Pēdējās desmitgadēs cilvēce ir iegājusi datoru laikmetā. Gudri un jaudīgi datori, kas balstās uz matemātisko darbību principiem, strādā ar informāciju, pārvalda atsevišķu mašīnu un veselu rūpnīcu darbību, kontrolē produktu un dažādu produktu kvalitāti. Mūsu laikā datortehnoloģijas ir cilvēka civilizācijas attīstības pamats. Ceļā uz šo pozīciju bija jāiziet īss, bet ļoti nemierīgs ceļš. Un ilgu laiku šīs mašīnas sauca nevis par datoriem, bet gan par datoriem (datoriem).
Datoru klasifikācija
Saskaņā ar vispārējo klasifikāciju datori ir sadalīti vairākās paaudzēs. Noteicošās īpašības, klasificējot ierīces noteiktā paaudzē, ir to individuālās struktūras un modifikācijas, tādas prasības elektroniskajiem datoriem kā ātrums, atmiņas apjoms, vadības metodes un datu apstrādes metodes.
Protamsdatoru sadale jebkurā gadījumā būs nosacīta - ir liels skaits mašīnu, kuras pēc dažām pazīmēm tiek uzskatītas par vienas paaudzes modeļiem, bet pēc citām pieder pavisam citai.
Tā rezultātā šīs ierīces var klasificēt kā nesakrītošus elektroniskās skaitļošanas tipa modeļu veidošanas posmus.
Jebkurā gadījumā datoru uzlabošana notiek vairākos posmos. Un katra posma datoru paaudzei ir būtiskas atšķirības viena no otras elementārās un tehniskās bāzes, noteikta matemātiskā tipa atbalsta ziņā.
Pirmā datoru paaudze
1. paaudzes skaitļošanas mašīnas, kas izstrādātas agrīnajos pēckara gados. Tika izveidoti ne pārāk jaudīgi elektroniskie datori, kuru pamatā bija elektroniskā tipa lampas (tādas pašas kā visos to gadu TV modeļos). Zināmā mērā tas bija šādas tehnikas veidošanās posms.
Pirmie datori tika uzskatīti par eksperimentāliem ierīču veidiem, kas tika izveidoti, lai analizētu esošās un jaunas koncepcijas (dažādās zinātnēs un dažās sarežģītās nozarēs). Datormašīnu tilpumam un masai, kas bija diezgan lielas, bieži bija vajadzīgas ļoti lielas telpas. Tagad šķiet, ka tā ir pasaka par sen aizgājušiem un pat ne īstiem gadiem.
Datu ievadīšana pirmās paaudzes mašīnās notika ar perfokaršu ielādes metodi, un funkciju risināšanas secību programmu vadība tika veikta, piemēram, ENIAC - ar ievades metodi. salikšanas sfēras spraudņi un formas.
Neskatoties uz touz to, ka šāda programmēšanas metode aizņēma daudz laika, lai sagatavotu agregātu, savienojumiem uz mašīnu bloku salikšanas laukiem, tā deva visas iespējas demonstrēt ENIAC matemātiskās "spējas" un ar būtiskām priekšrocībām. bija atšķirības no programmas perforētās lentes metodes, kas ir piemērota releja tipa iekārtām.
"Domāšanas" princips
Darbinieki, kuri strādāja pie pirmajiem datoriem, neaizbrauca, viņi pastāvīgi atradās mašīnu tuvumā un uzraudzīja esošo vakuuma lampu efektivitāti. Bet, tiklīdz neizdevās vismaz viena lampa, ENIAC acumirklī pacēlās augšā, visi steidzīgie meklēja saplīsušo lampu.
Galvenais iemesls (kaut arī aptuvens) ļoti biežai lampu nomaiņai bija šāds: lampu sildīšana un mirdzums pievilka kukaiņus, tie ielidoja aparāta iekšējā tilpumā un “palīdzēja” izveidot īsu elektrisko slēgumu. ķēde. Tas nozīmē, ka pirmā šo iekārtu paaudze bija ļoti neaizsargāta pret ārēju ietekmi.
Ja iedomājamies, ka šie pieņēmumi varētu būt patiesi, tad jēdzienam "bugs" ("bugs"), kas nozīmē kļūdas un kļūdas programmatūras un aparatūras datoraprīkojumā, ir pavisam cita nozīme.
Ja automašīnas lukturi būtu darba kārtībā, apkopes personāls varētu noregulēt ENIAC citam uzdevumam, manuāli pārkārtojot apmēram sešu tūkstošu vadu savienojumus. Kad radās cita veida uzdevums, visi šie kontakti bija jāpārslēdz.
Sērijveida mašīnas
Pirmais elektroniskais dators, ko sāka masveidā ražot, bija UNIVAC. Tas kļuva par pirmo daudzfunkcionālo elektronisko digitālo datoru veidu. UNIVAC, kas datēts ar 1946.-1951. gadu, bija nepieciešams 120 µs saskaitīšanas periods, 1800 µs kopējais reizinājums un 3600 µs dalīšana.
Šādām mašīnām bija nepieciešama liela platība, daudz elektrības, un tām bija ievērojams skaits elektronisko lampu.
Jo īpaši padomju elektroniskajā datorā "Strela" bija 6400 šo spuldžu un 60 tūkstoši pusvadītāju tipa diožu kopiju. Šīs paaudzes datoru ātrums nebija lielāks par diviem vai trim tūkstošiem operāciju sekundē, operatīvās atmiņas apjoms nebija lielāks par diviem Kb. Tikai M-2 bloks (1958) sasniedza aptuveni četru KB operatīvo atmiņu, un mašīnas ātrums sasniedza divdesmit tūkstošus darbību sekundē.
otrās paaudzes datori
1948. gadā vairāki Rietumu zinātnieki un izgudrotāji ieguva pirmo darba tranzistoru. Tas bija punktveida kontakta mehānisms, kurā trīs tievas metāla stieples bija saskarē ar polikristāliska materiāla sloksni. Līdz ar to datoru saime pilnveidojās jau tajos gados.
Pirmie izlaistie tranzistorizēto datoru modeļi ir datēti ar 1950. gadu pēdējo pusi, un piecus gadus vēlāk parādījās digitālo datoru ārējās formas ar ievērojami uzlabotām funkcijām.
Arhitektūras līdzekļi
Viens noSvarīgs tranzistora princips ir tāds, ka vienā eksemplārā tas spēs veikt kādu darbu 40 parastajām lampām, un arī tad tas saglabās lielāku darbības ātrumu. Iekārta izdala minimālu siltuma daudzumu un gandrīz neizmantos elektrības avotus un enerģiju. Šajā sakarā ir pieaugušas prasības personālajiem elektroniskajiem datoriem.
Paralēli pakāpeniskai parasto elektriskā tipa spuldžu aizstāšanai ar efektīviem tranzistoriem, arvien vairāk tiek uzlabota pieejamo datu glabāšanas tehnika. Notiek atmiņas paplašināšana, un magnētiskā modificētā lente, kas pirmo reizi tika izmantota pirmās paaudzes UNIVAC datoros, ir sākusi uzlaboties.
Jāpiebilst, ka pagājušā gadsimta sešdesmito gadu vidū tika izmantota metode datu glabāšanai diskos. Ievērojami sasniegumi datoru izmantošanā ļāva iegūt miljona operāciju ātrumu sekundē! Jo īpaši "Stretch" (Lielbritānija), "Atlas" (ASV) var pieskaitīt pie parastajiem otrās paaudzes elektronisko datoru tranzistoru datoriem. Tajā laikā PSRS ražoja arī augstas kvalitātes datoru modeļus (jo īpaši BESM-6).
Uz tranzistoriem bāzētu datoru izlaišana samazināja to apjomu, svaru, elektroenerģijas izmaksas un iekārtu izmaksas, kā arī uzlaboja uzticamību un efektivitāti. Tas ļāva palielināt lietotāju skaitu un risināmo uzdevumu sarakstu. Ņemot vērā iezīmes, kas atšķīrās otrās paaudzes datoros,šādu mašīnu izstrādātāji sāka konstruēt valodu algoritmiskās formas inženiertehniskajiem (īpaši ALGOL, FORTRAN) un ekonomiskajiem (īpaši COBOL) aprēķiniem.
Palielinās arī higiēnas prasības elektroniskajiem datoriem. Piecdesmitajos gados bija vēl viens izrāviens, taču tas joprojām bija tālu no mūsdienu līmeņa.
OS nozīme
Bet jau tolaik datortehnikas vadošais uzdevums bija resursu – darba laika un atmiņas samazināšana. Lai atrisinātu šo problēmu, viņi sāka izstrādāt pašreizējo operētājsistēmu prototipus.
Pirmo operētājsistēmu (OS) veidi ļāva uzlabot datorlietotāju darba automatizāciju, kas bija vērsta uz noteiktu uzdevumu veikšanu: programmas datu ievadīšanu mašīnā, nepieciešamo tulku izsaukšanu, zvanīšanu. programmai nepieciešamās mūsdienu bibliotēkas apakšprogrammas utt.
Tāpēc papildus programmai un dažādai informācijai otrās paaudzes datoros bija jāatstāj arī speciāla instrukcija, kur bija norādīti apstrādes soļi un datu saraksts par programmu un tās izstrādātājiem. Pēc tam mašīnās paralēli sāka ieviest noteiktu skaitu uzdevumu operatoriem (komplekti ar uzdevumiem), šajās operētājsistēmu formās bija nepieciešams sadalīt datora resursu veidus starp noteiktām uzdevumu formām - daudzprogrammēšanas metodi. parādījās dati par darbu, lai pētītu.
Trešā paaudze
Attīstības dēļAr datoru integrālo shēmu (IC) izveides tehnoloģiju izdevās panākt esošo pusvadītāju ķēžu ātruma un uzticamības pakāpes paātrinājumu, kā arī vēl vienu to izmēru, izmantotās jaudas daudzuma un cenas samazinājumu.
Integrētās mikroshēmu formas tagad sāka izgatavot no fiksēta elektroniskā tipa detaļu komplekta, kas tika piegādātas taisnstūrveida iegarenās silīcija plātnēs un kuru vienas malas garums nepārsniedza 1 cm. Šāda veida vafeles (kristāli) ir ievietots nelielu tilpumu plastmasas korpusā, izmērus tajā var aprēķināt tikai, izmantojot tā saukto atlasi. "kājas".
Šo iemeslu dēļ datoru attīstības temps sāka strauji pieaugt. Tas ļāva ne tikai uzlabot darba kvalitāti un samazināt šādu mašīnu izmaksas, bet arī izveidot nelielas, vienkāršas, lētas un uzticamas masas ierīces - minidatoru. Šīs mašīnas sākotnēji tika izstrādātas, lai atrisinātu ļoti tehniskas problēmas dažādos vingrinājumos un paņēmienos.
Šajos gados par vadošo brīdi tika uzskatīta iespēja apvienot mašīnas. Trešās paaudzes datori tiek veidoti, ņemot vērā saderīgus dažādu veidu individuālos modeļus. Visi citi matemātiskās un dažādas programmatūras izstrādes paātrinājumi veicina pakešprogrammu veidošanu uz problēmu orientētas programmēšanas valodas standarta problēmu atrisināšanai. Tad pirmo reizi parādās programmatūras pakotnes – operētājsistēmu formas, uz kurām tiek izstrādāta trešā datoru paaudze.
Ceturtā paaudze
Aktīva datoru elektronisko ierīču uzlabošanaveicināja lielu integrālo shēmu (LSI) rašanos, kur katrs kristāls saturēja vairākus tūkstošus elektriskā tipa detaļu. Pateicoties tam, sāka ražot nākamās datoru paaudzes, kuru elementārā bāze saņēma lielāku atmiņas apjomu un samazinātus komandu izpildes ciklus: sāka ievērojami samazināties atmiņas baitu izmantošana vienā mašīnas darbībā. Bet, tā kā programmēšanas izmaksas gandrīz nav samazinājušās, priekšplānā izvirzījušies uzdevumi samazināt tīri cilvēka, nevis mašīnas tipa resursus, kā iepriekš.
Tika ražotas nākamo tipu operētājsistēmas, kas ļāva operatoriem uzlabot savas programmas tieši aiz datora displejiem, tas vienkāršoja lietotāju darbu, kā rezultātā drīz parādījās pirmās jaunas programmatūras bāzes izstrādes. Šī metode bija absolūti pretrunā ar teoriju par informācijas attīstības sākumposmiem, kurā tika izmantoti pirmās paaudzes datori. Tagad datorus sāka izmantot ne tikai liela apjoma informācijas ierakstīšanai, bet arī dažādu darbības jomu automatizācijai un mehanizācijai.
Izmaiņas septiņdesmito gadu sākumā
1971. gadā tika izlaista liela datoru integrālā shēma, kurā atradās viss parastās arhitektūras datora procesors. Tagad ir kļuvis iespējams vienā lielā integrālajā shēmā sakārtot gandrīz visas elektroniskā tipa shēmas, kas nebija sarežģītas tipiskā datora arhitektūrā. Līdz ar to parasto ierīču masveida ražošanas iespējas mazajiemcenas. Šī bija jaunā, ceturtā datoru paaudze.
Kopš tā laika ir saražots daudz lētu (izmanto kompaktajos tastatūras datoros) un vadības shēmās, kas iederas vienā vai vairākās lielās integrētās shēmas plates ar procesoriem, pietiekamu operatīvo atmiņu un savienojumu struktūru ar izpildes tipa sensori vadības mehānismos.
Programmas, kas darbojās ar benzīna regulēšanu automašīnu dzinējos, ar noteiktas elektroniskas informācijas pārsūtīšanu vai ar fiksētiem mazgāšanas režīmiem, tika ieviestas datora atmiņā vai izmantojot dažāda veida kontrollerus, vai tieši uzņēmumos.
Septiņdesmitajos gados sākās universālo skaitļošanas sistēmu ražošana, kas apvienoja procesoru, lielu atmiņas apjomu, dažādu saskarņu shēmas ar ievades-izejas mehānismu, kas atrodas kopējā lielā integrālajā shēmā (t.s. vienas mikroshēmas datori) vai citās versijās lielas integrālās shēmas, kas atrodas uz kopējas iespiedshēmas plates. Līdz ar to, plaši izplatoties ceturtajai datoru paaudzei, sākās sešdesmitajos gados izveidojušās situācijas atkārtošanās, kad pieticīgie minidatori daļu darba veica lielajos lieldatoros.
Ceturtās paaudzes datoru rekvizīti
Ceturtās paaudzes elektroniskie datori bija sarežģīti un tiem bija sazarotas iespējas:
- normāls daudzprocesoru režīms;
- paralēli secīga tipa programmas;
- augsta līmeņa datorvalodu veidi;
- izcelšanāspirmie datortīkli.
Šo ierīču tehnisko iespēju attīstība iezīmējās ar šādiem noteikumiem:
- Tipiska signāla aizkave par 0,7 ns/v.
- Galvenais atmiņas veids ir tipisks pusvadītājs. Informācijas ģenerēšanas periods no šāda veida atmiņas ir 100–150 ns. Atmiņa - 1012–1013 rakstzīmes.
Operētājsistēmu aparatūras ieviešanas izmantošana
Modulārās sistēmas ir sākušas izmantot programmatūras tipa rīkiem.
Pirmais personālais elektroniskais dators tika izveidots 1976. gada pavasarī. Pamatojoties uz tradicionālo elektronisko spēļu shēmas integrētajiem 8 bitu kontrolleriem, zinātnieki izveidoja parasto BASIC programmētu Apple spēļu iekārtu, kas ieguva lielu popularitāti. 1977. gada sākumā parādījās Apple Comp., un sākās pirmo Apple personālo datoru ražošana uz Zemes. Šī datora līmeņa vēsture izceļ šo notikumu kā vissvarīgāko.
Šodien Apple ražo Macintosh personālos datorus, kas daudzējādā ziņā pārspēj IBM PC modeļus. Apple jaunie modeļi izceļas ne tikai ar izcilu kvalitāti, bet arī ar plašām (pēc mūsdienu standartiem) iespējām. Apple datoriem ir izstrādāta arī īpaša operētājsistēma, kurā ņemtas vērā visas to izcilās iespējas.
Piektā datoru paaudze
Astoņdesmitajos gados datoru izstrādes process (datoru paaudzes) ieiet jaunā posmā - piektās paaudzes mašīnās. Šo ierīču izskatssaistīta ar mikroprocesoru attīstību. No sistēmu konstrukciju viedokļa ir raksturīga absolūta darba decentralizācija, un, ņemot vērā programmatūras un matemātiskos pamatus, ir raksturīga virzība uz darba līmeni programmas struktūrā. Pieaug elektronisko datoru darba organizācija.
Piektās paaudzes datoru efektivitāte ir simt astoņi līdz simt deviņas darbības sekundē. Šāda veida mašīnām ir raksturīga daudzprocesoru sistēma, kuras pamatā ir novājināta tipa mikroprocesori, kas tiek lietoti uzreiz daudzskaitlī. Tagad ir elektroniskās skaitļošanas mašīnas, kas ir paredzētas augsta līmeņa datorvalodu veidiem.
