U posljednjih nekoliko desetljeća čovječanstvo je ušlo u računalnu dob. Inteligentna i moćna računala, utemeljena na principima matematičkih akcija, rade s informacijama, kontroliraju aktivnosti pojedinih strojeva i tvornica, kontroliraju kvalitetu proizvoda i raznih proizvoda. Računalo je u naše vrijeme osnova razvoja ljudske civilizacije. Na putu do takve situacije morao sam proći kroz kratku, ali vrlo olujnu stazu. Dugo su se ti strojevi nazivali ne računalima, već računalima (računalima).
Klasifikacija računala
Prema općoj klasifikaciji računala koja su distribuirana brojnim generacijama. Definiranje svojstava pri dodjeljivanju uređaja određenoj generaciji su njihove zasebne strukture i modifikacije, kao što su zahtjevi za elektroničkim računalima, kao što su brzina, memorija, metode upravljanja i metode obrade podataka. Naravno, distribucija računala će u svakom slučaju biti uvjetovana - postoji veliki broj strojeva, koji se, prema nekim znakovima, smatraju modelima jedne generacije, as druge - pripadaju sasvim drugačijim. Kao rezultat toga, ovi se uređaji mogu računati kao nedosljedne faze formiranja modela elektroničkog računalnog tipa. U svakom slučaju, poboljšanje računala prolazi kroz niz stupnjeva. I generacija računala svake faze ima značajne razlike jedni od drugih u elementarnim i tehničkim bazama, pružajući određeni specifični matematički tip.
Prva generacija računala
Generiranje 1 računalnih strojevarazvijena u prvim poslijeratnim godinama. Nije bilo jako moćnih elektroničkih računala koja se temelje na elektronskim tipovima svjetala (jednako kao iu svim televizijskim modelima tih godina). U određenoj mjeri, to je bila faza stvaranja takve tehnologije.
Prvi računarski strojevi smatrani su eksperimentalnim tipovima aparata, koji su oblikovani za analizu postojećih i novih koncepata (u različitim znanostima iu nekim složenim industrijama). Obujam i težina računalnih strojeva, koji su bili prilično veliki, često su zahtijevali vrlo velike prostorije. Sada se to čini kao bajka davno i čak ne baš stvarnih godina.
Uvođenje podataka u stroj prve generacije prošlo je proces utovara punch kartica, a softverski priručnik za nizove funkcija odlučivanja proveden je, na primjer, ENIAC - način uvođenja čepova i oblika sfere biranja. Unatoč činjenici da je takva metoda programiranja odgodila veliku količinu vremena kako bi pripremila jedinicu, ona je osigurala sve mogućnosti za prikazivanje matematičkih "sposobnosti" ENIAC-a za povezivanje u montažnim poljima strojnih blokova i sa značajnom koristi od razlika od metode softverska traka za bušenje, pogodna za uređaje tipa releja.
Princip "razmišljanja"
Zaposlenici koji su radili na prvim računalima, nisu se odvojili, stalno su bili na strojevima i nadzirali učinkovitost postojećih elektronskih svjetiljki. Ali samo ste morali srušiti barem jednu svjetiljku, ENIAC se odmah popeo, svi su se žurili.tražiti slomljenu svjetiljku. Vodeći uzrok (iako približan) čestog zamjenjivanja svjetiljki bio je sljedeći: grijanje i sjaj svjetiljki privlačili su insekte, letjeli su u unutarnji volumen aparata i "pomagali" u stvaranju električnog kratkog spoja. To znači da je prva generacija ovih strojeva bila vrlo osjetljiva na vanjske utjecaje. Ako zamislimo da bi te pretpostavke mogle biti istinite, onda pojam "bugova" ("bugs"), koji se podrazumijeva u greškama i greškama u softverskoj i hardverskoj računalnoj opremi, dobiva sasvim drugačije značenje. Pa, i ako su svjetiljke stroja bile u radnom stanju, servisno osoblje bi moglo prilagoditi ENIAC za još jedan zadatak ručnim prebacivanjem veze od oko šest tisuća žica. Svi ti kontakti morali su se ponovno uključiti kada je postojao problem druge vrste.
Serijski strojevi
Prva elektronika, koja se počela serijski proizvoditi, bila je UNIVAC. Postao je prva vrsta digitalnog višenamjenskog digitalnog računala. UNIVAC, čija izrada datira iz 1946-1951, zahtijevala je razdoblje od 120 mikrosekundi, ukupno množenje od 1800 mikrosekundi i podjele od 3600 mikrosekundi. Takvi strojevi zahtijevali su veliku površinu, puno struje i imali značajan broj elektronskih svjetiljki. Konkretno, sovjetsko elektroničko računalo "Strela" imalo je 6400 ovih svjetiljki i 60 tisuća primjeraka dioda poluvodičkih tipova. Brzina takve generacije računala nije bila veća od dvije do tri tisuće radnji u sekundi, veličina RAM-a nije bila veća od dva KB. Samo jedinica M-2 (1958)r.) dosegnulo je operativno pamćenje od oko četiri KB, a brzina automobila dosegla je dvadeset tisuća akcija u sekundi. 19 Računala druge generacije
Godine 1948. nekoliko znanstvenika i izumitelja Zapada primilo je prvi radni tranzistor. To je bio točkovni mehanizam u kojem su tri tanke metalne žice bile u kontaktu s trakom polikristalnog materijala. Tako je obitelj računala poboljšana već u tim godinama. Prvi modeli računala izdanih na osnovi tranzistora ukazuju na njihov izgled u posljednjem segmentu pedesetih godina, a pet godina kasnije pojavili su se vanjski oblici digitalnog računalnog stroja s bitno proširenim funkcijama.
Značajke arhitekture
Jedno od važnih načela rada tranzistora je da će u jednoj kopiji moći raditi na 40 konvencionalnih svjetiljki, a čak i tada će održavati veću brzinu rada. Automobil izdvaja minimalnu količinu topline, a gotovo neće koristiti električne izvore i energiju. U tom su se smislu povećali zahtjevi za osobna elektronička računala.
Paralelno s postupnom zamjenom konvencionalnih električnih svjetiljki na učinkovitim tranzistorima, došlo je do povećanja poboljšanja metode očuvanja dostupnih podataka. Došlo je do proširenja memorije, a magnetska modificirana traka, koja je prvi put korištena u prvoj generaciji UNIVAC računala, počela se poboljšavati. Valja napomenuti da je sredinom šezdesetih godina prošlog stoljeća korišten način pohranjivanja podataka na diskove. znatannapredak u korištenju računala omogućio je brzinu od milijun operacija u sekundi! Konkretno, na konvencionalna tranzistorska računala druge generacije elektroničkih računala mogu se klasificirati kao "Stretch" (UK), "Atlas" (SAD). U to vrijeme, SSSR je također proizveo visokokvalitetne uzorke računala (posebno "BESM-6"). Izdavanje računala temeljenih na tranzistorima dovelo je do smanjenja njihovog volumena, težine, potrošnje energije i troškova strojeva, te poboljšanja pouzdanosti i učinkovitosti. To je omogućilo povećanje broja korisnika i popis zadataka koje treba riješiti. Uzimajući u obzir značajke koje su se razlikovale od druge generacije računala, programeri takvih strojeva počeli su graditi algoritamske oblike jezika za inženjerske (osobito ALGOL, FORTRAN) i ekonomske (osobito KOBOL) tipove proračuna. Higijenski zahtjevi za elektronička računala također se povećavaju. U pedesetim godinama došlo je do još jednog probijanja, ali još uvijek je daleko do sadašnje razine.
Važnost OS-a
Ali čak iu to vrijeme, vodeći zadatak rada računalne tehnologije bio je smanjiti resurse, radno vrijeme i memoriju. Kako bi riješio ovaj problem, počeo je dizajnirati prototipove postojećih operativnih sustava.
Vrste prvih operacijskih sustava (OS) pružile su mogućnost poboljšanja automatizacije rada korisnika računala, čiji je cilj bio izvršavanje zadanih zadataka: unos u programe strojnih podataka, pozivanje potrebnih prevoditelja, pozivi potrebni za program.suvremene knjižnične rutine, itd. Stoga, uz program i razne informacije, u kompjuteru druge generacije bilo je potrebno napustiti čak i posebnu instrukciju, gdje su specificirane faze obrade i popis podataka o programu i njegovim programerima. Nakon toga, strojevi su počeli paralelno unositi određeni broj zadataka za operatore (skupove zadataka), u tim oblicima operacijskih sustava bilo je potrebno odvojiti vrste računalnih resursa između pojedinih oblika zadataka - postojala je multiprogramska metoda rada za proučavanje podataka.
Treća generacija
Zbog razvoja tehnologije za stvaranje integriranih krugova (ICs) računala, bilo je moguće dobiti ubrzanje brzine i pouzdanosti poluvodičkih krugova, kao i naknadno smanjenje njihovih dimenzija, korištene snage i cijene. Integralni oblici čipova sada započinju s fiksnim skupom elektroničkih dijelova koji su isporučeni u pravokutnim silikonskim pločama i imaju duljinu od jedne strane ne veće od 1 cm. Takav tip ploče (kristali) nalazi se u plastičnoj kutiji malih volumena, veličina se može izračunati samo s dodjelom tzv. „Noge”. Zbog tih razloga, tempo razvoja računala počeo je ubrzano rasti. To je omogućilo ne samo poboljšati kvalitetu rada i smanjiti troškove takvih strojeva, nego i oblikovati malu, jednostavnu, jeftinu i pouzdanu masovnu vrstu - mini-računalo. Ovi su strojevi izvorno bili namijenjeni rješavanju uskih tehničkih zadataka u različitim vježbama i tehnikama. Vodeći trenutak u tim godinamarazmatrana je mogućnost ujedinjenja strojeva. Treća generacija računala kreirana je s obzirom na kompatibilne zasebne modele različitih tipova. Sva ostala ubrzanja u razvoju matematičkog i raznovrsnog softvera podržavaju formiranje paketnih programa za rješavanje standardnih problema problemski orijentiranog softvera. Zatim prvi put postoje softverski paketi - oblici operacijskih sustava na kojima se razvija treća generacija računala.
Četvrta generacija
Aktivno poboljšanje elektroničkih uređaja u računalnim strojevima pridonijelo je nastanku velikih integriranih sklopova (LSI), gdje je svaki kristal sadržavao nekoliko tisuća dijelova električnog tipa. To je dovelo do sljedeće generacije računala, čija je osnovna baza dobila veću količinu memorije i smanjila ciklus implementacije naredbi: korištenje memorijskih bajtova u jednom radu stroja značajno se smanjilo. No, budući da se trošak programiranja nije smanjio, zadatak je bio smanjiti resurse čisto ljudskog, a ne strojnog tipa, kao prije.
Provedeni su operativni sustavi sljedećih tipova, što je operaterima omogućilo poboljšanje programa izravno na zaslonima računala, što je pojednostavilo rad korisnika, što je ubrzo postalo prvi razvoj nove programske baze. Ova metoda u potpunosti proturječi teoriji početnih faza razvoja informacija, koja je koristila računalo prve generacije. Sada se računala ne koriste samo za bilježenje velikih količina informacija,ali i za automatizaciju i mehanizaciju raznih područja djelovanja.
Promjene u ranim sedamdesetim godinama
Godine 1971, veliki integrirani sklop računalnih strojeva, koji je sadržavao cijeli CPU računala konvencionalnih arhitektura. Sada je bilo moguće smjestiti gotovo sve elektroničke sklopove u jedan veliki integrirani krug, koji nisu bili komplicirani u tipičnoj arhitekturi računala. Dakle, mogućnost masovnih ispuštanja konvencionalnih uređaja povećala se po niskim cijenama. To je bila nova, četvrta generacija računala. Od tada je bilo mnogo jeftinih (korištenih u kompaktnim računalima s tipkovnicama) i kontrolnih krugova, koji su se nalazili na jednom ili više velikih integriranih krugova, koji imaju procesore, dovoljnu količinu RAM-a i strukturu veza s izvršnim senzorima u kontrolnim mehanizmima. Programi koji su radili na reguliranju benzina u motornim vozilima, s prijenosom određenih elektroničkih informacija ili fiksnih načina pranja rublja, uvedeni su u memoriju računala ili koriste različite vrste kontrolera, ili izravno u poduzećima. U sedamdesetima, početak proizvodnje univerzalnih računalnih sustava, koji kombiniraju procesor, veliku količinu memorije, sheme različitih kombinacija s mehanizmom input-outputa, smještene u općem velikom integriranom krugu (tzv. Single-chip računala) ili, u drugim varijantama, velikim integrirani krugovi smješteni na zajedničkoj tiskanoj pločici. Kao rezultat toga, kada je četvrta generacija računala bila masivnapropagacija je započela ponavljanje situacije šezdesetih godina, kada su skromni mini-kompjuteri proizveli dio posla u velikim univerzalnim računalima.
Računalna svojstva četvrte generacije
Elektronička računala četvrte generacije bila su složena i imala su razgranate sposobnosti:
obični višeprocesorski način rada;
programi paralelnog sekvencijalnog tipa;
vrste računalnih jezika na visokoj razini;
Pojava prvih računalnih mreža.
Razvoj tehničkih mogućnosti ovih uređaja obilježen je sljedećim odredbama:
Normalno kašnjenje signala na 07 ns.
Vodeći tip memorije je tipičan poluvodič. Razdoblje obrade podataka iz memorije ovog tipa - 100-150 ns. Memorija je 1012-1013 znakova.
Primjena hardverske realizacije operativnih sustava
Modularni sustavi počeli su se koristiti za softver tog tipa. Po prvi put, osobno elektroničko računalo nastalo je u proljeće 1976. godine. Na temelju integralnih 8-bitnih kontrolera uobičajene sheme elektroničkih igara, znanstvenici su napravili uobičajeni programirani jezik BASIC, stroj igre tipa "Apple", koji je stekao veliku popularnost. Početkom 1977. pojavio se Apple Comp i počeo s proizvodnjom prvog na Zemlji osobnih računala Apple. Povijest ove razine računala naglašava ovaj događaj kao najvažniji. Danas Apple proizvodi Macintosh osobna računala, koja nad mnogim parametrima nadmašuju IBM PC modele. Appleovi novi modeli razlikuju se ne samo u iznimnoj kvaliteti, već takođervelike (prema modernim standardima) sposobnosti. Tu je i poseban operativni sustav za Apple računala koji uzima u obzir sve njihove iznimne značajke.
Peta generacija računalne generacije
Razvojni proces računala (generacije računala) osamdesetih ulazi u novu fazu - strojevi pete generacije. Pojava tih uređaja povezana je s razvojem mikroprocesora. Sa stanovišta sistemskih struktura karakteristična je apsolutna decentralizacija rada, pri čemu se razmatraju softverske i matematičke osnove, prelazeći na razinu rada u strukturi programa. Raste organizacija rada elektroničkih računala. Učinkovitost računala pete generacije - sto osam stotina i devet operacija u sekundi. Za ovu vrstu strojeva karakterizira višeprocesorski sustav, smješten na mikroprocesorima slabih tipova, koji se koriste odjednom. Sada postoje elektronički tipovi strojeva koji su usmjereni na visoke razine računalnih jezika.
