I de siste tiårene har menneskeheten gått inn i dataalderen. Smarte og kraftige datamaskiner, basert på prinsippene for matematiske operasjoner, jobber med informasjon, administrerer aktivitetene til individuelle maskiner og hele fabrikker, kontrollerer kvaliteten på produkter og ulike produkter. I vår tid er datateknologi grunnlaget for utviklingen av menneskelig sivilisasjon. På vei til denne posisjonen måtte en kort, men svært turbulent sti passeres. Og i lang tid ble disse maskinene ikke k alt datamaskiner, men datamaskiner (datamaskiner).
Datamaskinklassifisering
I følge den generelle klassifiseringen er datamaskiner fordelt over flere generasjoner. De avgjørende egenskapene ved klassifisering av enheter til en bestemt generasjon er deres individuelle strukturer og modifikasjoner, slike krav til elektroniske datamaskiner som hastighet, minnestørrelse, kontrollmetoder og databehandlingsmetoder.
Selvfølgeligdistribusjonen av datamaskiner vil uansett være betinget - det er et stort antall maskiner som ifølge noen tegn regnes som modeller av én generasjon, og ifølge andre tilhører en helt annen.
Som et resultat kan disse enhetene klassifiseres som ikke-sammenfallende stadier i dannelsen av modeller av en elektronisk databehandlingstype.
I alle fall går forbedringen av datamaskiner gjennom en rekke stadier. Og genereringen av datamaskiner for hvert trinn har betydelige forskjeller fra hverandre når det gjelder elementære og tekniske baser, viss støtte av en bestemt matematisk type.
Den første generasjonen datamaskiner
Generasjon 1 datamaskiner utviklet i de tidlige etterkrigsårene. Ikke veldig kraftige elektroniske datamaskiner ble laget, basert på elektroniske lamper (det samme som i alle TV-modeller fra disse årene). Til en viss grad var dette stadiet for dannelsen av en slik teknikk.
De første datamaskinene ble ansett som eksperimentelle typer enheter som ble dannet for å analysere eksisterende og nye konsepter (i ulike vitenskaper og i noen komplekse bransjer). Volumet og massen av datamaskiner, som var ganske store, krevde ofte veldig store rom. Nå virker det som et eventyr om lenge borte og ikke engang helt ekte år.
Introduksjonen av data i maskinene til den første generasjonen gikk etter metoden for å laste inn hullkort, og programstyringen av sekvensene av løsningsfunksjoner ble utført, for eksempel i ENIAC - ved inntastingsmetoden plugger og former for en settekule.
Til trosstil det faktum at en slik programmeringsmetode tok mye tid for å forberede enheten, for tilkoblinger på typesettingsfeltene til maskinblokker, ga den alle muligheter til å demonstrere de matematiske "evnene" til ENIAC, og med betydelige fordeler hadde forskjeller fra metoden med programstanset tape, som er egnet for maskiner av relétype.
Prinsippet om å "tenke"
Ansatte som jobbet på de første datamaskinene dro ikke, de var hele tiden i nærheten av maskinene og overvåket effektiviteten til de eksisterende vakuumrørene. Men så snart minst én lampe sviktet, reiste ENIAC seg øyeblikkelig, alle i en hast lette etter den ødelagte lampen.
Den viktigste årsaken (riktignok omtrentlig) for den svært hyppige utskiftingen av lamper var følgende: oppvarmingen og utstrålingen til lampene tiltrakk seg insekter, de fløy inn i det indre volumet av apparatet og "bidro til" å skape en kort elektrisk strøm. krets. Det vil si at den første generasjonen av disse maskinene var svært sårbare for ytre påvirkninger.
Hvis vi forestiller oss at disse antakelsene kan være sanne, så har begrepet "bugs" ("bugs"), som betyr feil og tabber i programvare- og maskinvaredatautstyr, en helt annen betydning.
Vel, hvis bilens lamper fungerte, kunne vedlikeholdspersonell stille inn ENIAC-en for en annen oppgave ved å manuelt omorganisere tilkoblingene til rundt seks tusen ledninger. Alle disse kontaktene måtte byttes på nytt når en annen type oppgave dukket opp.
Serielle maskiner
Den første elektroniske datamaskinen, som begynte å bli masseprodusert, var UNIVAC. Det ble den første typen multi-purpose elektronisk digital datamaskin. UNIVAC, som dateres tilbake til 1946-1951, krevde en tilleggsperiode på 120 µs, totale multiplikasjoner på 1800 µs og divisjoner på 3600 µs.
Slike maskiner krevde et stort område, mye strøm og hadde et betydelig antall elektroniske lamper.
Spesielt den sovjetiske elektroniske datamaskinen "Strela" hadde 6400 av disse lampene og 60 tusen kopier av halvlederdioder. Hastigheten til denne generasjonen av datamaskiner var ikke høyere enn to eller tre tusen operasjoner per sekund, størrelsen på RAM var ikke mer enn to Kb. Bare M-2-enheten (1958) nådde RAM-en på rundt fire KB, og hastigheten til maskinen nådde tjue tusen handlinger per sekund.
andregenerasjons datamaskiner
I 1948 ble den første fungerende transistoren anskaffet av flere vestlige forskere og oppfinnere. Det var en punktkontaktmekanisme der tre tynne metalltråder var i kontakt med en stripe av polykrystallinsk materiale. Følgelig forbedret familien av datamaskiner seg allerede i disse årene.
De første modellene av transistoriserte datamaskiner som ble utgitt dateres tilbake til siste halvdel av 1950-tallet, og fem år senere dukket eksterne former for den digitale datamaskinen opp med sterkt forbedrede funksjoner.
Arkitekturfunksjoner
En avDet viktige prinsippet til transistoren er at i en enkelt kopi vil den kunne gjøre noe arbeid for 40 vanlige lamper, og selv da vil den opprettholde en høyere driftshastighet. Maskinen avgir minim alt med varme, og vil nesten ikke bruke elektriske kilder og energi. I denne forbindelse har kravene til personlige elektroniske datamaskiner økt.
Samtidig med den gradvise utskiftingen av konvensjonelle lamper av elektrisk type med effektive transistorer, har det vært en økning i forbedringen av teknikken for lagring av tilgjengelige data. Minneutvidelse er i gang, og magnetisk modifisert tape, som først ble brukt i den første generasjonen UNIVAC-datamaskiner, har begynt å bli bedre.
Det skal bemerkes at på midten av sekstitallet av forrige århundre ble metoden for å lagre data på disker brukt. Betydelige fremskritt i bruken av datamaskiner gjorde det mulig å oppnå en hastighet på en million operasjoner per sekund! Spesielt kan "Stretch" (Storbritannia), "Atlas" (USA) regnes blant vanlige transistordatamaskiner av andre generasjons elektroniske datamaskiner. På den tiden produserte Sovjetunionen også datamaskinmodeller av høy kvalitet (spesielt BESM-6).
Utgivelsen av datamaskiner basert på transistorer førte til en reduksjon i volum, vekt, strømkostnader og kostnadene for maskiner, samt forbedret pålitelighet og effektivitet. Dette gjorde det mulig å øke antall brukere og listen over oppgaver som skulle løses. Med tanke på funksjonene som kjennetegnet andre generasjon datamaskiner,utviklerne av slike maskiner begynte å konstruere algoritmiske former for språk for ingeniør (spesielt ALGOL, FORTRAN) og økonomiske (spesielt COBOL) typer beregninger.
Hygieniske krav til elektroniske datamaskiner øker også. På femtitallet kom det et nytt gjennombrudd, men likevel var det langt unna det moderne nivået.
Betydningen av OS
Men selv på den tiden var datateknologiens ledende oppgave å redusere ressurser – arbeidstid og minne. For å løse dette problemet begynte de deretter å designe prototyper av gjeldende operativsystemer.
Typene til de første operativsystemene (OS) gjorde det mulig å forbedre automatiseringen av arbeidet til databrukere, som var rettet mot å utføre visse oppgaver: legge inn programdata i maskinen, ringe de nødvendige oversetterne, ringe de moderne bibliotekunderrutinene som er nødvendige for programmet, osv.
Derfor, i tillegg til programmet og diverse informasjon, i andre generasjons datamaskiner var det nødvendig å legge igjen en spesiell instruksjon, der behandlingstrinn og en liste over data om programmet og dets utviklere ble indikert. Etter det begynte et visst antall oppgaver for operatører (sett med oppgaver) å bli introdusert i maskiner parallelt, i disse formene for operativsystemer var det nødvendig å dele typene dataressurser mellom visse former for oppgaver - en multiprogrammeringsmetode for arbeider for å studere data dukket opp.
tredje generasjon
På grunn av utviklingTeknologien for å lage integrerte kretser (ICer) for datamaskiner klarte å oppnå en akselerasjon av hastigheten og graden av pålitelighet til eksisterende halvlederkretser, samt en annen reduksjon i deres dimensjoner, mengden strøm som brukes og prisen.
Integrerte former for mikrokretser begynte nå å bli laget av et fast sett med elektroniske deler, som ble levert i rektangulære langstrakte silisiumskiver, og hadde en lengde på den ene siden ikke mer enn 1 cm. Denne typen wafer (krystaller) er plassert i et plasthus med små volumer, dimensjoner i det kan bare beregnes ved å velge den såk alte. "ben".
På grunn av disse årsakene begynte utviklingstakten for datamaskiner å øke raskt. Dette gjorde det mulig ikke bare å forbedre kvaliteten på arbeidet og redusere kostnadene for slike maskiner, men også å danne enheter av en liten, enkel, rimelig og pålitelig massetype - en minidatamaskin. Disse maskinene ble opprinnelig designet for å løse svært tekniske problemer i ulike øvelser og teknikker.
Det ledende øyeblikket i disse årene ble ansett som muligheten for å forene maskiner. Den tredje generasjonen datamaskiner er laget under hensyntagen til kompatible individuelle modeller av forskjellige typer. Alle andre akselerasjoner i utviklingen av matematisk og forskjellig programvare bidrar til dannelsen av batch-programmer for løsbarheten av standardproblemer i et problemorientert programmeringsspråk. Da dukker det for første gang opp programvarepakker – former for operativsystemer som tredje generasjon datamaskiner utvikler seg på.
fjerde generasjon
Aktiv forbedring av elektroniske enheter på datamaskinerbidro til fremveksten av store integrerte kretser (LSI), der hver krystall inneholdt flere tusen deler av elektrisk type. Takket være dette begynte de neste generasjonene av datamaskiner å bli produsert, hvis elementære grunnlag fikk en større mengde minne og reduserte sykluser for implementering av kommandoer: bruken av minnebyte i én maskinoperasjon begynte å avta betydelig. Men siden programmeringskostnadene knapt har gått ned, har oppgavene med å redusere ressurser av en rent menneskelig type, og ikke av en maskintype, som før, kommet i forgrunnen.
Operativsystemer av de neste typene ble produsert, som gjorde det mulig for operatører å forbedre programmene sine rett bak dataskjermene, dette forenklet brukernes arbeid, som et resultat av at de første utviklingene av en ny programvarebase dukket opp snart. Denne metoden var absolutt i strid med teorien om de innledende stadiene av informasjonsutvikling, som brukte datamaskiner av den første generasjonen. Nå begynte datamaskiner å bli brukt ikke bare til å registrere store mengder informasjon, men også til automatisering og mekanisering av ulike aktivitetsfelt.
Endringer tidlig på syttitallet
I 1971 ble en stor integrert krets av datamaskiner utgitt, hvor hele prosessoren til en datamaskin med konvensjonelle arkitekturer var plassert. Det har nå blitt mulig å ordne i en stor integrert krets nesten alle elektroniske kretser som ikke var komplekse i en typisk datamaskinarkitektur. Dermed mulighetene for masseproduksjon av konvensjonelle enheter for småpriser. Dette var den nye, fjerde generasjonen datamaskiner.
Siden den gang har det blitt produsert mye rimelige (brukt i kompakte tastaturdatamaskiner) og kontrollkretser som passer på ett eller flere store integrerte kretskort med prosessorer, tilstrekkelig RAM og en struktur av forbindelser med executive-type sensorer i kontrollmekanismer.
Programmer som fungerte med regulering av bensin i bilmotorer, med overføring av viss elektronisk informasjon eller med faste vaskemoduser, ble introdusert i dataminnet eller ved bruk av ulike typer kontroller, eller direkte hos bedrifter.
Syttitallet så begynnelsen på produksjonen av universelle datasystemer som kombinerte en prosessor, en stor mengde minne, kretser med ulike grensesnitt med en input-output-mekanisme plassert i en felles stor integrert krets (den s.k. enkeltbrikke datamaskiner) eller, i andre versjoner, store integrerte kretser plassert på et felles kretskort. Som et resultat, da fjerde generasjon datamaskiner ble utbredt, begynte en repetisjon av situasjonen som hadde utviklet seg på sekstitallet, da beskjedne minidatamaskiner utførte en del av arbeidet i store stordatamaskiner.
Fjerdegenerasjons datamaskinegenskaper
Fjerde generasjons elektroniske datamaskiner var komplekse og hadde forgrenede muligheter:
- normal multiprosessormodus;
- programmer av parallell-sekvensiell type;
- typer av dataspråk på høyt nivå;
- emergenceførste datanettverk.
Utviklingen av de tekniske egenskapene til disse enhetene ble preget av følgende bestemmelser:
- Typisk signalforsinkelse med 0,7 ns/v.
- Den ledende minnetypen er en typisk halvleder. Perioden for å generere informasjon fra denne typen minne er 100–150 ns. Minne – 1012–1013 tegn.
Bruker maskinvareimplementering av operativsystemer
Modulære systemer har begynt å bli brukt for programvarelignende verktøy.
Den første personlige elektroniske datamaskinen ble laget våren 1976. Basert på de integrerte 8-bits kontrollerene i en konvensjonell elektronisk spillkrets, produserte forskere en konvensjonell BASIC-programmert Apple-spillmaskin, som fikk stor popularitet. Tidlig i 1977 dukket Apple Comp., og produksjonen av de første Apple personlige datamaskinene på jorden begynte. Historien til dette datamaskinnivået fremhever denne hendelsen som den viktigste.
I dag produserer Apple Macintosh personlige datamaskiner, som på mange måter overgår IBM PC-modeller. Apples nye modeller kjennetegnes ikke bare av eksepsjonell kvalitet, men også av omfattende (etter moderne standarder) muligheter. Det er også utviklet et spesielt operativsystem for datamaskiner fra Apple, som tar hensyn til alle deres eksepsjonelle funksjoner.
Femte generasjon datamaskiner
På åttitallet går prosessen med utvikling av datamaskiner (datagenerasjoner) inn i et nytt stadium - femte generasjons maskiner. Utseendet til disse enheteneknyttet til utviklingen av mikroprosessorer. Fra et synspunkt av systemkonstruksjoner er absolutt desentralisering av arbeidet karakteristisk, og med tanke på programvare og matematiske grunnlag er bevegelse til arbeidsnivået i programstrukturen karakteristisk. Organiseringen av arbeidet med elektroniske datamaskiner vokser.
Effektiviteten til den femte generasjonen datamaskiner er hundreåtte til hundreogni operasjoner per sekund. Denne typen maskin er preget av et multiprosessorsystem, som er basert på mikroprosessorer av svekkede typer, som brukes umiddelbart i flertall. Nå er det elektroniske databehandlingsmaskiner som er rettet mot dataspråk på høyt nivå.
