ბოლო ათწლეულების განმავლობაში კაცობრიობა კომპიუტერის ეპოქაში შევიდა. ჭკვიანი და მძლავრი კომპიუტერები, მათემატიკური ოპერაციების პრინციპებზე დაფუძნებული, მუშაობენ ინფორმაციასთან, მართავენ ცალკეული მანქანებისა და მთელი ქარხნების საქმიანობას, აკონტროლებენ პროდუქციისა და სხვადასხვა პროდუქციის ხარისხს. ჩვენს დროში კომპიუტერული ტექნოლოგია არის საფუძველი ადამიანური ცივილიზაციის განვითარებისთვის. ამ პოზიციისკენ მიმავალ გზაზე მოკლე, მაგრამ ძალიან აურზაური გზა უნდა გაევლო. და დიდი ხნის განმავლობაში ამ მანქანებს ეძახდნენ არა კომპიუტერებს, არამედ კომპიუტერებს (კომპიუტერებს).
კომპიუტერის კლასიფიკაცია
ზოგადი კლასიფიკაციის მიხედვით, კომპიუტერები განაწილებულია რამდენიმე თაობაზე. მოწყობილობების კონკრეტულ თაობაზე კლასიფიცირებისას განმსაზღვრელი თვისებებია მათი ინდივიდუალური სტრუქტურები და მოდიფიკაციები, ელექტრონული კომპიუტერებისთვის ისეთი მოთხოვნები, როგორიცაა სიჩქარე, მეხსიერების ზომა, კონტროლის მეთოდები და მონაცემთა დამუშავების მეთოდები.
რა თქმა უნდაკომპიუტერების განაწილება ნებისმიერ შემთხვევაში პირობითი იქნება - არის მანქანების დიდი რაოდენობა, რომლებიც, ზოგიერთი ნიშნის მიხედვით, ერთი თაობის მოდელად ითვლება, სხვების აზრით კი სრულიად სხვას..
შედეგად, ეს მოწყობილობები შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც ელექტრონული გამოთვლითი ტიპის მოდელების ფორმირების არადამთხვევის ეტაპები.
ნებისმიერ შემთხვევაში, კომპიუტერების გაუმჯობესება გადის რამდენიმე ეტაპს. და თითოეული ეტაპის კომპიუტერების თაობას აქვს მნიშვნელოვანი განსხვავებები ერთმანეთისგან ელემენტარული და ტექნიკური საფუძვლების, კონკრეტული მათემატიკური ტიპის გარკვეული მხარდაჭერა.
კომპიუტერების პირველი თაობა
1 თაობის გამოთვლითი მანქანები განვითარდა ომისშემდგომ წლებში. შეიქმნა არც თუ ისე ძლიერი ელექტრონული კომპიუტერები, ელექტრონული ტიპის ნათურების საფუძველზე (იგივე, როგორც იმ წლების ტელევიზორის ყველა მოდელში). გარკვეულწილად ეს იყო ასეთი ტექნიკის ჩამოყალიბების ეტაპი.
პირველი კომპიუტერები განიხილებოდა მოწყობილობების ექსპერიმენტულ ტიპებად, რომლებიც ჩამოყალიბდა არსებული და ახალი კონცეფციების გასაანალიზებლად (სხვადასხვა მეცნიერებებში და ზოგიერთ რთულ ინდუსტრიაში). კომპიუტერული მანქანების მოცულობა და მასა, რომლებიც საკმაოდ დიდი იყო, ხშირად ძალიან დიდ ოთახებს მოითხოვდა. ახლა თითქოს დიდი ხნის წარსულის და არც ისე რეალური წლების ზღაპარია.
პირველი თაობის მანქანებში მონაცემების შეტანა ხდებოდა პუნჩირებული ბარათების ჩატვირთვის მეთოდით, ხოლო ამოხსნის ფუნქციების თანმიმდევრობის პროგრამული მართვა ხდებოდა, მაგალითად, ENIAC-ში - შეყვანის მეთოდით. საბეჭდი სფეროს შტეფსელი და ფორმები.
მიუხედავადიმის გამო, რომ პროგრამირების ასეთ მეთოდს დიდი დრო დასჭირდა განყოფილების მოსამზადებლად, მანქანების ბლოკების ტიპაჟის ველებზე კავშირებისთვის, იგი უზრუნველყოფდა ყველა შესაძლებლობას ENIAC-ის მათემატიკური "უნარების" დემონსტრირებისთვის და მნიშვნელოვანი უპირატესობებით. ჰქონდა განსხვავებები პროგრამული პუნჩირებული ფირის მეთოდისგან, რომელიც შესაფერისია სარელეო ტიპის მანქანებისთვის.
"აზროვნების" პრინციპი
თანამშრომლები, რომლებიც მუშაობდნენ პირველ კომპიუტერებზე, არ ტოვებდნენ, ისინი მუდმივად იმყოფებოდნენ მანქანებთან და აკონტროლებდნენ არსებული ვაკუუმური მილების ეფექტურობას. მაგრამ როგორც კი ერთი ნათურა მაინც ჩაიშალა, ENIAC მყისიერად ადგა, ყველა ჩქარობდა ეძებდა გატეხილ ნათურას.
ნათურების ძალიან ხშირი გამოცვლის მთავარი მიზეზი (თუმცა მიახლოებითი) იყო შემდეგი: ნათურების გათბობა და სიკაშკაშე იზიდავდა მწერებს, ისინი ჩაფრინდნენ აპარატის შიდა მოცულობაში და "დაეხმარნენ" მოკლე ელექტროენერგიის შექმნას. წრე. ანუ, ამ მანქანების პირველი თაობა ძალიან დაუცველი იყო გარე გავლენის მიმართ.
თუ წარმოვიდგენთ, რომ ეს ვარაუდები შეიძლება იყოს ჭეშმარიტი, მაშინ ცნებას "bugs" ("bugs"), რაც ნიშნავს შეცდომებს და შეცდომებს პროგრამულ და აპარატურულ კომპიუტერულ აღჭურვილობაში, სრულიად განსხვავებული მნიშვნელობა აქვს.
კარგი, თუ მანქანის ნათურები მუშა მდგომარეობაში იქნებოდა, ტექნიკური პერსონალი შეძლებდა ENIAC-ს სხვა ამოცანისთვის დაარეგულიროთ, დაახლოებით ექვსი ათასი მავთულის კავშირების ხელით გადაკეთებით. ყველა ეს კონტაქტი ხელახლა უნდა შეცვლილიყო, როდესაც სხვა ტიპის დავალება გაჩნდა.
სერიული მანქანები
პირველი ელექტრონული კომპიუტერი, რომელმაც დაიწყო მასობრივი წარმოება, იყო UNIVAC. იგი გახდა პირველი სახის მრავალფუნქციური ელექტრონული ციფრული კომპიუტერი. UNIVAC, რომელიც 1946-1951 წლებით თარიღდება, საჭიროებდა მიმატების პერიოდს 120 μs, ჯამური გამრავლება 1800 μs და გაყოფა 3600 μs.
ასეთი მანქანები მოითხოვდა დიდ ფართობს, დიდ ელექტროენერგიას და ჰქონდათ მნიშვნელოვანი რაოდენობის ელექტრონული ნათურები.
კერძოდ, საბჭოთა ელექტრონულ კომპიუტერს "Strela"-ს ჰქონდა 6400 ასეთი ნათურა და 60 ათასი ასლი ნახევარგამტარული ტიპის დიოდები. ამ თაობის კომპიუტერების სიჩქარე არ აღემატებოდა ორ ან სამ ათას ოპერაციას წამში, ოპერატიული მეხსიერების ზომა იყო არაუმეტეს ორი კბ. მხოლოდ M-2 ერთეულმა (1958 წ.) მიაღწია ოპერატიული მეხსიერების მოცულობას დაახლოებით ოთხი კბაიტი, ხოლო აპარატის სიჩქარემ აღწევდა ოც ათას მოქმედებას წამში.
მეორე თაობის კომპიუტერები
1948 წელს, რამდენიმე დასავლელმა მეცნიერმა და გამომგონებელმა მიიღო პირველი მოქმედი ტრანზისტორი. ეს იყო წერტილოვანი კონტაქტის მექანიზმი, რომელშიც სამი თხელი ლითონის მავთული იყო კონტაქტში პოლიკრისტალური მასალის ზოლთან. შესაბამისად, კომპიუტერების ოჯახი უკვე იმ წლებში გაუმჯობესდა.
გამოშვებული ტრანზისტორიზებული კომპიუტერების პირველი მოდელები თარიღდება 1950-იანი წლების ბოლო ნახევრით, ხოლო ხუთი წლის შემდეგ ციფრული კომპიუტერის გარე ფორმები გამოჩნდა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებული ფუნქციებით.
არქიტექტურის მახასიათებლები
ერთიტრანზისტორის მნიშვნელოვანი პრინციპია ის, რომ ერთ ეგზემპლარად მას შეუძლია 40 ჩვეულებრივი ნათურის გარკვეული სამუშაოს შესრულება და მაშინაც შეინარჩუნებს მუშაობის მაღალ სიჩქარეს. მანქანა გამოყოფს სითბოს მინიმალურ რაოდენობას და თითქმის არ გამოიყენებს ელექტრო წყაროებს და ენერგიას. ამ მხრივ გაიზარდა მოთხოვნები პერსონალურ ელექტრონულ კომპიუტერებზე.
ჩვეულებრივი ელექტრული ტიპის ნათურების ეფექტური ტრანზისტორებით ეტაპობრივი ჩანაცვლების პარალელურად, გაიზარდა ხელმისაწვდომი მონაცემების შენახვის ტექნიკის გაუმჯობესება. მეხსიერების გაფართოება მიმდინარეობს და მაგნიტური მოდიფიცირებული ლენტი, რომელიც პირველად გამოიყენებოდა UNIVAC კომპიუტერების პირველ თაობაში, დაიწყო გაუმჯობესება.
აღსანიშნავია, რომ გასული საუკუნის სამოციანი წლების შუა ხანებში გამოიყენებოდა დისკებზე მონაცემების შენახვის მეთოდი. კომპიუტერების გამოყენების მნიშვნელოვანმა მიღწევებმა შესაძლებელი გახადა წამში მილიონი ოპერაციის სიჩქარის მიღება! კერძოდ, "Stretch" (დიდი ბრიტანეთი), "Atlas" (აშშ) შეიძლება ჩაითვალოს მეორე თაობის ელექტრონული კომპიუტერების ჩვეულებრივ ტრანზისტორი კომპიუტერებს შორის. იმ დროს სსრკ ასევე აწარმოებდა მაღალხარისხიან კომპიუტერულ მოდელებს (კერძოდ, BESM-6).
ტრანზისტორებზე დაფუძნებული კომპიუტერების გამოშვებამ გამოიწვია მათი მოცულობის, წონის, ელექტროენერგიის ხარჯების და მანქანების ღირებულების შემცირება, ასევე გაუმჯობესებული საიმედოობა და ეფექტურობა. ამან შესაძლებელი გახადა მომხმარებელთა რაოდენობის გაზრდა და გადასაჭრელი ამოცანების ჩამონათვალი. იმ მახასიათებლების გათვალისწინებით, რომლებიც განასხვავებდა მეორე თაობის კომპიუტერებს,ასეთი მანქანების შემქმნელებმა დაიწყეს ენების ალგორითმული ფორმების აგება ინჟინერიისთვის (კერძოდ, ALGOL, FORTRAN) და ეკონომიკური (კერძოდ, COBOL) ტიპის გამოთვლებისთვის..
იზრდება ჰიგიენური მოთხოვნები ელექტრონულ კომპიუტერებზეც. ორმოცდაათიან წლებში იყო კიდევ ერთი გარღვევა, მაგრამ მაინც შორს იყო თანამედროვე დონისგან.
OS-ის მნიშვნელობა
მაგრამ მაშინაც კი, კომპიუტერული ტექნოლოგიების წამყვანი ამოცანა იყო რესურსების - სამუშაო დროისა და მეხსიერების შემცირება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად მათ დაიწყეს მიმდინარე ოპერაციული სისტემების პროტოტიპების შექმნა.
პირველი ოპერაციული სისტემების (OS) ტიპებმა შესაძლებელი გახადა კომპიუტერის მომხმარებლების მუშაობის ავტომატიზაციის გაუმჯობესება, რაც მიზნად ისახავდა გარკვეული ამოცანების შესრულებას: პროგრამის მონაცემების შეყვანა მანქანაში, საჭირო თარჯიმნების გამოძახება, დარეკვა. პროგრამისთვის საჭირო თანამედროვე ბიბლიოთეკის ქვეპროგრამები და ა.შ.
აქედან გამომდინარე, გარდა პროგრამისა და სხვადასხვა ინფორმაციისა, მეორე თაობის კომპიუტერებში საჭირო იყო დაეტოვებინა ასევე სპეციალური ინსტრუქცია, სადაც მითითებული იყო დამუშავების საფეხურები და მონაცემთა სია პროგრამისა და მისი დეველოპერების შესახებ. ამის შემდეგ, ოპერატორებისთვის გარკვეული რაოდენობის ამოცანები (დავალებების კომპლექტი) დაიწყო მანქანებში პარალელურად დანერგვა, ოპერაციული სისტემების ამ ფორმებში საჭირო იყო კომპიუტერული რესურსების ტიპების დაყოფა დავალებების გარკვეულ ფორმებს შორის - მულტიპროგრამირების მეთოდი. გამოჩნდა მონაცემების შესწავლაზე მუშაობა.
მესამე თაობა
განვითარების გამოკომპიუტერების ინტეგრირებული სქემების (ICs) შექმნის ტექნოლოგიამ მოახერხა არსებული ნახევარგამტარული სქემების სიჩქარის და საიმედოობის ხარისხის აჩქარება, ასევე მათი ზომების, გამოყენებული სიმძლავრის რაოდენობის და ფასის კიდევ ერთი შემცირება..
მიკროწრეების ინტეგრირებული ფორმები ახლა დაიწყო ელექტრონული ტიპის ნაწილების ფიქსირებული ნაკრების დამზადება, რომლებიც მოწოდებული იყო მართკუთხა მოგრძო სილიკონის ვაფლებში და ჰქონდათ ერთი მხარის სიგრძე არაუმეტეს 1 სმ. ამ ტიპის ვაფლი (კრისტალები) მოთავსებულია მცირე მოცულობის პლასტმასის ყუთში, მასში ზომების გამოთვლა შესაძლებელია მხოლოდ ე.წ. "ფეხები".
ამ მიზეზების გამო, კომპიუტერების განვითარების ტემპმა სწრაფად დაიწყო ზრდა. ამან შესაძლებელი გახადა არა მხოლოდ სამუშაოს ხარისხის გაუმჯობესება და ასეთი მანქანების ღირებულების შემცირება, არამედ მცირე, მარტივი, იაფი და საიმედო მასის ტიპის მოწყობილობების - მინიკომპიუტერის ჩამოყალიბება. ეს მანქანები თავდაპირველად შექმნილი იყო უაღრესად ტექნიკური პრობლემების გადასაჭრელად სხვადასხვა სავარჯიშოებსა და ტექნიკაში.
იმ წლებში წამყვან მომენტად ითვლებოდა მანქანების გაერთიანების შესაძლებლობა. კომპიუტერების მესამე თაობა იქმნება სხვადასხვა ტიპის თავსებადი ინდივიდუალური მოდელების გათვალისწინებით. ყველა სხვა აჩქარება მათემატიკური და სხვადასხვა პროგრამული უზრუნველყოფის შემუშავებაში ხელს უწყობს ჯგუფური პროგრამების ფორმირებას პრობლემაზე ორიენტირებული პროგრამირების ენის სტანდარტული პრობლემების გადაჭრის მიზნით. შემდეგ პირველად ჩნდება პროგრამული პაკეტები - ოპერაციული სისტემების ფორმები, რომლებზეც ვითარდება კომპიუტერების მესამე თაობა.
მეოთხე თაობა
კომპიუტერების ელექტრონული მოწყობილობების აქტიური გაუმჯობესებახელი შეუწყო დიდი ინტეგრირებული სქემების (LSI) წარმოქმნას, სადაც თითოეული კრისტალი შეიცავდა რამდენიმე ათას ელექტრო ტიპის ნაწილს. ამის წყალობით, დაიწყო კომპიუტერების შემდეგი თაობების წარმოება, რომელთა ელემენტარულმა საფუძველმა მიიღო მეხსიერების უფრო დიდი რაოდენობა და შემცირდა ციკლები ბრძანებების განსახორციელებლად: მეხსიერების ბაიტების გამოყენება ერთ მანქანაში მუშაობაში დაიწყო მნიშვნელოვნად შემცირება. მაგრამ, ვინაიდან პროგრამირების ხარჯები თითქმის არ შემცირდა, წინა პლანზე წამოვიდა წმინდა ადამიანური ტიპის რესურსების შემცირების ამოცანები და არა მანქანური ტიპის, როგორც ადრე.
დამზადდა შემდეგი ტიპის ოპერაციული სისტემები, რამაც ოპერატორებს საშუალება მისცა გაეუმჯობესებინათ პროგრამები პირდაპირ კომპიუტერის დისპლეის უკან, ამან გაამარტივა მომხმარებლების მუშაობა, რის შედეგადაც მალე გამოჩნდა ახალი პროგრამული ბაზის პირველი განვითარება. ეს მეთოდი აბსოლუტურად ეწინააღმდეგებოდა ინფორმაციის განვითარების საწყისი ეტაპების თეორიას, რომელიც იყენებდა პირველი თაობის კომპიუტერებს. ახლა კომპიუტერების გამოყენება დაიწყეს არა მხოლოდ დიდი რაოდენობით ინფორმაციის ჩასაწერად, არამედ საქმიანობის სხვადასხვა სფეროს ავტომატიზაციისა და მექანიზაციისთვის.
ცვლილებები სამოცდაათიანი წლების დასაწყისში
1971 წელს გამოვიდა კომპიუტერების დიდი ინტეგრირებული წრე, სადაც განთავსებული იყო ჩვეულებრივი არქიტექტურის კომპიუტერის მთელი პროცესორი. ახლა შესაძლებელი გახდა ერთ დიდ ინტეგრირებულ წრეში მოწყობა თითქმის ყველა ელექტრონული ტიპის სქემებში, რომლებიც არ იყო რთული ტიპიური კომპიუტერული არქიტექტურით. ამრიგად, მცირე ზომის ჩვეულებრივი მოწყობილობების მასობრივი წარმოების შესაძლებლობებიფასები. ეს იყო კომპიუტერების ახალი, მეოთხე თაობა.
მას შემდეგ შეიქმნა ბევრი იაფი (გამოიყენება კომპაქტური კლავიატურის კომპიუტერებში) და საკონტროლო სქემები, რომლებიც ჯდება ერთ ან რამდენიმე დიდ ინტეგრირებულ მიკროსქემზე პროცესორებით, საკმარისი ოპერატიული მეხსიერებით და აღმასრულებელი ტიპის კავშირებით. სენსორები მართვის მექანიზმებში.
პროგრამები, რომლებიც მუშაობდნენ მანქანის ძრავებში ბენზინის რეგულირებასთან, გარკვეული ელექტრონული ინფორმაციის გადაცემით ან ფიქსირებული სარეცხი რეჟიმებით, დაინერგა კომპიუტერის მეხსიერებაში ან სხვადასხვა ტიპის კონტროლერების გამოყენებით, ან პირდაპირ საწარმოებში.
სამოცდაათიან წლებში დაიწყო უნივერსალური გამოთვლითი სისტემების წარმოების დასაწყისი, რომელიც აერთიანებდა პროცესორს, დიდი რაოდენობით მეხსიერებას, სხვადასხვა ინტერფეისის სქემებს შემავალი-გამომავალი მექანიზმით, რომელიც მდებარეობს საერთო დიდ ინტეგრირებულ წრეში (ე.წ. ერთი ჩიპიანი კომპიუტერები) ან, სხვა ვერსიით, დიდი ინტეგრირებული სქემები, რომლებიც განთავსებულია საერთო ბეჭდურ მიკროსქემის დაფაზე. შედეგად, როდესაც კომპიუტერების მეოთხე თაობა ფართოდ გავრცელდა, დაიწყო სიტუაციის განმეორება, რომელიც შეიქმნა სამოციან წლებში, როდესაც მოკრძალებული მინიკომპიუტერები ასრულებდნენ სამუშაოს ნაწილს დიდ მთავარ კომპიუტერებში.
მეოთხე თაობის კომპიუტერული თვისებები
მეოთხე თაობის ელექტრონული კომპიუტერები იყო რთული და განშტოებული შესაძლებლობები:
- ნორმალური მრავალპროცესორული რეჟიმი;
- პარალელური თანმიმდევრული ტიპის პროგრამები;
- კომპიუტერის ენების მაღალი დონის ტიპები;
- გაჩენაპირველი კომპიუტერული ქსელები.
ამ მოწყობილობების ტექნიკური შესაძლებლობების განვითარება გამოირჩეოდა შემდეგი დებულებებით:
- ტიპიური სიგნალის დაყოვნება 0,7 ns/v.
- მეხსიერების წამყვანი ტიპი ტიპიური ნახევარგამტარია. ამ ტიპის მეხსიერებიდან ინფორმაციის გენერირების პერიოდია 100–150 ns. მეხსიერება - 1012-1013 სიმბოლო.
ოპერაციული სისტემების აპარატურის დანერგვის გამოყენება
მოდულური სისტემების გამოყენება დაიწყო პროგრამული ტიპის ხელსაწყოებისთვის.
პირველი პერსონალური ელექტრონული კომპიუტერი შეიქმნა 1976 წლის გაზაფხულზე. ჩვეულებრივი ელექტრონული თამაშების მიკროსქემის ინტეგრირებულ 8-ბიტიან კონტროლერებზე დაყრდნობით, მეცნიერებმა შექმნეს ჩვეულებრივი BASIC დაპროგრამებული Apple სათამაშო მანქანა, რომელმაც დიდი პოპულარობა მოიპოვა. 1977 წლის დასაწყისში გამოჩნდა Apple Comp. და დაიწყო პირველი Apple პერსონალური კომპიუტერების წარმოება დედამიწაზე. ამ კომპიუტერის დონის ისტორია ხაზს უსვამს ამ მოვლენას, როგორც ყველაზე მნიშვნელოვანს.
დღეს, Apple აწარმოებს Macintosh პერსონალურ კომპიუტერებს, რომლებიც მრავალი თვალსაზრისით აღემატება IBM PC მოდელებს. Apple-ის ახალი მოდელები გამოირჩევიან არა მხოლოდ განსაკუთრებული ხარისხით, არამედ ფართო (თანამედროვე სტანდარტებით) შესაძლებლობებით. Apple-ისგან კომპიუტერებისთვის ასევე შემუშავებულია სპეციალური ოპერაციული სისტემა, რომელიც ითვალისწინებს მათ ყველა განსაკუთრებულ მახასიათებელს.
კომპიუტერების მეხუთე თაობა
ოთხმოციან წლებში კომპიუტერების (კომპიუტერის თაობების) განვითარების პროცესი გადადის ახალ ეტაპზე - მეხუთე თაობის მანქანები. ამ მოწყობილობების გარეგნობადაკავშირებულია მიკროპროცესორების განვითარებასთან. სისტემური კონსტრუქციების თვალსაზრისით დამახასიათებელია სამუშაოს აბსოლუტური დეცენტრალიზაცია, ხოლო პროგრამული და მათემატიკური საფუძვლების გათვალისწინებით დამახასიათებელია პროგრამის სტრუქტურაში მუშაობის დონეზე მოძრაობა. იზრდება ელექტრონული კომპიუტერების მუშაობის ორგანიზაცია.
მეხუთე თაობის კომპიუტერების ეფექტურობა არის ას რვადან ას ცხრა ოპერაცია წამში. ამ ტიპის მანქანა ხასიათდება მრავალპროცესორული სისტემით, რომელიც დაფუძნებულია დასუსტებული ტიპის მიკროპროცესორებზე, რომლებიც გამოიყენება დაუყოვნებლივ მრავლობით რიცხვში. ახლა არის ელექტრონული გამოთვლითი მანქანების ტიპები, რომლებიც მიზნად ისახავს მაღალი დონის კომპიუტერული ენების ტიპებს.
