En les últimes dècades, la humanitat ha entrat a l'era de la informàtica. Els ordinadors intel·ligents i potents, basats en els principis de les operacions matemàtiques, treballen amb informació, gestionen les activitats de màquines individuals i fàbriques senceres, controlen la qualitat dels productes i diversos productes. En el nostre temps, la tecnologia informàtica és la base per al desenvolupament de la civilització humana. De camí cap a aquesta posició, calia passar un camí curt però molt convuls. I durant molt de temps aquestes màquines es van anomenar no ordinadors, sinó ordinadors (ordinadors).
Classificació d'ordinadors
Segons la classificació general, els ordinadors es distribueixen al llarg de diverses generacions. Les propietats determinants a l'hora de classificar dispositius per a una generació concreta són les seves estructures i modificacions individuals, com ara requisits per a ordinadors electrònics com la velocitat, la mida de la memòria, els mètodes de control i els mètodes de processament de dades.
Per descomptatla distribució dels ordinadors serà, en tot cas, condicionada: hi ha un gran nombre de màquines que, segons alguns signes, es consideren models d'una generació i, segons d' altres, pertanyen a una de completament diferent.
Com a resultat, aquests dispositius es poden classificar com a etapes no coincidents de la formació de models de tipus informàtic electrònic.
En qualsevol cas, la millora dels ordinadors passa per una sèrie d'etapes. I la generació d'ordinadors de cada etapa té diferències significatives entre si pel que fa a bases elementals i tècniques, cert suport d'un tipus matemàtic concret.
La primera generació d'ordinadors
Màquines informàtiques de primera generació desenvolupades als primers anys de la postguerra. Es van crear ordinadors electrònics poc potents, basats en làmpades de tipus electrònic (igual que en tots els models de TV d'aquells anys). Fins a cert punt, aquesta va ser l'etapa de formació d'aquesta tècnica.
Els primers ordinadors es van considerar tipus experimentals de dispositius que es van formar per analitzar conceptes existents i nous (en diverses ciències i en algunes indústries complexes). El volum i la massa de les màquines informàtiques, que eren força grans, requerien sovint sales molt grans. Ara sembla un conte de fades d'anys llunyans i ni tan sols reals.
La introducció de dades a les màquines de la primera generació va ser pel mètode de càrrega de targetes perforades i la gestió del programa de les seqüències de funcions de resolució es va dur a terme, per exemple, a ENIAC, pel mètode d'introducció endolls i formes d'una esfera de composició.
Malgratal fet que aquest mètode de programació va necessitar molt de temps per preparar la unitat, per a connexions en els camps de composició de blocs de màquines, va proporcionar totes les oportunitats per demostrar les "habilitats" matemàtiques d'ENIAC i amb beneficis significatius. tenia diferències amb el mètode de la cinta perforada del programa, que és adequat per a màquines de tipus relé.
El principi de "pensar"
Els empleats que van treballar als primers ordinadors no van marxar, estaven constantment a prop de les màquines i supervisaven l'eficiència dels tubs de buit existents. Però tan bon punt va fallar almenys un llum, l'ENIAC es va aixecar a l'instant, tothom amb pressa va buscar el llum trencat.
El motiu principal (encara que sigui aproximat) per a la substitució molt freqüent de llums va ser el següent: la calefacció i la radiació de les làmpades atreien insectes, van volar al volum intern de l'aparell i "ajudaven" a crear un curt circuit elèctric. circuit. És a dir, la primera generació d'aquestes màquines era molt vulnerable a les influències externes.
Si ens imaginem que aquestes suposicions podrien ser certes, aleshores el concepte d'"errors" ("errors"), que significa errors i errors en els equips informàtics de programari i maquinari, té un significat completament diferent.
Bé, si els llums del cotxe estaven en bon funcionament, el personal de manteniment podria ajustar l'ENIAC per a una altra tasca reorganitzant manualment les connexions d'uns sis mil cables. Tots aquests contactes s'havien de canviar de nou quan va sorgir un tipus de tasca diferent.
Màquines en sèrie
El primer ordinador electrònic, que va començar a produir-se en sèrie, va ser UNIVAC. Es va convertir en el primer tipus d'ordinador digital electrònic polivalent. UNIVAC, que es remunta a 1946-1951, requeria un període de suma de 120 µs, multiplicacions totals de 1800 µs i divisions de 3600 µs.
Aquestes màquines necessitaven una gran superfície, molta electricitat i tenien un nombre important de làmpades electròniques.
En particular, l'ordinador electrònic soviètic "Strela" tenia 6400 d'aquestes làmpades i 60 mil còpies de díodes de tipus semiconductors. La velocitat d'aquesta generació d'ordinadors no superava les dues o tres mil operacions per segon, la mida de la memòria RAM no superava els dos Kb. Només la unitat M-2 (1958) va assolir la memòria RAM d'uns quatre KB i la velocitat de la màquina va arribar a les vint mil accions per segon.
ordinadors de segona generació
L'any 1948, diversos científics i inventors occidentals van obtenir el primer transistor que funcionava. Era un mecanisme de contacte puntual en el qual tres filferros metàl·lics prims estaven en contacte amb una tira de material policristalí. En conseqüència, la família d'ordinadors ja va millorar en aquells anys.
Els primers models d'ordinadors transistoritzats llançats es remunten a l'última meitat de la dècada de 1950, i cinc anys més tard van aparèixer formes externes d'ordinador digital amb funcions molt millorades.
Característiques de l'arquitectura
Un deEl principi important del transistor és que en una sola còpia podrà treballar per a 40 llums normals i, fins i tot, mantindrà una velocitat de funcionament més alta. La màquina emet una quantitat mínima de calor i gairebé no utilitzarà fonts elèctriques i energia. En aquest sentit, els requisits per als ordinadors electrònics personals han crescut.
Paral·lelament a la substitució gradual de làmpades convencionals de tipus elèctric per transistors eficients, s'ha incrementat la millora de la tècnica d'emmagatzematge de les dades disponibles. L'expansió de la memòria està en marxa i la cinta magnètica modificada, que es va utilitzar per primera vegada a la primera generació d'ordinadors UNIVAC, ha començat a millorar.
Cal tenir en compte que a mitjans dels anys seixanta del segle passat es va utilitzar el mètode d'emmagatzematge de dades en discs. Els avenços significatius en l'ús dels ordinadors van permetre obtenir una velocitat d'un milió d'operacions per segon! En particular, "Stretch" (Gran Bretanya), "Atles" (EUA) es poden comptar entre els ordinadors de transistors ordinaris de la segona generació d'ordinadors electrònics. En aquell moment, l'URSS també va produir models informàtics d' alta qualitat (en particular, BESM-6).
El llançament d'ordinadors basats en transistors va provocar una reducció del seu volum, pes, costos d'electricitat i el cost de les màquines, així com una millora de la fiabilitat i eficiència. Això va permetre augmentar el nombre d'usuaris i la llista de tasques a resoldre. Tenint en compte les característiques que van distingir la segona generació d'ordinadors,els desenvolupadors d'aquestes màquines van començar a construir formes algorítmiques de llenguatges per a càlculs d'enginyeria (en particular, ALGOL, FORTRAN) i econòmics (en particular, COBOL).
Els requisits higiènics dels ordinadors electrònics també augmenten. Als anys cinquanta hi va haver un altre avenç, però encara estava lluny del nivell modern.
Importància del sistema operatiu
Però fins i tot en aquell moment, la tasca principal de la tecnologia informàtica era reduir els recursos: el temps de treball i la memòria. Per resoldre aquest problema, van començar a dissenyar prototips dels sistemes operatius actuals.
Els tipus dels primers sistemes operatius (SO) van permetre millorar l'automatització del treball dels usuaris d'ordinadors, que anava dirigit a realitzar determinades tasques: introduir dades del programa a la màquina, trucar als traductors necessaris, trucar les subrutines de biblioteca modernes necessàries per al programa, etc.
Per tant, a més del programa i informació diversa, en els ordinadors de segona generació calia deixar també una instrucció especial, on s'indicaven els passos del processament i una llista de dades sobre el programa i els seus desenvolupadors. Després d'això, un cert nombre de tasques per als operadors (conjunts amb tasques) es van començar a introduir a les màquines en paral·lel, en aquestes formes de sistemes operatius era necessari dividir els tipus de recursos informàtics entre determinades formes de tasques: un mètode de multiprogramació de va aparèixer treballant per estudiar dades.
Tercera generació
A causa del desenvolupamentLa tecnologia de creació de circuits integrats (CI) dels ordinadors va aconseguir una acceleració de la velocitat i el grau de fiabilitat dels circuits semiconductors existents, així com una altra reducció de les seves dimensions, la quantitat de potència utilitzada i el preu..
Ara es van començar a fer formes integrades de microcircuits a partir d'un conjunt fix de peces de tipus electrònic, que es subministraven en hòsties de silici allargades rectangulars i que tenien una longitud d'un costat no superior a 1 cm. Aquest tipus d'hòsties (cristalls) es col·loca en una caixa de plàstic de petits volums, les dimensions només es poden calcular mitjançant la selecció de l'anomenat. "cames".
A causa d'aquests motius, el ritme de desenvolupament dels ordinadors va començar a augmentar ràpidament. Això va permetre no només millorar la qualitat del treball i reduir el cost d'aquestes màquines, sinó també formar dispositius d'un tipus de massa petit, senzill, econòmic i fiable: un miniordinador. Aquestes màquines es van dissenyar originalment per resoldre problemes altament tècnics en diversos exercicis i tècniques.
El moment destacat d'aquells anys es va considerar la possibilitat d'unificar les màquines. La tercera generació d'ordinadors es crea tenint en compte models individuals compatibles de diferents tipus. Totes les altres acceleracions en el desenvolupament de programari matemàtic i diversos contribueixen a la formació de programes per lots per a la resolució de problemes estàndard d'un llenguatge de programació orientat a problemes. Aleshores, per primera vegada, apareixen paquets de programari, formes de sistemes operatius en què es desenvolupa la tercera generació d'ordinadors.
Quarta generació
Millora activa dels dispositius electrònics dels ordinadorsva contribuir a l'aparició de grans circuits integrats (LSI), on cada cristall contenia milers de peces de tipus elèctric. Gràcies a això, es van començar a produir les properes generacions d'ordinadors, la base elemental de les quals va rebre una quantitat més gran de memòria i cicles reduïts per a la implementació d'ordres: l'ús de bytes de memòria en una operació de màquina va començar a disminuir significativament. Però, com que els costos de programació amb prou feines han disminuït, les tasques de reduir recursos de tipus purament humà, i no de tipus màquina, com abans, han passat a primer pla.
Es van produir sistemes operatius dels següents tipus, que van permetre als operadors millorar els seus programes directament darrere de les pantalles de l'ordinador, això va simplificar la feina dels usuaris, com a conseqüència de la qual cosa van aparèixer aviat els primers desenvolupaments d'una nova base de programari. Aquest mètode contradiu absolutament la teoria de les etapes inicials del desenvolupament de la informació, que utilitzava ordinadors de primera generació. Ara els ordinadors es van començar a utilitzar no només per registrar grans quantitats d'informació, sinó també per a l'automatització i la mecanització de diversos camps d'activitat.
Canvis a principis dels setanta
L'any 1971 es va estrenar un gran circuit integrat d'ordinadors, on es trobava tot el processador d'un ordinador d'arquitectures convencionals. Ara s'ha fet possible organitzar en un gran circuit integrat gairebé tots els circuits de tipus electrònic que no eren complexos en una arquitectura d'ordinador típica. Així, les possibilitats de producció en massa de dispositius convencionals per a petitspreus. Aquesta va ser la nova, quarta generació d'ordinadors.
Des d'aleshores, s'han produït molts circuits de control i barats (utilitzats en ordinadors amb teclat compactes) que encaixen en una o diverses plaques de circuits integrats grans amb processadors, RAM suficient i una estructura de connexions amb tipus executiu. sensors en mecanismes de control.
Programes que treballaven amb la regulació de la gasolina en motors d'automòbils, amb la transferència de certa informació electrònica o amb modes de rentat fixos, es van introduir a la memòria de l'ordinador o utilitzant diversos tipus de controladors, o directament a les empreses.
La dècada dels setanta va veure l'inici de la producció de sistemes informàtics universals que combinaven un processador, una gran quantitat de memòria, circuits de diverses interfícies amb un mecanisme d'entrada-sortida situat en un gran circuit integrat comú (l'anomenat ordinadors d'un sol xip) o, en altres versions, grans circuits integrats situats en una placa de circuit imprès comú. Com a resultat, quan es va generalitzar la quarta generació d'ordinadors, va començar una repetició de la situació que s'havia desenvolupat als anys seixanta, quan els miniordinadors modestos realitzaven part del treball en grans ordinadors mainframe.
Propietats de l'ordinador de quarta generació
Els ordinadors electrònics de quarta generació eren complexos i tenien capacitats ramificades:
- mode multiprocessador normal;
- programes de tipus paral·lel-seqüencial;
- tipus d' alt nivell de llenguatges informàtics;
- emergènciaprimeres xarxes informàtiques.
El desenvolupament de les capacitats tècniques d'aquests dispositius va estar marcat per les disposicions següents:
- Retard del senyal típic de 0,7 ns/v.
- El tipus de memòria principal és un semiconductor típic. El període de generació d'informació a partir d'aquest tipus de memòria és de 100 a 150 ns. Memòria: 1012-1013 caràcters.
Ús de la implementació de maquinari de sistemes operatius
S'han començat a utilitzar sistemes modulars per a eines de tipus programari.
El primer ordinador electrònic personal es va crear a la primavera de 1976. Basant-se en els controladors integrats de 8 bits d'un circuit de jocs electrònics convencionals, els científics van produir una màquina de jocs d'Apple programada amb BASIC convencional, que va guanyar gran popularitat. A principis de 1977, va aparèixer Apple Comp., i va començar la producció dels primers ordinadors personals Apple a la Terra. L'historial d'aquest nivell d'ordinador destaca aquest esdeveniment com el més important.
Avui, Apple fabrica ordinadors personals Macintosh, que en molts aspectes superen els models de PC IBM. Els nous models d'Apple es distingeixen no només per una qualitat excepcional, sinó també per les capacitats àmplies (segons els estàndards moderns). També s'ha desenvolupat un sistema operatiu especial per a ordinadors d'Apple, que té en compte totes les seves característiques excepcionals.
La cinquena generació d'ordinadors
Als anys vuitanta el procés de desenvolupament dels ordinadors (generacions d'ordinadors) entra en una nova etapa: les màquines de cinquena generació. L'aparició d'aquests dispositiusrelacionat amb el desenvolupament de microprocessadors. Des del punt de vista de les construccions de sistemes, la descentralització absoluta del treball és característica, i tenint en compte el programari i les bases matemàtiques, el moviment al nivell de treball en l'estructura del programa és característic. L'organització del treball dels ordinadors electrònics està creixent.
L'eficiència de la cinquena generació d'ordinadors és de cent vuit a cent nou operacions per segon. Aquest tipus de màquina es caracteritza per un sistema multiprocessador, que es basa en microprocessadors de tipus debilitat, que s'utilitzen immediatament en plural. Ara hi ha tipus de màquines d'informàtica electrònica destinades a tipus de llenguatges informàtics d' alt nivell.
