'erne. Deres elementære base var elektriske vakuumrør. Disse computere var meget omfangsrige strukturer, der indeholdt tusindvis af lamper, nogle gange optager hundredvis af kvadratmeter territorier, der forbrugte hundredvis af kilowatt elektricitet.

For eksempel var en af de første computere en enorm enhed, mere end 30 meter lang, indeholdt 18 tusinde vakuumrør og forbrugte omkring 150 kilowatt elektricitet.

Hulbånd og hulkort blev brugt til at indtaste programmer og data. Der var ingen skærm, tastatur eller mus. Disse maskiner blev hovedsageligt brugt til tekniske og videnskabelige beregninger, der ikke var relateret til behandling af store mængder data. I 1949 blev den første halvlederenhed skabt i USA, der erstattede vakuumrøret. Den fik navnet transistor.

Anden generations computer

Transistorer

I 60'erne blev transistorer den elementære base for andengenerationscomputere. Maskinerne er blevet mere kompakte, mere pålidelige og mindre energikrævende. Ydeevnen og kapaciteten af den interne hukommelse er øget. Eksterne (magnetiske) hukommelsesenheder har fået stor udvikling: magnetiske tromler, magnetbånddrev.

I løbet af denne periode begyndte programmeringssprog på højt niveau at udvikle sig: FORTRAN, ALGOL, COBOL. At kompilere et program afhænger ikke længere af en bestemt bilmodel; det er blevet enklere, mere overskueligt og mere tilgængeligt.

I 1959 blev en metode opfundet, der gjorde det muligt at skabe transistorer på én plade, og alle nødvendige forbindelser mellem dem. Kredsløbene opnået på denne måde blev kendt som integrerede kredsløb eller chips. Opfindelsen af integrerede kredsløb tjente som grundlag for den yderligere miniaturisering af computere.

Efterfølgende blev antallet af transistorer, der kunne placeres pr. arealenhed af et integreret kredsløb, cirka fordoblet hvert år.

Tredje generations computer

Denne generation af computere blev skabt på en ny elementbase - integrerede kredsløb (IC'er).

Mikrokredsløb

Tredje generations computere begyndte at blive produceret i anden halvdel af 60'erne, da det amerikanske firma IBM begyndte at producere IBM-360 maskinsystemet. Lidt senere dukkede maskiner i IBM-370-serien op.

I Sovjetunionen i 70'erne begyndte produktionen af maskiner i ES-serien af computere ( ét system Computer) baseret på IBM 360/370. Driftshastigheden er den højeste kraftfulde modeller Computeren har allerede nået flere millioner operationer i sekundet. Optrådte på tredje generations maskiner ny type eksterne lagerenheder - magnetiske diske.

Fremskridt i udviklingen af elektronik førte til skabelsen store integrerede kredsløb (LSI), hvor flere titusindvis af elektriske elementer var placeret i én krystal.

Mikroprocessor

I 1971, den amerikanske Intel selskab annonceret oprettelsen af en mikroprocessor. Denne begivenhed var revolutionerende inden for elektronik.

Mikroprocessor er en miniaturehjerne, der arbejder i henhold til et program, der er indlejret i dens hukommelse.

Ved at forbinde en mikroprocessor med input-output-enheder og ekstern hukommelse fik vi en ny type computer: en mikrocomputer.

Fjerde generations computer

Mikrocomputere er fjerde generations maskiner. Personlige computere (pc'er) er de mest udbredte. Deres udseende er forbundet med navnene på to amerikanske specialister: og Steve Wozniak. I 1976 blev deres første produktions-pc, Apple-1, født, og i 1977, Apple-2.

Siden 1980 er det amerikanske firma IBM dog blevet en trendsætter på pc-markedet. Dens arkitektur er blevet den de facto internationale standard for professionelle pc'er. Maskinerne i denne serie blev kaldt IBM PC (Personal Computer). Fremkomsten og udbredelsen af den personlige computer i dens betydning for den sociale udvikling kan sammenlignes med bogtrykningens fremkomst.

Med udviklingen af denne type maskine, konceptet " Informationsteknologi", uden hvilken det er umuligt at gøre i de fleste områder af menneskelig aktivitet. En ny disciplin er opstået - datalogi.

Femte generations computer

De vil være baseret på en grundlæggende ny grundstofbase. Deres hovedkvalitet bør være et højt intellektuelt niveau, især tale- og billedgenkendelse. Dette kræver en overgang fra traditionelle von Neumann-arkitekturer til arkitekturer, der tager højde for kravene til opgaverne med at skabe kunstig intelligens.

Således for IT-færdigheder det er nødvendigt at forstå det dette øjeblik fire generationer af computere er blevet til:

1. generation: 1946 skabelse af ENIAC-maskinen ved hjælp af vakuumrør.
2. generation: 60'erne. Computere er bygget på transistorer.
3. generation: 70'erne. Computere er bygget på integrerede kredsløb (IC'er).
4. generation: Begyndte at blive skabt i 1971 med opfindelsen af mikroprocessoren (MP). Bygget på basis af store integrerede kredsløb (LSI) og super LSI (VLSI).

Femte generation af computere er bygget på princippet menneskelig hjerne, styret af stemmen. Derfor forventes brugen af grundlæggende nye teknologier. Japan har gjort en stor indsats for at udvikle 5. generations computer med kunstig intelligens, men de har endnu ikke opnået succes.

Generationer af computere.

Der er 4 hovedgenerationer af computere. Men opdeling computerudstyr i generationer - en meget betinget, løs klassificering i henhold til graden af udvikling af hardware og software samt metoder til at kommunikere med en computer.

Ideen om at opdele maskiner i generationer blev bragt til live af det faktum, at computerteknologi i løbet af den korte udviklingshistorie har gennemgået en stor udvikling, både i betydningen af den elementære base (lamper, transistorer, mikrokredsløb osv.). ), og i betydningen ændringer i dens struktur, fremkomsten af nye kapaciteter, udvidelse af anvendelsesområdet og arten af brug. Dette fremskridt er vist i denne tabel:

GENERERING AF EVM	EGENSKABER
jeg	II	III	IV
Års brug	1946-1958	1958-1964	1964-1972	1972 - nu
Hovedelement	Elektrisk lampe	Transistor	IP	BIS
Antal computere i verden (stk.)	Dusinvis	Tusinder	Titusinder	Millioner
Ydelse (operationer pr. sekund)	10 3 -14 4	10 4 -10 6	10 5 -10 7	10 6 -10 8
Opbevaringsmedium	Hulkort, Hulbånd	Magnetbånd	Disk	Fleksibel og laserskive
Computer dimensioner	Stor	Væsentlig mindre	Minicomputer	mikrocomputer

Lidt mere end 50 år er gået siden den første elektroniske computer dukkede op. I løbet af denne korte samfundsudviklingsperiode har flere generationer af computere ændret sig, og de første computere i dag er en museal sjældenhed. Selve historien om udviklingen af computerteknologi er af stor interesse og viser det tætte forhold mellem matematik og fysik (primært faststoffysik, halvledere, elektronik) og moderne teknologi, hvis udviklingsniveau i høj grad bestemmer fremskridtene i produktionen af computerudstyr.

Elektronisk computermaskiner I vores land er det sædvanligt at opdele i generationer. Computerteknologi er først og fremmest kendetegnet ved det hurtige generationsskifte - i løbet af dens korte udviklingshistorie har fire generationer allerede ændret sig, og nu arbejder vi på femte generations computere. Hvad er det afgørende træk, når man klassificerer en computer som en bestemt generation? Dette er først og fremmest deres elementære base (fra hvilke elementer de hovedsageligt er bygget) og sådan vigtige egenskaber, såsom ydeevne, hukommelseskapacitet, metoder til styring og behandling af information. Selvfølgelig er det til en vis grad vilkårligt at opdele computere i generationer. Der er mange modeller, der ifølge nogle karakteristika tilhører en generation, og ifølge andre til en anden generation. Og alligevel, på trods af denne konvention, kan computergenerationer betragtes som kvalitative spring i udviklingen af elektronisk computerteknologi.

Første generation af computere (1948 - 1958)

Grundlaget for maskiner i denne generation var vakuumrør - dioder og trioder. Maskinerne var beregnet til at løse relativt simple videnskabelige og tekniske problemer. Denne generation af computere inkluderer: MESM, BESM-1, M-1, M-2, M-Z, "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2", "Ural-3", M-20, "Setun", BESM-2, "Hrazdan". De var af betydelig størrelse, forbrugt mere kraft, havde lav pålidelighed og svag software. Deres ydeevne oversteg ikke 2-3 tusinde operationer i sekundet, RAM-kapaciteten var 2K eller 2048 maskinord (1K = 1024) med en længde på 48 binære tegn. I 1958 dukkede M-20-maskinen op med 4K-hukommelse og en hastighed på omkring 20 tusinde operationer i sekundet. I den første generation af maskiner blev de grundlæggende logiske principper for at konstruere elektroniske computere og John von Neumanns koncepter vedrørende driften af en computer ved hjælp af et program indlæst i hukommelsen og indledende data (tal) implementeret. Denne periode markerede begyndelsen på den kommercielle brug af elektroniske computere til databehandling. Computerne fra denne tid brugte vakuumrør og ekstern hukommelse på en magnetisk tromle. De var viklet ind i ledninger og havde en adgangstid på 1x10-3 s. Produktionssystemer og compilere er endnu ikke dukket op. I slutningen af denne periode begyndte hukommelsesenheder med magnetiske kerner at blive produceret. Pålideligheden af computere i denne generation var ekstremt lav.

Anden generation af computere (1959 - 1967)

Grundlaget for maskiner i denne generation var halvlederenheder. Maskinerne var beregnet til at løse forskellige arbejdskrævende videnskabelige og tekniske problemer, samt at styre teknologiske processer i produktionen. Udseende halvlederelementer V elektroniske kredsløb markant øget kapaciteten af RAM, pålidelighed og hastighed af computeren. Dimensioner, vægt og strømforbrug er faldet. Med fremkomsten af anden generations maskiner er anvendelsesområdet for elektronisk computerteknologi udvidet betydeligt, hovedsageligt på grund af udviklingen af software. Der dukkede også specialiserede maskiner op, for eksempel computere til løsning økonomiske opgaver, til styring af produktionsprocesser, imv. Anden generations computere omfatter:

Computer M-40, -50 til missilforsvarssystemer;

Ural -11, -14, -16 - computer generelle formål orienteret mod at løse tekniske, tekniske og økonomiske planlægningsproblemer;

Minsk -2, -12, -14 til løsning af tekniske, videnskabelige og designmæssige problemer af matematisk og logisk karakter;

Minsk-22 designet til at løse videnskabelige, tekniske og økonomiske planlægningsproblemer;

BESM-3 -4, -6 løsningsorienterede maskiner til generelle formål komplekse opgaver videnskab og teknologi;

M-20, -220, -222 en maskine til generelle formål fokuseret på at løse komplekse matematiske problemer;

MIR-1 en lille elektronisk digital computer designet til at løse en bred vifte af tekniske og matematiske problemer,

"Nairi" en maskine til generelle formål designet til at løse en bred vifte af tekniske, videnskabelige og tekniske samt nogle typer økonomisk planlægning og regnskabsmæssige og statistiske problemer;

Ruta-110 minicomputer til generelle formål;

og en række andre computere.

COMPUTER BESM-4, M-220, M-222 havde en hastighed på omkring 20-30 tusinde operationer i sekundet og RAM - henholdsvis 8K, 16K og 32K. Blandt anden generations maskiner skiller den sig især ud BESM-6 , med en hastighed på omkring en million operationer i sekundet og vædder fra 32K til 128K (de fleste maskiner bruger to hukommelsessegmenter på 32K hver).

Denne periode er karakteriseret ved den udbredte brug af transistorer og avancerede hukommelseskredsløb på kerner. Meget opmærksomhed begyndte at blive rettet mod skabelsen af systemsoftware, compilere og input-outputværktøjer. I slutningen af denne periode dukkede universelle og ret effektive compilere til Cobol, Fortran og andre sprog op.

En adgangstid på 1x10-6 s var allerede opnået, selvom de fleste af computerens elementer stadig var forbundet med ledninger.

Computere fra denne periode blev med succes brugt i områder relateret til behandling af datasæt og løsning af problemer, der normalt krævede rutineoperationer på fabrikker, institutioner og banker. Disse computere arbejdede efter princippet om batchdatabehandling. I det væsentlige kopierede de manuelle metoder databehandling. De nye muligheder, som computere gav, blev praktisk talt ikke brugt.

Det var i denne periode, at professionen som datalog opstod, og mange universiteter begyndte at tilbyde uddannelsesmuligheder på dette område.