Au cours des dernières décennies, l'humanité est entrée dans l'ère de l'informatique. Des ordinateurs intelligents et puissants, basés sur les principes des opérations mathématiques, travaillent avec des informations, gèrent les activités de machines individuelles et d'usines entières, contrôlent la qualité des produits et de divers produits. À notre époque, la technologie informatique est à la base du développement de la civilisation humaine. Sur le chemin de cette position, un chemin court mais très turbulent devait être emprunté. Et pendant longtemps, ces machines n'ont pas été appelées ordinateurs, mais ordinateurs (ordinateurs).
Classification informatique
Selon la classification générale, les ordinateurs sont répartis sur plusieurs générations. Les propriétés déterminantes lors de la classification des appareils dans une génération particulière sont leurs structures et modifications individuelles, telles que les exigences des ordinateurs électroniques telles que la vitesse, la taille de la mémoire, les méthodes de contrôle et les méthodes de traitement des données.
Bien sûrla distribution des ordinateurs sera de toute façon conditionnelle - il existe un grand nombre de machines qui, selon certains signes, sont considérées comme des modèles d'une génération, et selon d'autres, appartiennent à une génération complètement différente.
En conséquence, ces dispositifs peuvent être classés comme des étapes non coïncidentes de la formation de modèles de type informatique électronique.
Dans tous les cas, l'amélioration des ordinateurs passe par une série d'étapes. Et la génération d'ordinateurs de chaque étape présente des différences significatives les unes des autres en termes de bases élémentaires et techniques, certains supports d'un type mathématique particulier.
La première génération d'ordinateurs
Machines informatiques de génération 1 développées au début de l'après-guerre. Des ordinateurs électroniques peu puissants ont été créés, basés sur des lampes de type électronique (les mêmes que dans tous les modèles de téléviseurs de ces années). Dans une certaine mesure, c'était le stade de la formation d'une telle technique.
Les premiers ordinateurs étaient considérés comme des types d'appareils expérimentaux formés pour analyser des concepts existants et nouveaux (dans diverses sciences et dans certaines industries complexes). Le volume et la masse des machines informatiques, assez volumineuses, nécessitaient souvent de très grandes salles. Maintenant, cela ressemble à un conte de fées d'années révolues et même pas tout à fait réelles.
L'introduction de données dans les machines de la première génération s'est faite par la méthode de chargement des cartes perforées, et la gestion du programme des séquences de fonctions de résolution a été effectuée, par exemple, dans ENIAC - par la méthode de saisie bouchons et formes d'une sphère de composition.
Malgréau fait qu'une telle méthode de programmation prenait beaucoup de temps pour préparer l'unité, pour les connexions sur les champs de composition des blocs de la machine, elle offrait toutes les possibilités de démontrer les "capacités" mathématiques de l'ENIAC, et avec des avantages significatifs, elle présentait des différences par rapport à la méthode de la bande perforée du programme, qui convient aux machines de type relais.
Le principe de "penser"
Les employés qui travaillaient sur les premiers ordinateurs ne partaient pas, ils étaient constamment à proximité des machines et surveillaient l'efficacité des tubes à vide existants. Mais dès qu'au moins une lampe tombait en panne, l'ENIAC se levait instantanément, tout le monde se dépêchait de chercher la lampe cassée.
La principale raison (bien qu'approximative) du remplacement très fréquent des lampes était la suivante: le chauffage et le rayonnement des lampes attiraient les insectes, ils volaient dans le volume interne de l'appareil et "aidaient" à créer un court circuit électrique. circuit. Autrement dit, la première génération de ces machines était très vulnérable aux influences extérieures.
Si nous imaginons que ces hypothèses pourraient être vraies, alors le concept de "bugs" ("bugs"), qui signifie erreurs et maladresses dans les équipements informatiques logiciels et matériels, a une signification complètement différente.
Eh bien, si les lampes de la voiture fonctionnaient, le personnel de maintenance pouvait régler l'ENIAC pour une autre tâche en réarrangeant manuellement les connexions d'environ six mille fils. Tous ces contacts devaient être commutés à nouveau lorsqu'un type de tâche différent se présentait.
Machines en série
Le premier ordinateur électronique, qui a commencé à être produit en série, était UNIVAC. Il est devenu le premier type d'ordinateur numérique électronique polyvalent. UNIVAC, qui date de 1946-1951, nécessitait une période d'addition de 120 µs, des multiplications totales de 1800 µs et des divisions de 3600 µs.
De telles machines nécessitaient une grande surface, beaucoup d'électricité et comportaient un nombre important de lampes électroniques.
En particulier, l'ordinateur électronique soviétique "Strela" avait 6400 de ces lampes et 60 000 copies de diodes de type semi-conducteur. La vitesse de cette génération d'ordinateurs n'était pas supérieure à deux ou trois mille opérations par seconde, la taille de la RAM ne dépassait pas deux Ko. Seule l'unité M-2 (1958) a atteint la RAM d'environ quatre Ko, et la vitesse de la machine a atteint vingt mille actions par seconde.
ordinateurs de deuxième génération
En 1948, le premier transistor fonctionnel a été obtenu par plusieurs scientifiques et inventeurs occidentaux. Il s'agissait d'un mécanisme de contact ponctuel dans lequel trois fils métalliques minces étaient en contact avec une bande de matériau polycristallin. Par conséquent, la famille d'ordinateurs s'est déjà améliorée au cours de ces années.
Les premiers modèles d'ordinateurs transistorisés sortis remontent à la dernière moitié des années 1950, et cinq ans plus tard, des formes externes d'ordinateur numérique sont apparues avec des fonctions grandement améliorées.
Caractéristiques architecturales
L'un desLe principe important du transistor est qu'en un seul exemplaire, il pourra faire du travail pour 40 lampes ordinaires, et même alors, il maintiendra une vitesse de fonctionnement plus élevée. La machine émet une quantité minimale de chaleur et n'utilisera presque pas de sources électriques ni d'énergie. À cet égard, les exigences en matière d'ordinateurs électroniques personnels ont augmenté.
Parallèlement au remplacement progressif des lampes conventionnelles de type électrique par des transistors performants, on assiste à une augmentation de l'amélioration de la technique de stockage des données disponibles. L'extension de la mémoire est en cours et la bande magnétique modifiée, qui a été utilisée pour la première fois dans la première génération d'ordinateurs UNIVAC, a commencé à s'améliorer.
Il convient de noter qu'au milieu des années soixante du siècle dernier, la méthode de stockage des données sur disques était utilisée. Des progrès significatifs dans l'utilisation des ordinateurs ont permis d'obtenir une vitesse d'un million d'opérations par seconde ! En particulier, "Stretch" (Grande-Bretagne), "Atlas" (USA) peuvent être comptés parmi les ordinateurs à transistors ordinaires de la deuxième génération d'ordinateurs électroniques. À cette époque, l'URSS produisait également des modèles informatiques de haute qualité (en particulier, BESM-6).
La sortie des ordinateurs basés sur des transistors a entraîné une réduction de leur volume, de leur poids, des coûts d'électricité et du coût des machines, ainsi qu'une amélioration de la fiabilité et de l'efficacité. Cela a permis d'augmenter le nombre d'utilisateurs et la liste des tâches à résoudre. Compte tenu des caractéristiques qui distinguaient la deuxième génération d'ordinateurs,les développeurs de telles machines ont commencé à construire des formes algorithmiques de langages pour l'ingénierie (en particulier, ALGOL, FORTRAN) et les types de calculs économiques (en particulier, COBOL).
Les exigences d'hygiène pour les ordinateurs électroniques augmentent également. Dans les années 50, il y a eu une autre percée, mais c'était encore loin du niveau moderne.
Importance du système d'exploitation
Mais même à cette époque, la principale tâche de la technologie informatique était de réduire les ressources - le temps de travail et la mémoire. Pour résoudre ce problème, ils ont alors commencé à concevoir des prototypes des systèmes d'exploitation actuels.
Les types des premiers systèmes d'exploitation (OS) ont permis d'améliorer l'automatisation du travail des utilisateurs d'ordinateurs, qui visait à effectuer certaines tâches: saisir les données du programme dans la machine, appeler les traducteurs nécessaires, appeler les sous-programmes de la bibliothèque moderne nécessaires au programme, etc.
Par conséquent, en plus du programme et de diverses informations, dans les ordinateurs de deuxième génération, il était nécessaire de laisser également une instruction spéciale, où les étapes de traitement et une liste de données sur le programme et ses développeurs étaient indiquées. Après cela, un certain nombre de tâches pour les opérateurs (ensembles avec tâches) ont commencé à être introduites dans des machines en parallèle, dans ces formes de systèmes d'exploitation, il était nécessaire de répartir les types de ressources informatiques entre certaines formes de tâches - une méthode de multiprogrammation de travailler pour étudier les données est apparu.
Troisième génération
En raison du développementLa technologie de création de circuits intégrés (CI) d'ordinateurs a réussi à obtenir une accélération de la vitesse et du degré de fiabilité des circuits semi-conducteurs existants, ainsi qu'une autre réduction de leurs dimensions, de la quantité d'énergie utilisée et du prix.
Les formes intégrées de microcircuits ont maintenant commencé à être fabriquées à partir d'un ensemble fixe de pièces de type électronique, qui étaient fournies dans des tranches de silicium rectangulaires allongées et avaient une longueur d'un côté ne dépassant pas 1 cm. Ce type de tranche (cristaux) est placé dans un boîtier en plastique de petits volumes, les dimensions qu'il contient ne peuvent être calculées qu'en utilisant la sélection de ce qu'on appelle. "jambes".
Pour ces raisons, le rythme de développement des ordinateurs a commencé à augmenter rapidement. Cela a permis non seulement d'améliorer la qualité du travail et de réduire le coût de ces machines, mais également de former des appareils d'un type de masse petit, simple, peu coûteux et fiable - un mini-ordinateur. Ces machines ont été conçues à l'origine pour résoudre des problèmes hautement techniques dans divers exercices et techniques.
Le moment phare de ces années a été considéré comme la possibilité d'unifier les machines. La troisième génération d'ordinateurs est créée en tenant compte de modèles individuels compatibles de différents types. Toutes les autres accélérations dans le développement de logiciels mathématiques et divers contribuent à la formation de programmes batch pour la résolution de problèmes standards d'un langage de programmation orienté problèmes. Ensuite, pour la première fois, des progiciels apparaissent - des formes de systèmes d'exploitation sur lesquels se développe la troisième génération d'ordinateurs.
Quatrième génération
Amélioration active des appareils électroniques des ordinateurscontribué à l'émergence des grands circuits intégrés (LSI), où chaque cristal contenait plusieurs milliers de pièces de type électrique. Grâce à cela, les prochaines générations d'ordinateurs ont commencé à être produites, dont la base élémentaire a reçu une plus grande quantité de mémoire et des cycles réduits pour la mise en œuvre des commandes: l'utilisation d'octets de mémoire dans une opération machine a commencé à diminuer de manière significative. Mais, comme les coûts de programmation n'ont guère diminué, les tâches de réduction des ressources de type purement humain, et non de type machine, comme auparavant, sont passées au premier plan.
Des systèmes d'exploitation des types suivants ont été produits, ce qui a permis aux opérateurs d'améliorer leurs programmes directement derrière les écrans d'ordinateur, ce qui a simplifié le travail des utilisateurs, à la suite de quoi les premiers développements d'une nouvelle base logicielle sont apparus bientôt. Cette méthode contredit absolument la théorie des étapes initiales du développement de l'information, qui utilisait des ordinateurs de la première génération. Désormais, les ordinateurs ont commencé à être utilisés non seulement pour enregistrer de grandes quantités d'informations, mais également pour l'automatisation et la mécanisation de divers domaines d'activité.
Changements au début des années 70
En 1971, un grand circuit intégré d'ordinateurs est sorti, où se trouvait l'intégralité du processeur d'un ordinateur aux architectures conventionnelles. Il est maintenant devenu possible d'agencer dans un grand circuit intégré presque tous les circuits de type électronique qui n'étaient pas complexes dans une architecture informatique typique. Ainsi, les possibilités de production en série d'appareils conventionnels pour les petitesdes prix. C'était la nouvelle quatrième génération d'ordinateurs.
Depuis lors, de nombreux circuits de commande et de contrôle bon marché (utilisés dans les ordinateurs à clavier compacts) ont été produits qui s'adaptent sur une ou plusieurs grandes cartes de circuits intégrés avec des processeurs, suffisamment de RAM et une structure de connexions de type exécutif capteurs dans les mécanismes de contrôle.
Des programmes fonctionnant avec la régulation de l'essence dans les moteurs de voiture, avec le transfert de certaines informations électroniques ou avec des modes de lavage fixes, ont été introduits dans la mémoire de l'ordinateur ou à l'aide de divers types de contrôleurs, ou directement dans les entreprises.
Les années 70 ont vu le début de la production de systèmes informatiques universels qui combinaient un processeur, une grande quantité de mémoire, des circuits de diverses interfaces avec un mécanisme d'entrée-sortie situé dans un grand circuit intégré commun (le soi-disant ordinateurs à puce unique) ou, dans d'autres versions, de grands circuits intégrés situés sur une carte de circuit imprimé commune. En conséquence, lorsque la quatrième génération d'ordinateurs s'est généralisée, une répétition de la situation qui s'était développée dans les années soixante a commencé, lorsque de modestes mini-ordinateurs effectuaient une partie du travail dans de gros ordinateurs centraux.
Propriétés de l'ordinateur de quatrième génération
Les ordinateurs électroniques de quatrième génération étaient complexes et avaient des capacités ramifiées:
- mode multiprocesseur normal;
- programmes de type parallèle-séquentiel;
- types de langages informatiques de haut niveau;
- émergencepremiers réseaux informatiques.
L'évolution des capacités techniques de ces appareils a été marquée par les dispositions suivantes:
- Retard typique du signal de 0,7 ns/v.
- Le principal type de mémoire est un semi-conducteur typique. La période de génération d'informations à partir de ce type de mémoire est de 100 à 150 ns. Mémoire - 1012-1013 caractères.
Utilisation de l'implémentation matérielle des systèmes d'exploitation
Les systèmes modulaires ont commencé à être utilisés pour les outils de type logiciel.
Le premier ordinateur électronique personnel a été créé au printemps 1976. Sur la base des contrôleurs 8 bits intégrés d'un circuit de jeu électronique conventionnel, les scientifiques ont produit une machine de jeu Apple programmée en BASIC conventionnelle, qui a acquis une grande popularité. Au début de 1977, Apple Comp. est apparu et la production des premiers ordinateurs personnels Apple sur Terre a commencé. L'histoire de ce niveau informatique met en évidence cet événement comme le plus important.
Aujourd'hui, Apple fabrique des ordinateurs personnels Macintosh, qui surpassent à bien des égards les modèles IBM PC. Les nouveaux modèles d'Apple se distinguent non seulement par une qualité exceptionnelle, mais également par des capacités étendues (selon les normes modernes). Un système d'exploitation spécial a également été développé pour les ordinateurs d'Apple, qui prend en compte toutes leurs caractéristiques exceptionnelles.
La cinquième génération d'ordinateurs
Dans les années quatre-vingt, le processus de développement des ordinateurs (générations d'ordinateurs) entre dans une nouvelle étape - les machines de cinquième génération. L'apparence de ces appareilsassocié au développement des microprocesseurs. Du point de vue des constructions de système, la décentralisation absolue du travail est caractéristique, et compte tenu des logiciels et des bases mathématiques, le mouvement vers le niveau de travail dans la structure du programme est caractéristique. L'organisation du travail des ordinateurs électroniques se développe.
L'efficacité de la cinquième génération d'ordinateurs est de cent huit à cent neuf opérations par seconde. Ce type de machine se caractérise par un système multiprocesseur, qui repose sur des microprocesseurs de types affaiblis, qui s'utilisent immédiatement au pluriel. Maintenant, il existe des types de machines informatiques électroniques qui visent des types de langages informatiques de haut niveau.
