Posljednjih decenija, čovječanstvo je ušlo u doba kompjutera. Pametni i moćni računari, zasnovani na principima matematičkih operacija, rade sa informacijama, upravljaju aktivnostima pojedinih mašina i čitavih fabrika, kontrolišu kvalitet proizvoda i raznih proizvoda. U naše vrijeme kompjuterska tehnologija je osnova razvoja ljudske civilizacije. Na putu do ove pozicije trebalo je proći kratak, ali vrlo turbulentan put. I dugo vremena ove mašine nisu nazivane kompjuterima, već kompjuterima (kompjuterima).
Klasifikacija računara
Prema opštoj klasifikaciji, računari su raspoređeni u više generacija. Odlučujuća svojstva kada se uređaji svrstavaju u određenu generaciju su njihove pojedinačne strukture i modifikacije, kao što su zahtjevi za elektronske računare kao što su brzina, veličina memorije, metode upravljanja i metode obrade podataka.
Naravnodistribucija kompjutera će u svakom slučaju biti uslovna - postoji veliki broj mašina koje se po nekim znakovima smatraju modelima jedne generacije, a po drugima pripadaju sasvim drugoj.
Kao rezultat toga, ovi uređaji se mogu klasifikovati kao nepodudarne faze formiranja modela elektronskog računarskog tipa.
U svakom slučaju, unapređenje računara prolazi kroz niz faza. A generacija kompjutera svake faze ima značajne razlike jedna od druge u pogledu elementarne i tehničke osnove, određene podrške određenog matematičkog tipa.
Prva generacija kompjutera
Računarske mašine prve generacije razvijene su u ranim posleratnim godinama. Stvoreni su ne baš moćni elektronski računari, zasnovani na lampama elektronskog tipa (isto kao u svim TV modelima tih godina). U određenoj mjeri, ovo je bila faza formiranja takve tehnike.
Prvi kompjuteri su se smatrali eksperimentalnim tipovima uređaja koji su formirani za analizu postojećih i novih koncepata (u raznim naukama iu nekim složenim industrijama). Zapremina i masa kompjuterskih mašina, koje su bile prilično velike, često su zahtevale veoma velike prostorije. Sada se čini kao bajka o davno prošlim, a ne baš pravim godinama.
Uvođenje podataka u mašine prve generacije išlo je metodom učitavanja bušenih kartica, a programsko upravljanje nizovima funkcija rješavanja vršeno je, na primjer, u ENIAC-u - metodom unosa čepovi i oblici sfere za slaganje.
Uprkosna činjenicu da je takav metod programiranja oduzimao dosta vremena za pripremu jedinice, za veze na poljima za slaganje mašinskih blokova, pružao je sve mogućnosti da se demonstriraju matematičke "sposobnosti" ENIAC-a, a uz značajnu korist imao razlike u odnosu na metodu programske bušene trake, koja je pogodna za mašine tipa releja.
Princip "razmišljanja"
Zaposleni koji su radili na prvim kompjuterima nisu odlazili, stalno su bili u blizini mašina i pratili efikasnost postojećih vakumskih cijevi. Ali čim je barem jedna lampa pokvarila, ENIAC je odmah ustao, svi su u žurbi tražili pokvarenu lampu.
Glavni razlog (iako približan) za vrlo čestu zamjenu lampi bio je sljedeći: zagrijavanje i zračenje lampi privlačili su insekte, uletjeli su u unutrašnji volumen aparata i „pomagali“u stvaranju kratkog električnog kolo. Odnosno, prva generacija ovih mašina bila je veoma ranjiva na spoljne uticaje.
Ako zamislimo da bi ove pretpostavke mogle biti istinite, onda koncept "bugova" ("bugova"), što znači greške i greške u softverskoj i hardverskoj kompjuterskoj opremi, ima potpuno drugačije značenje.
Pa, da su lampe na automobilu bile ispravne, osoblje za održavanje moglo bi podesiti ENIAC za drugi zadatak ručnim preuređivanjem priključaka oko šest hiljada žica. Svi ovi kontakti su morali biti ponovo zamijenjeni kada se pojavila drugačija vrsta zadatka.
Serijske mašine
Prvi elektronski kompjuter, koji je počeo da se masovno proizvodi, bio je UNIVAC. Postao je prva vrsta višenamjenskog elektronskog digitalnog računara. UNIVAC, koji datira iz 1946-1951, zahtijevao je period sabiranja od 120 µs, ukupna množenja od 1800 µs i dijeljenja od 3600 µs.
Takve mašine zahtevale su veliku površinu, mnogo struje i imale su značajan broj elektronskih lampi.
Konkretno, sovjetski elektronski kompjuter "Strela" imao je 6400 ovih lampi i 60 hiljada kopija poluprovodničkih dioda. Brzina ove generacije računara nije bila veća od dvije ili tri hiljade operacija u sekundi, veličina RAM-a nije bila veća od dva Kb. Samo jedinica M-2 (1958) dostigla je RAM od oko četiri KB, a brzina mašine dostigla je dvadeset hiljada akcija u sekundi.
računari druge generacije
Godine 1948. nekoliko zapadnih naučnika i pronalazača nabavilo je prvi tranzistor koji radi. Bio je to mehanizam sa tačkastim kontaktom u kojem su tri tanke metalne žice bile u kontaktu sa trakom od polikristalnog materijala. Posljedično, porodica kompjutera se unaprijedila već tih godina.
Prvi modeli tranzistoriziranih kompjutera objavljeni datiraju iz druge polovine 1950-ih, a pet godina kasnije pojavili su se vanjski oblici digitalnog kompjutera sa znatno poboljšanim funkcijama.
Karakteristike arhitekture
Jedan odVažan princip tranzistora je da će u jednoj kopiji moći obaviti neki posao za 40 običnih lampi, a i tada će održavati veću brzinu rada. Mašina emituje minimalnu količinu toplote i skoro da neće koristiti električne izvore i energiju. U tom smislu, zahtjevi za personalnim elektronskim računarima su porasli.
Uporedo sa postepenom zamjenom konvencionalnih električnih lampi sa efikasnim tranzistorima, došlo je do povećanja poboljšanja tehnike za pohranjivanje dostupnih podataka. Proširenje memorije je u toku, a magnetna modifikovana traka, koja je prvi put korišćena u prvoj generaciji UNIVAC računara, počela je da se poboljšava.
Treba napomenuti da je sredinom šezdesetih godina prošlog vijeka korišten metod pohranjivanja podataka na diskove. Značajan napredak u upotrebi kompjutera omogućio je postizanje brzine od milion operacija u sekundi! Konkretno, "Stretch" (Velika Britanija), "Atlas" (SAD) mogu se ubrojiti među obične tranzistorske računare druge generacije elektronskih računara. U to vrijeme, SSSR je proizvodio i visokokvalitetne kompjuterske modele (posebno BESM-6).
Izdavanje kompjutera baziranih na tranzistorima dovelo je do smanjenja njihove zapremine, težine, troškova električne energije i troškova mašina, kao i poboljšanja pouzdanosti i efikasnosti. To je omogućilo povećanje broja korisnika i liste zadataka za rješavanje. Uzimajući u obzir karakteristike koje su razlikovale drugu generaciju računara,programeri takvih mašina počeli su da konstruišu algoritamske oblike jezika za inženjerske (posebno ALGOL, FORTRAN) i ekonomske (posebno COBOL) tipove proračuna.
Higijenski zahtjevi za elektronske računare se također povećavaju. Pedesetih godina došlo je do još jednog prodora, ali je još uvijek bio daleko od modernog nivoa.
Važnost OS
Ali čak i u to vrijeme, vodeći zadatak kompjuterske tehnologije bio je smanjenje resursa - radnog vremena i memorije. Da bi riješili ovaj problem, tada su počeli dizajnirati prototipove trenutnih operativnih sistema.
Tipovi prvih operativnih sistema (OS) omogućili su da se poboljša automatizacija rada korisnika računara, koja je imala za cilj obavljanje određenih zadataka: unošenje programskih podataka u mašinu, pozivanje potrebnih prevodilaca, pozivanje moderne bibliotečke potprograme neophodne za program, itd.
Zbog toga je, pored programa i raznih informacija, u računarima druge generacije bilo potrebno ostaviti i posebnu instrukciju, gdje su bili naznačeni koraci obrade i lista podataka o programu i njegovim programerima. Nakon toga je u mašine počeo paralelno da se uvodi određeni broj zadataka za operatere (skupovi sa zadacima), u ovim oblicima operativnih sistema bilo je potrebno podijeliti vrste računarskih resursa između određenih oblika zadataka - multiprogramska metoda pojavio se rad za proučavanje podataka.
Treća generacija
Zbog razvojaTehnologija stvaranja integrisanih kola (IC) računara uspela je da postigne ubrzanje brzine i stepena pouzdanosti postojećih poluprovodničkih kola, kao i još jedno smanjenje njihovih dimenzija, količine upotrebljene snage i cene.
Integrisani oblici mikrokola sada su počeli da se prave od fiksnog seta delova elektronskog tipa, koji su se isporučivali u pravougaonim izduženim silikonskim pločicama, a imale su dužinu jedne strane ne više od 1 cm. Ova vrsta pločice (kristali) se nalazi u plastičnoj kutiji male zapremine, dimenzije u njoj se mogu izračunati samo izborom tzv. "noge".
Zbog ovih razloga, tempo razvoja računara počeo je naglo da raste. To je omogućilo ne samo poboljšanje kvalitete rada i smanjenje troškova takvih strojeva, već i formiranje uređaja male, jednostavne, jeftine i pouzdane masovne vrste - miniračunala. Ove mašine su prvobitno dizajnirane da rešavaju visoko tehničke probleme u raznim vežbama i tehnikama.
Vodeći trenutak u tim godinama smatrala se mogućnost objedinjavanja mašina. Treća generacija računara kreirana je uzimajući u obzir kompatibilne pojedinačne modele različitih tipova. Sva ostala ubrzanja u razvoju matematičkog i raznovrsnog softvera doprinose formiranju paketnih programa za rješivost standardnih problema problemsko orijentisanog programskog jezika. Tada se po prvi put pojavljuju softverski paketi - oblici operativnih sistema na kojima se razvija treća generacija računara.
Četvrta generacija
Aktivno unapređenje elektronskih uređaja računaradoprinijelo je nastanku velikih integriranih kola (LSI), gdje je svaki kristal sadržavao nekoliko hiljada dijelova električnog tipa. Zahvaljujući tome počele su se proizvoditi sljedeće generacije računala, čija je elementarna osnova dobila veću količinu memorije i smanjene cikluse za implementaciju naredbi: upotreba memorijskih bajtova u jednoj operaciji stroja počela je značajno opadati. Ali, pošto se troškovi programiranja gotovo nisu smanjili, u prvi plan su izbili zadaci smanjenja resursa čisto ljudskog tipa, a ne mašinskog tipa.
Proizvedeni su operativni sistemi sledećih tipova koji su operaterima omogućili da unaprede svoje programe direktno iza kompjuterskih displeja, što je pojednostavilo rad korisnika, usled čega su se ubrzo pojavili prvi razvoji nove softverske baze. Ova metoda je apsolutno u suprotnosti sa teorijom o početnim fazama razvoja informacija, koja je koristila računare prve generacije. Sada su kompjuteri počeli da se koriste ne samo za snimanje velikih količina informacija, već i za automatizaciju i mehanizaciju različitih oblasti delatnosti.
Promjene ranih sedamdesetih
Godine 1971. izdato je veliko integrisano kolo računara, gde je bio smešten ceo procesor računara konvencionalne arhitekture. Sada je postalo moguće složiti u jedno veliko integrisano kolo gotovo sva kola elektronskog tipa koja nisu bila složena u tipičnoj računarskoj arhitekturi. Dakle, mogućnosti masovne proizvodnje konvencionalnih uređaja za malecijene. Ovo je bila nova, četvrta generacija kompjutera.
Od tada je proizvedeno mnogo jeftinih (koriste se u kompaktnim računarima sa tastaturom) i upravljačkih kola koja staju na jednu ili nekoliko velikih integrisanih ploča sa procesorima, dovoljno RAM-a i strukturom konekcija sa izvršnim tipom senzori u kontrolnim mehanizmima.
Programi koji su radili sa regulacijom benzina u motorima automobila, uz prenos određenih elektronskih informacija ili sa fiksnim načinima pranja, uvedeni su u memoriju računara ili korišćenjem raznih tipova kontrolera, ili direktno u preduzećima.
Sedamdesetih godina počinje proizvodnja univerzalnih računarskih sistema koji su kombinovali procesor, veliku količinu memorije, kola različitih interfejsa sa ulazno-izlaznim mehanizmom smeštenim u zajedničkom velikom integrisanom kolu (tzv. računari sa jednim čipom) ili, u drugim verzijama, velika integrisana kola smeštena na zajedničkoj štampanoj ploči. Kao rezultat toga, kada je četvrta generacija računara postala široko rasprostranjena, počelo je ponavljanje situacije koja se razvila šezdesetih godina, kada su skromni mini računari obavljali dio posla u velikim mainframe računarima.
Svojstva kompjutera četvrte generacije
Elektronski računari četvrte generacije bili su složeni i imali su razgranate mogućnosti:
- normalni višeprocesorski način rada;
- programi paralelno sekvencijalnog tipa;
- tipovi računarskih jezika visokog nivoa;
- emergenceprve računarske mreže.
Razvoj tehničkih mogućnosti ovih uređaja obilježile su sljedeće odredbe:
- Uobičajeno kašnjenje signala od 0,7 ns/v.
- Veći tip memorije je tipičan poluprovodnik. Period generisanja informacija iz ove vrste memorije je 100–150 ns. Memorija - 1012-1013 karaktera.
Upotreba hardverske implementacije operativnih sistema
Modularni sistemi su počeli da se koriste za softverske alate.
Prvi lični elektronski računar stvoren je u proleće 1976. Na osnovu integrisanih 8-bitnih kontrolera konvencionalnog kola elektronske igre, naučnici su proizveli konvencionalnu BASIC programiranu Apple mašinu za igre, koja je stekla veliku popularnost. Početkom 1977. godine pojavio se Apple Comp. i počela je proizvodnja prvih Apple personalnih računara na Zemlji. Istorija ovog kompjuterskog nivoa ističe ovaj događaj kao najvažniji.
Danas, Apple proizvodi Macintosh personalne računare, koji po mnogo čemu nadmašuju IBM PC modele. Appleove nove modele odlikuje ne samo izuzetan kvalitet, već i opsežne (po modernim standardima) mogućnosti. Takođe je razvijen poseban operativni sistem za računare kompanije Apple, koji uzima u obzir sve njihove izuzetne karakteristike.
Peta generacija kompjutera
Osamdesetih godina proces razvoja računara (generacija računara) ulazi u novu fazu - mašine pete generacije. Izgled ovih uređajapovezan sa razvojem mikroprocesora. Sa stanovišta sistemskih konstrukcija karakteristična je apsolutna decentralizacija rada, a s obzirom na softverske i matematičke osnove, karakteristično je kretanje na nivo rada u strukturi programa. Organizacija rada elektronskih računara raste.
Efikasnost pete generacije računara je sto osam do sto devet operacija u sekundi. Ovaj tip mašine karakteriše višeprocesorski sistem, koji se zasniva na mikroprocesorima oslabljenog tipa, koji se koriste odmah u množini. Sada postoje elektronski računarski tipovi mašina koje su usmerene na tipove računarskih jezika visokog nivoa.
