Nas últimas décadas, a humanidade entrou na era do computador. Computadores inteligentes e poderosos, baseados nos princípios das operações matemáticas, trabalham com informações, gerenciam as atividades de máquinas individuais e fábricas inteiras, controlam a qualidade dos produtos e vários produtos. Em nosso tempo, a tecnologia do computador é a base para o desenvolvimento da civilização humana. No caminho para esta posição, um caminho curto, mas muito turbulento, teve que ser percorrido. E por muito tempo essas máquinas foram chamadas não de computadores, mas de computadores (computadores).
Classificação de computadores
De acordo com a classificação geral, os computadores são distribuídos por várias gerações. As propriedades determinantes na classificação de dispositivos para uma geração específica são suas estruturas e modificações individuais, tais como requisitos para computadores eletrônicos como velocidade, tamanho de memória, métodos de controle e métodos de processamento de dados.
Claroa distribuição de computadores será, em qualquer caso, condicional - há um grande número de máquinas que, segundo alguns sinais, são considerados modelos de uma geração e, segundo outros, pertencem a uma completamente diferente.
Como resultado, esses dispositivos podem ser classificados como estágios não coincidentes da formação de modelos do tipo computação eletrônica.
De qualquer forma, o aperfeiçoamento dos computadores passa por uma série de etapas. E a geração de computadores de cada estágio possui diferenças significativas entre si em termos de bases elementares e técnicas, certos suportes de um determinado tipo matemático.
A primeira geração de computadores
Máquinas de computação da Geração 1 desenvolvidas nos primeiros anos do pós-guerra. Foram criados computadores eletrônicos não muito potentes, baseados em lâmpadas do tipo eletrônico (o mesmo que em todos os modelos de TV daqueles anos). Até certo ponto, este foi o estágio de formação de tal técnica.
Os primeiros computadores foram considerados tipos experimentais de dispositivos que foram formados para analisar conceitos existentes e novos (em várias ciências e em algumas indústrias complexas). O volume e a massa das máquinas de computador, que eram bastante grandes, muitas vezes exigiam salas muito grandes. Agora parece um conto de fadas de anos distantes e nem mesmo reais.
A introdução de dados nas máquinas da primeira geração passou pelo método de carregamento de cartões perfurados, e o gerenciamento do programa das sequências de funções de resolução foi realizado, por exemplo, no ENIAC - pelo método de entrada plugues e formas de uma esfera tipográfica.
Apesarao fato de que tal método de programação levou muito tempo para preparar a unidade, para conexões nos campos de composição de blocos de máquina, forneceu todas as oportunidades para demonstrar as "habilidades" matemáticas do ENIAC e com benefícios significativos tinha diferenças do método de fita perfurada do programa, que é adequado para máquinas do tipo relé.
O princípio do "pensar"
Os funcionários que trabalharam nos primeiros computadores não saíam, ficavam constantemente perto das máquinas e monitoravam a eficiência dos tubos de vácuo existentes. Mas assim que pelo menos uma lâmpada falhou, o ENIAC se levantou instantaneamente, todos com pressa procuraram pela lâmpada quebrada.
A principal razão (embora aproximada) para a substituição muito frequente das lâmpadas foi a seguinte: o aquecimento e a radiância das lâmpadas atraíam insetos, voavam para o volume interno do aparelho e “ajudavam” a criar um curto o circuito. Ou seja, a primeira geração dessas máquinas era muito vulnerável a influências externas.
Se imaginarmos que essas suposições podem ser verdadeiras, então o conceito de "bugs" ("bugs"), que significa erros e erros em equipamentos de software e hardware de computador, tem um significado completamente diferente.
Bem, se as lâmpadas do carro estivessem funcionando, o pessoal de manutenção poderia ajustar o ENIAC para outra tarefa reorganizando manualmente as conexões de cerca de seis mil fios. Todos esses contatos tiveram que ser trocados novamente quando surgia um tipo diferente de tarefa.
Máquinas seriais
O primeiro computador eletrônico, que começou a ser produzido em massa, foi o UNIVAC. Tornou-se o primeiro tipo de computador digital eletrônico multifuncional. O UNIVAC, que data de 1946-1951, exigia um período de adição de 120 µs, multiplicações totais de 1800 µs e divisões de 3600 µs.
Tais máquinas exigiam uma grande área, muita eletricidade e possuíam um número significativo de lâmpadas eletrônicas.
Em particular, o computador eletrônico soviético "Strela" tinha 6400 dessas lâmpadas e 60 mil cópias de diodos do tipo semicondutor. A velocidade desta geração de computadores não era superior a duas ou três mil operações por segundo, o tamanho da RAM não era superior a dois Kb. Apenas a unidade M-2 (1958) atingiu a RAM de cerca de quatro KB, e a velocidade da máquina atingiu vinte mil ações por segundo.
computadores de segunda geração
Em 1948, o primeiro transistor em funcionamento foi obtido por vários cientistas e inventores ocidentais. Era um mecanismo de ponto de contato no qual três finos fios de metal estavam em contato com uma tira de material policristalino. Consequentemente, a família de computadores melhorou já naqueles anos.
Os primeiros modelos de computadores transistorizados lançados datam da última metade da década de 1950, e cinco anos depois surgiram formas externas do computador digital com funções bastante aprimoradas.
Recursos de Arquitetura
Um dosO princípio importante do transistor é que, em uma única cópia, ele poderá fazer algum trabalho para 40 lâmpadas comuns e, mesmo assim, manterá uma velocidade de operação mais alta. A máquina emite uma quantidade mínima de calor e quase não usa fontes elétricas e energia. Nesse sentido, os requisitos para computadores eletrônicos pessoais cresceram.
Em paralelo com a substituição gradativa das lâmpadas convencionais do tipo elétrico por transistores eficientes, houve um aumento no aprimoramento da técnica de armazenamento de dados disponíveis. A expansão da memória está em andamento e a fita magnética modificada, que foi usada pela primeira vez na primeira geração de computadores UNIVAC, começou a melhorar.
Deve-se notar que em meados dos anos sessenta do século passado, o método de armazenamento de dados em discos foi usado. Avanços significativos no uso de computadores permitiram obter uma velocidade de um milhão de operações por segundo! Em particular, "Stretch" (Grã-Bretanha), "Atlas" (EUA) pode ser contado entre os computadores transistorizados comuns da segunda geração de computadores eletrônicos. Naquela época, a URSS também produzia modelos de computador de alta qualidade (em particular, BESM-6).
O lançamento de computadores baseados em transistores provocou uma redução em seu volume, peso, custos de eletricidade e custo de máquinas, além de maior confiabilidade e eficiência. Isso possibilitou aumentar o número de usuários e a lista de tarefas a serem resolvidas. Tendo em conta as características que distinguiram a segunda geração de computadores,os desenvolvedores de tais máquinas começaram a construir formas algorítmicas de linguagens para tipos de cálculos de engenharia (em particular, ALGOL, FORTRAN) e econômicos (em particular, COBOL).
Os requisitos de higiene para computadores eletrônicos também estão aumentando. Nos anos cinquenta houve outro avanço, mas ainda estava longe do nível moderno.
Importância do SO
Mas mesmo naquela época, a principal tarefa da tecnologia de computador era reduzir recursos - tempo de trabalho e memória. Para resolver esse problema, eles começaram a projetar protótipos dos sistemas operacionais atuais.
Os tipos dos primeiros sistemas operacionais (SO) permitiram melhorar a automação do trabalho dos usuários de computador, que visava realizar determinadas tarefas: inserir dados do programa na máquina, chamar os tradutores necessários, chamar as sub-rotinas da biblioteca moderna necessárias para o programa, etc.
Portanto, além do programa e informações diversas, nos computadores de segunda geração era necessário deixar também uma instrução especial, onde eram indicadas as etapas de processamento e uma lista de dados sobre o programa e seus desenvolvedores. Depois disso, um certo número de tarefas para operadores (conjuntos com tarefas) começou a ser introduzido em máquinas em paralelo, nessas formas de sistemas operacionais era necessário dividir os tipos de recursos do computador entre certas formas de tarefas - um método de multiprogramação de apareceu trabalhando para estudar dados.
Terceira Geração
Devido ao desenvolvimentoA tecnologia de criação de circuitos integrados (CIs) de computadores conseguiu obter uma aceleração da velocidade e grau de confiabilidade dos circuitos semicondutores existentes, além de outra redução em suas dimensões, na quantidade de energia utilizada e no preço.
Formas integradas de microcircuitos agora começaram a ser feitas a partir de um conjunto fixo de peças do tipo eletrônico, que eram fornecidas em wafers retangulares de silício alongados e tinham um comprimento de um lado não superior a 1 cm. Esse tipo de wafer (cristais) é colocado em uma caixa de plástico de pequenos volumes, as dimensões nele só podem ser calculadas usando a seleção dos chamados. "pernas".
Por essas razões, o ritmo de desenvolvimento dos computadores começou a aumentar rapidamente. Isso tornou possível não apenas melhorar a qualidade do trabalho e reduzir o custo de tais máquinas, mas também formar dispositivos de um tipo de massa pequeno, simples, barato e confiável - um minicomputador. Essas máquinas foram originalmente projetadas para resolver problemas altamente técnicos em vários exercícios e técnicas.
O momento principal naqueles anos foi considerado a possibilidade de unificação das máquinas. A terceira geração de computadores é criada levando em consideração modelos individuais compatíveis de diferentes tipos. Todas as outras acelerações no desenvolvimento de softwares matemáticos e diversos contribuem para a formação de programas em lote para a solubilidade de problemas padrão de uma linguagem de programação orientada a problemas. Então, pela primeira vez, aparecem pacotes de software - formas de sistemas operacionais nos quais a terceira geração de computadores se desenvolve.
Quarta Geração
Melhoria ativa de dispositivos eletrônicos de computadorescontribuíram para o surgimento de grandes circuitos integrados (LSI), onde cada cristal continha vários milhares de peças do tipo elétrico. Graças a isso, as próximas gerações de computadores começaram a ser produzidas, cuja base elementar recebeu uma quantidade maior de memória e ciclos reduzidos para a implementação de comandos: o uso de bytes de memória em uma operação de máquina começou a diminuir significativamente. Mas, como os custos de programação quase não diminuíram, as tarefas de redução de recursos do tipo puramente humano, e não do tipo máquina, como antes, vieram à tona.
Foram produzidos sistemas operativos dos seguintes tipos, que permitiram aos operadores melhorar os seus programas directamente por trás dos ecrãs dos computadores, o que simplificou o trabalho dos utilizadores, pelo que surgiram rapidamente os primeiros desenvolvimentos de uma nova base de software. Esse método contrariava absolutamente a teoria dos estágios iniciais do desenvolvimento da informação, que usava computadores de primeira geração. Agora os computadores passaram a ser usados não apenas para registrar grandes quantidades de informações, mas também para automação e mecanização de diversos campos de atividade.
Mudanças no início dos anos setenta
Em 1971, foi lançado um grande circuito integrado de computadores, onde se localizava todo o processador de um computador de arquiteturas convencionais. Agora tornou-se possível organizar em um grande circuito integrado quase todos os circuitos do tipo eletrônico que não eram complexos em uma arquitetura de computador típica. Assim, as possibilidades de produção em massa de dispositivos convencionais para pequenospreços. Esta foi a nova quarta geração de computadores.
Desde então, muitos circuitos de controle e de baixo custo (usados em teclados compactos) e circuitos de controle foram produzidos que cabem em uma ou várias grandes placas de circuito integrado com processadores, RAM suficiente e uma estrutura de conexões com tipo executivo sensores em mecanismos de controle.
Programas que trabalhavam com a regulação da gasolina em motores de automóveis, com a transferência de determinadas informações eletrônicas ou com modos fixos de lavagem, foram introduzidos na memória do computador ou usando vários tipos de controladores, ou diretamente nas empresas.
A década de setenta viu o início da produção de sistemas de computação universal que combinavam um processador, uma grande quantidade de memória, circuitos de várias interfaces com um mecanismo de entrada-saída localizado em um grande circuito integrado comum (o chamado computadores de chip único) ou, em outras versões, grandes circuitos integrados localizados em uma placa de circuito impresso comum. Como resultado, quando a quarta geração de computadores se difundiu, iniciou-se uma repetição da situação que havia se desenvolvido nos anos sessenta, quando modestos minicomputadores realizavam parte do trabalho em grandes computadores mainframe.
Propriedades do computador de quarta geração
Os computadores eletrônicos de quarta geração eram complexos e tinham capacidades ramificadas:
- modo multiprocessador normal;
- programas do tipo sequencial-paralelo;
- tipos de linguagens de computador de alto nível;
- emergênciaprimeiras redes de computadores.
O desenvolvimento das capacidades técnicas destes dispositivos foi marcado pelas seguintes disposições:
- Atraso de sinal típico de 0,7 ns/v.
- O tipo principal de memória é um semicondutor típico. O período de geração de informações desse tipo de memória é de 100 a 150 ns. Memória - 1012-1013 caracteres.
Usando implementação de hardware de sistemas operacionais
Os sistemas modulares começaram a ser usados para ferramentas do tipo software.
O primeiro computador eletrônico pessoal foi criado na primavera de 1976. Com base nos controladores integrados de 8 bits de um circuito de jogo eletrônico convencional, os cientistas produziram uma máquina de jogo convencional da Apple programada em BASIC, que ganhou grande popularidade. No início de 1977, a Apple Comp. apareceu, e começou a produção dos primeiros computadores pessoais da Apple na Terra. A história deste nível de computador destaca este evento como o mais importante.
Hoje, a Apple fabrica computadores pessoais Macintosh, que em muitos aspectos superam os modelos IBM PC. Os novos modelos da Apple se distinguem não apenas pela qualidade excepcional, mas também pelos amplos recursos (pelos padrões modernos). Também foi desenvolvido um sistema operacional especial para computadores da Apple, que leva em conta todas as suas características excepcionais.
A quinta geração de computadores
Na década de oitenta o processo de desenvolvimento de computadores (gerações de computadores) entra em uma nova etapa - máquinas de quinta geração. A aparência desses dispositivosassociados ao desenvolvimento de microprocessadores. Do ponto de vista das construções do sistema, a descentralização absoluta do trabalho é característica, e considerando o software e as bases matemáticas, o movimento para o nível de trabalho na estrutura do programa é característico. A organização do trabalho dos computadores eletrônicos está crescendo.
A eficiência da quinta geração de computadores é de cento e oito a cento e nove operações por segundo. Este tipo de máquina é caracterizado por um sistema multiprocessador, que se baseia em microprocessadores de tipos enfraquecidos, que são usados imediatamente no plural. Agora, existem tipos de máquinas de computação eletrônica que se destinam a tipos de linguagens de computador de alto nível.
