Поколение компьютеров в котором базовым элементом были электронные лампы
Обновлено: 04.07.2024
Можно выделить \(5\) основных поколений ЭВМ . Но деление компьютерной техники на поколения — весьма условная.
I поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в \(1946\)-\(1955\) гг.
1. Элементная база: электронно-вакуумные лампы.
2. Соединение элементов: навесной монтаж проводами.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов.
Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства.
Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
4. Быстродействие: \(10-20\) тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.
6. Программирование: машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики-программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
7. Оперативная память: до \(2\) Кбайт.
8. Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.
II поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в \(1955\)-\(1965\) гг.
В \(1948\) году Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в \(1956\) г.
\(1\) транзистор заменял \(40\) электронных ламп, был намного дешевле и надёжнее.
В \(1958\) году создана машина М-20 , выполнявшая \(20\) тыс. операций в секунду — самая мощная ЭВМ \(50-х\) годов в Европе.
1. Элементная база: полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды).
2. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.
4. Быстродействие: \(100-500\) тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность — оператор ЭВМ .
6. Программирование: на алгоритмических языках, появление первых операционных систем .
7. Оперативная память: \(2-32\) Кбайт.
8. Введён принцип разделения времени — совмещение во времени работы разных устройств.
9. Недостаток: несовместимость программного обеспечения.
Уже начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей.
Так, небольшие отечественные машины второго поколения (« Наири », « Раздан », « Мир » и др.) были в конце \(60\)-х годов вполне доступны каждому вузу, в то время как упомянутая выше БЭСМ-6 имела профессиональные показатели (и стоимость) на \(2-3\) порядка выше.
III поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в \(1965\)-\(1970\) гг.
В \(1958\) году Джек Килби и Роберт Нойс , независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).
В \(1961\) году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.
В \(1965\) году начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объёмом оперативной памяти и производительностью.
В \(1967\) году начат выпуск БЭСМ - 6 (\(1\) млн. операций в \(1\) с) и « Эльбрус » (\(10\) млн. операций в \(1\) с).
В \(1968\) году сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.
В \(1969\) году фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.
\(29\) октября \(1969\) года проходит проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet , связывающей исследовательские лаборатории на территории США.
IV поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные начиная с \(1970\) г. по начало \(90\)-х годов.
В \(1971\) году создан первый микропроцессор фирмой Intel . На \(1\) кристалле сформировали \(2250\) транзисторов.
1. Элементная база: интегральные схемы.
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
4. Быстродействие: \(1-10\) млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность — системный программист .
6. Программирование: алгоритмические языки, операционные системы.
7. Оперативная память: \(64\) Кбайт.
При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Написание программ в машинном коде для машин первого поколения (и чуть более простое на Ассемблере) для большей части машин второго поколения является занятием, с которым подавляющее большинство современных программистов знакомятся при обучении в вузе.
Появление процедурных языков высокого уровня и трансляторов с них было первым шагом на пути радикального расширения круга программистов. Научные работники и инженеры сами стали писать программы для решения своих задач.
Уже в третьем поколении появились крупные унифицированные серии ЭВМ. Для больших и средних машин в США это прежде всего семейство IBM 360/370 . В СССР \(70\)-е и \(80\)-е годы были временем создания унифицированных серии: ЕС (единая система) ЭВМ (крупные и средние машины), СМ (система малых) ЭВМ и « Электроника » ( серия микро-ЭВМ).
В их основу были положены американские прототипы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation). Были созданы и выпущены десятки моделей ЭВМ, различающиеся назначением и производительностью. Их выпуск был практически прекращен в начале \(90\)-х годов.
В \(1975\) году IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.
В \(1976\) году фирма IBM создает первый струйный принтер.
Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров « Apple », предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался \(Apple 1\) по весьма интересной цене — \(666,66\) доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.
В \(1976\) году появилась первая дискета диаметром \(5,25\) дюйма.
В \(1982\) году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088 , в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учётом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.
В \(1988\) году был создан первый вирус-«червь», поражающий электронную почту.
В \(1993\) году начался выпуск компьютеров IBM РС с процессором Pentium .
1. Элементная база: большие интегральные схемы (БИС).
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: компактные ЭВМ, ноутбуки.
4. Быстродействие: \(10-100\) млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
6. Программирование: базы и банки данных.
7. Оперативная память: \(2-5\) Мбайт.
8. Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.
V поколение ЭВМ: разработки с \(90\)-х годов ХХ века
Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).
Поколение компьютеров в котором базовым элементом были электронные лампы?
- Нулевое
- Первое
- Второе
- Третье
Вопрос 2
Элементарной базой четвертого поколения ЭВМ являются:
- транзисторы
- большие интегральные схемы
- сверхбольшие интегральные схемы (микропроцессоры)
Вопрос 3
Логические переменные могут принимать только два значения:
- истина и ложь
- ноль и один
- правда и ложь
- высокое и низкое
Вопрос 4
Алгебра логики разработана английским математиком. Кем?
- Дж. Буль
- Дж. Буш
- Билл Гейтс
- Л. Эйлер
Вопрос 5
В отличие от обычного арифметического или алгебраического суммирования здесь наличие двух единиц даёт в результате единицу. Такую логическую функцию называют:
- Конъюнкция
- Дизъюнкция
- Исключающее ИЛИ
Вопрос 6
Для записи чисел в восьмеричной системе используются следующие цифры, выберите!
Вопрос 7
Система счисления называется________________________,если количественный эквивалент (количественное значение) цифры в цисле не завивит от её положения в записи числа.
- позиционной
- непозиционной
- числовой
- булевой
Вопрос 8
Так называют узлы ЭВМ, выходные сигналы которых определяются только сигналом на входе, действующим в настоящий момент времени?
- комбинационные
- последовательностные
- программируемые
Вопрос 9
Схемы таких устройств предназначаются для преобразования двоичного кода на входе в управляющий сигнал на одном из выходов.
- дешифратор
- сумматор
- полусуматор
- декодер
Вопрос 10
Укажите как обозначают операцию логического сложения.
Вопрос 11
Определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, ОП), внешних ЗУ и периферийных устройств.
- Архитектура ЭВМ
- Структура ЭВМ
- Принцип Джона фон Неймана
Вопрос 12
Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Это принцип архитектуры фон Неймана. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти.
- принцип программного управления
- принцип однородности памяти
- принцип адресности памяти
Вопрос 13
Устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.
- северный мост
- чипсет
- контроллер
Вопрос 14
Период времени, за который осуществляется выполнение команды исходной программы в машинном виде; состоит из нескольких тактов называют:
- Цикл процессора
- Такт процессора
- Период процессора
- Разрядность процессора
Вопрос 15
Устройства, предназначенные для временного хранения данных ограниченного размера. Состоит из разрядов, в которые можно быстро записывать, запоминать и считывать слово, команду, двоичное число и т. д.
- Регистры процессора
- АЛУ
- Устройство управления
- Оперативное запоминающее устройство
Вопрос 16
Системный блок настольного компьютера обычно включает в себя:
- Материнскую (системную) плату
- Блок питания
- Видеокарту
- Оперативную память
- Контроллер гибких дисков
Вопрос 17
Производительность современных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду. Единицами измерения служат:
Вопрос 18
Алфавит племени "Мульти" состоит из 8 букв. Какое количество информации несет 1 буква этого алфавита?
Вопрос 19
Выберите из перечисленных ниже алгоритмы сжатия информации
- алгоритм Хаффмана
- алгоритм Лемпеля-Зива
- алгоритм Фон-Неймана
- алгоритм Гордона Мура
Вопрос 20
Укажите расширения файлов-архивов
Вопрос 21
В современных ПК, как правило, используется принцип ТАКОЙ архитектуры, который заключается в том, что устройства, непосредственно участвующие в обработке информации соединяются с остальными устройствами единой магистралью - ШИНОЙ. Укажите правильное название такой архитектуры ПК.
- Открытая архитектура
- Системная архитектура
- Шинная архитектура
- Персональная архитектура
Вопрос 22
Кто первым сконструировал персональный компьютор таким, каким он получил широкую популярность и распространение?
- Клод Шенон
- Стив Джобс
- Билл Гейтс
- Гордон Мур
Вопрос 23
Что значит запись в спецификации ПК (выделена полужирным подчеркнутым)
Pentium 4 3200/МВ Asus P4PE-2x/DDR 512 PC3200/HDD 160 Samsung 7200 rpm/FDD 1.44/Video Asus Radeon AX600 Pro 128 Mb TV-out/DVD+RW NEC/SB Live 5.1/ATX/USR 56K voice- Звуковая карта
- Модем
- Сетевая карта
- Тв-тюнер
Вопрос 24
Корпус настольного персонального компьютера, расположенный вертикально, носит название:
Как мы увидели в прошлой статье, радио и телефонные инженеры в поисках более мощных усилителей открыли новую технологическую область, которую быстро окрестили электроникой. Электронный усилитель можно было легко превратить в цифровой переключатель, работающий с гораздо большей скоростью, чем его электромеханический родственник — телефонное реле. Благодаря отсутствию механических частей электронная лампа могла включаться и выключаться за микросекунду или ещё быстрее, а не за десяток миллисекунд или более, требовавшихся реле.
С 1939 по 1945 года на базе этих новых электронных компонентов было создано три компьютера. Даты их постройки не случайно совпадают с периодом Второй Мировой войны. Этот конфликт — не имевший аналогов в истории по тому, как он впрягал людей в ярмо колесницы войны — навсегда изменил взаимоотношения как между государствами, так и между наукой и технологией, а также принёс в мир большое количество новых устройств.
- История реле
Атанасов
В 1930-м Атанасов, родившийся в Америке сын эмигранта из османской Болгарии, достиг, наконец, своей юношеской мечты и стал теоретическим физиком. Но, как и с большинством подобных стремлений, реальность оказалась не такой, на какую он рассчитывал. В частности, как большинство студентов инженерных и физических наук первой половины XX века, Атанасову приходилось страдать от мучительных тягот постоянных вычислений. Его диссертация в Висконсинском университете по поляризации гелия потребовала восьми недель нудных вычислений при помощи механического настольного калькулятора.
Джон Атанасов в юности
К 1935 году, уже устроившись в должности профессора в Университете штата Айова, Атанасов решил что-нибудь сделать с этим бременем. Он начал прикидывать возможные пути постройки новой, более мощной вычислительной машины. Отвергнув аналоговые методы (такие, как дифференциальный анализатор MIT) по причинам ограниченности и неточности, он решил построить цифровую машину, работавшую с числами как с дискретными значениями, а не как с непрерывными измерениями. Он с юности был знаком с двоичной системой счисления и понимал, что она гораздо лучше ложится на структуру вида вкл/выкл цифрового переключателя, чем привычные десятичные числа. Поэтому он решил делать двоичную машину. И, наконец, он решил, что чтобы она была наиболее быстрой и гибкой, она должна быть электронной, и использовать электронные лампы для вычислений.
Атанасову необходимо было определиться и с пространством задач — для каких именно подсчётов должен был подойти его компьютер? В итоге он решил, что он будет заниматься решением систем линейных уравнений, низводя их до единственной переменной (при помощи метода Гаусса) — таких же вычислений, что преобладали в его диссертации. Он будет поддерживать до тридцати уравнений, до тридцати переменных в каждом. Такой компьютер мог бы решать важные для учёных и инженеров задачи, и при этом вроде бы не был неимоверно сложным.
Произведение искусства
К середине 1930-х электронная технология достигла чрезвычайного разнообразия по сравнению с истоками, появившимися за 25 лет до этого. Две разработки особенно хорошо подходили к проекту Атанасова: реле-триггер и электронный счётчик.
С XIX века инженеры телеграфа и телефона имели в своём распоряжении удобное устройство под названием переключатель. Переключатель — это бистабильное реле, использующее постоянные магниты для удержания его в том состоянии, в котором вы его оставили — открытом или закрытом — до тех пор, пока оно не получит электрический сигнал на переключение состояний. Но электронные лампы не были на это способны. У них не было механического компонента, и они могли быть «открыты» или «закрыты» пока электричество текло или не текло по контуру. В 1918 году два британских физика, Уильям Эклз и Фрэнк Джордан связали проводами две лампы так, что получилось «реле-триггер» — электронное реле, постоянно остающееся включённым после включения от начального импульса. Эклз и Джордан создали свою систему для телекоммуникационных целей для Британского адмиралтейства в конце Первой Мировой войны. Но контур Эклза-Джордана, позднее ставший известным, как триггер [англ. flip-flop] можно было рассматривать и как устройство для хранения двоичной цифры — 1, если сигнал передаётся, и 0 в другом случае. Таким способом через n триггеров можно было представить двоичное число n разрядов.
Лет через десять после триггера произошёл второй серьёзный прорыв в электронике, столкнувшийся с миром вычислений: электронные счётчики. И снова, как это часто случалось в ранней истории вычислений, скука стала матерью изобретения. Физикам, изучавшим излучение субатомных частиц, приходилось либо слушать щелчки, либо часами изучать фотографические записи, подсчитывая количество обнаружений для измерения скорости излучения частиц различными веществами. Механические или электромеханические счётчики представляли соблазнительную возможность облегчить эти действия, но они двигались слишком медленно: они не могли зарегистрировать множество событий, происходивших с разницей в миллисекунды.
Ключевой фигурой в решении этой проблемы стал Чарльз Эрил Уинн-Уильямс, работавший под началом Эрнеста Резерфорда в Лаборатории Кавендиша в Кембридже. Уинн-Уильямс ловко обращался с электроникой, и уже использовал лампы (или клапаны, как их называли в Британии) для создания усилителей, благодаря которым можно было слышать происходящие с частицами события. В начале 1930-х он понял, что клапаны можно использовать для создания счётчика, который он назвал «счётчиком двоичной шкалы» — то есть, двоичного счётчика. По сути, это был набор триггеров, которые могли передавать переключения вверх по цепочке (на практике он использовал тиратроны, типы ламп, содержащих не вакуум, а газ, которые могли оставаться во включённом положении после полной ионизации газа).
Счётчик Уинна-Уильямса быстро вошёл в набор необходимых лабораторных устройств для всех, кто занимался физикой частиц. Физики строили очень маленькие счётчики, часто содержавшие по три знака (то есть, способные считать до семи). Этого было достаточно для создания буфера для медленного механического счётчика, и для записи событий, происходящих быстрее, чем их мог зарегистрировать счётчик с медленно движущимися механическими частями.
Но в теории такие счётчики можно было расширить до чисел произвольного размера или точности. Это были, строго говоря, первые цифровые электронные счётные машины.
Компьютер Атанасова-Берри
Атанасов был знаком с этой историей, что и убедило его в возможности постройки электронного компьютера. Но он не стал напрямую использовать двоичные счётчики или триггеры. Сначала для основы счётной системы он попытался использовать немного изменённые счётчики — ведь что такое сложение, как не повторяющийся подсчёт? Но по каким-то причинам он не смог сделать счётные контуры достаточно надёжными, и ему пришлось разработать свои схемы сложения и умножения. Он не мог использовать триггеры для временного хранения двоичных чисел, поскольку у него был ограничен бюджет, и была поставлена амбициозная цель по одновременному хранению тридцати коэффициентов. Как мы скоро увидим, эта ситуация имела серьёзные последствия.
К 1939 году Атанасов закончил проектировать свой компьютер. Теперь ему требовался человек с подходящими знаниями для его постройки. Он нашёл такого человека в лице выпускника инженерного департамента Института штата Айова по имени Клиффорд Берри. К концу года Атанасов и Берри построили небольшой прототип. В следующем году они закончили полную версию компьютера на тридцать коэффициентов. В 1960-х писатель, раскопавший их историю, назвал его компьютером Атанасова-Берри (Atanasoff-Berry Computer, ABC), и имя прижилось. Однако всех недостатков устранить не удалось. В частности, ABC давал ошибку примерно в одной двоичной цифре на 10000, что для любого крупного вычисления было бы фатальным.
Клиффорд Берри и ABC в 1942-м
Тем не менее, в Атанасове и его ABC можно найти корни и источник всех современных компьютеров. Разве не создал он (при умелой помощи Берри) первый двоичный электронный цифровой компьютер? Разве это не основные характеристики миллиардов устройств, формирующих и управляющих экономикой, обществом и культурой по всему миру?
Но вернёмся назад. Прилагательные цифровой и двоичный не являются прерогативой ABC. К примеру, вычислитель комплексных чисел Белла (Bell Complex Number Computer, CNC), разработанный примерно в то же время, был цифровым, двоичным, электромеханическим компьютером, способным вести вычисления на комплексной плоскости. Также ABC и CNC были похожи в том, что решали задачи в ограниченной области, и не могли, в отличие от современных компьютеров, принимать произвольную последовательность инструкций.
Остаётся «электронный». Но, хотя математические внутренности ABC были электронными, работал он на электромеханических скоростях. Поскольку Атанасов и Берри по финансовым соображениям не могли использовать электронные лампы для хранения тысяч двоичных цифр, они использовали для этого электромеханические компоненты. Несколько сотен триодов, выполнявших основные математические расчёты, были окружены вращающимися барабанами и жужжащими перфорирующими машинами, где хранились промежуточные значения всех вычислительных шагов.
Атанасов и Берри совершили героическую работу над тем, чтобы считывать и записывать данные на перфокарты с огромной скоростью, прожигая их электричеством вместо того, чтобы делать в них отверстия механически. Но это привело к своим проблемам: именно аппарат для прожигания был в ответе за 1 ошибку на 10000 чисел. Более того, даже при наибольших их усилиях машина не могла «пробивать» быстрее одной строки в секунду, поэтому ABC мог проводить лишь одно вычисление в секунду каждым из тридцати арифметических устройств. Оставшееся время электронные лампы сидели без дела, в нетерпении «барабаня пальцами по столу», пока вся эта машинерия мучительно медленно вращалась вокруг них. Атанасов и Берри пристегнули породистого скакуна к телеге с сеном. (Руководитель проекта по воссозданию ABC в 1990-х годах оценивал максимальную скорость машины, с учётом всех трат времени, включая работу оператора по заданию задачи, в пять сложений или вычитаний в секунду. Это, конечно, быстрее человека-вычислителя, но не та скорость, которую мы связываем с электронными компьютерами.)
Схема ABC. Барабаны хранили временный ввод и вывод на конденсаторах. Тиратроновая схема пробивания карточек и считыватель карт записывали и считывали результаты целого шага работы алгоритма (устраняя одну из переменных из системы уравнений).
Работы над ABC застопорились в середине 1942 года, когда Атанасов и Берри записались в быстро растущую военную машину США, где требовались не только тела, но и мозги. Атанасова призвали в Морскую артиллерийскую лабораторию в Вашингтоне, чтобы он руководил командой, разрабатывавшей акустические мины. Берри женился на секретарше Атанасова и нашёл себе работу в работавшей на военных по контракту компании в Калифорнии, чтобы его не призвали на войну. Атанасов какое-то время пытался запатентовать своё творение в штате Айова, но безуспешно. После войны он занялся другими вещами, и больше уже не занимался компьютерами всерьёз. Сам компьютер отправили на свалку в 1948, чтобы освободить в офисе место для нового выпускника института.
Возможно, Атанасов просто начал работать слишком рано. Он основывался на скромных университетских грантах, и мог потратить всего несколько тысяч долларов на создание ABC, поэтому экономность вытеснила все остальные проблемы в его проекте. Если бы он подождал до начала 1940-х, он мог бы получить правительственный грант на полноценное электронное устройство. И в таком состоянии — с ограниченным применением, со сложным управлением, ненадёжный, не очень быстрый — ABC не стал многообещающей рекламой пользы электронных вычислений. Американская военная машина, несмотря на весь вычислительный голод, бросила ABC ржаветь в городке Эймс штата Айова.
Вычислительные машины войны
Первая Мировая война создала и запустила систему массивной накачки инвестиций в науку и технологию, и подготовила её ко Второй Мировой. Всего за несколько лет практика ведения войны на земле и на море перешла к использованию отравляющих газов, магнитных мин, воздушной разведки и бомбардировки, и проч. Ни один политический и военный лидер не мог не заметить таких быстрых преобразований. Они были настолько быстрыми, что достаточно рано начатые исследования могли склонить чашу весов в ту или другую сторону.
В США хватало материалов и умов (многие из которых бежали из гитлеровской Германии), и они находились в стороне от непосредственных боёв за выживание и доминирование, коснувшихся других стран. Это позволило стране выучить этот урок особенно чётко. Это проявилось в том, что обширные индустриальные и интеллектуальные ресурсы были брошены на создание первого атомного оружия. Менее известной, но не менее важной или меньшей по объёму инвестицией стало вложение в создание радарной технологии, центр которой находился в MIT в Rad Lab.
Так и зарождающаяся область автоматических вычислений получила свою долю военного финансирования, пусть и в гораздо меньших масштабах. Мы уже отмечали разнообразие электромеханических вычислительных проектов, порождённых войной. Потенциал компьютеров на базе реле был, относительно говоря, известен, поскольку телефонные станции с тысячами реле к тому времени работали уже много лет. Электронные компоненты ещё не доказали своей работоспособности на таких масштабах. Большая часть экспертов считала, что электронный компьютер неминуемо будет ненадёжным (ABC служил примером), или его постройка отнимет слишком много времени. Несмотря на внезапный приток государственных денег, военных проектов по электронным вычислениям было мало, и они были редки. Запущено было всего три, и всего два из них привели к появлению работоспособных машин.
В Германии инженер по телекоммуникациям Гельмут Шрейер доказал своему другу Конраду Цузе ценность электронной машины перед электромеханическим «V3», который Цузе строил для воздушной индустрии (впоследствии он стал известен, как Z3). Цузе в итоге согласился работать над вторым проектом вместе со Шрейером, и Исследовательский институт авиации предложил финансировать прототип на 100 ламп в конце 1941 года. Но двое мужчин сначала занялись более приоритетной военной работой, а затем их работу сильно замедлили повреждения, вызванные бомбёжками, в результате они так и не смогли заставить свою машину надёжно работать.
Цузе (справа) и Шрейер (слева) работают над электромеханическим компьютером в берлинской квартире родителей Цузе
А первый электронный компьютер, выполнявший полезную работу, был создан в секретной лаборатории в Британии, где инженер по телекоммуникациям предложил новый радикальный подход к криптоанализу на основе клапанов. Эту историю мы раскроем в следующий раз.
Первое поколение компьютеров относится к ранним этапам компьютерного развития. Это поколение является началом компьютерных технологий, которые получили дальнейшее развитие, сделав компьютеры более мощными и компактными.
Хотя к компьютерам добавились и постоянно добавляются новые инновации, мы не можем игнорировать важность первого поколения. Поэтому в этой статье мы поговорим о первом поколении компьютеров, его истории, примерах, преимуществах и недостатках и многом другом.
Какое первое поколение компьютеров?
Хотя разработка компьютеров началась примерно в 1940 году, первое поколение компьютеров считается с 1946 по 1959 год. В этот период были разработаны компьютеры, в которых в качестве основного компонента использовались электронные лампы. Электронные лампы помогли создать схему для центрального процессора. Кроме того, перфокарты, бумажная лента и магнитная лента были другими основными компонентами, используемыми для устройств ввода-вывода и памяти.На следующем изображении показан структурный вид электронных ламп:
Поскольку в то время электронные лампы были намного больше по размеру, они в конечном итоге привели к увеличению размеров компьютеров. Компьютеры первого поколения занимали много места в одной комнате, а для некоторых компьютеров даже целую комнату. Кроме того, как и электрические лампочки, электронные лампы потребляли большое количество электричества, а также производили много тепла. Установка электронных ламп была настолько сложной, что они часто плавились. Все эти факторы привели к тому, что разработка компьютера первого поколения стала дорогой. Поэтому компьютеры первого поколения были дорогими, и только крупные организации могли их себе позволить.
Что касается потребностей в программном обеспечении, компьютеры первого поколения полагались на машинный язык, который называется языком программирования нижнего уровня и может быть легко понят для компьютеров. Хотя это помогало компьютерам выполнять множество задач, оно позволяло им выполнять одну операцию за раз. Компьютеры первого поколения не поддерживали многозадачность. В зависимости от сложности операции компьютерам требовалось несколько дней или даже недель для их выполнения.
Примеры компьютеров первого поколения
ENIAC (Electronic Numeric Integrated and Calculator) и UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) - прекрасные примеры компьютеров первого поколения. ENIAC был первым успешным электронным компьютером, разработанным Дж. Преспером Эккертом и Дж. У. Мочли. С другой стороны, UNIVAC был первым изобретенным ими коммерческим компьютером. В 1951 году UNIVAC был передан Бюро переписи населения США.
Примечание: ENIAC был построен с использованием примерно 20 000 электронных ламп, примерно 10 000 конденсаторов и 70 000 резисторов. Для его правильного размещения требовалось большое помещение. Вес этого компьютера первого поколения составил более 30 тонн.
Некоторые другие примеры компьютеров первого поколения перечислены ниже:
- EDVAC
- EDSAC
- IBM-701
- IBM-650
- Manchester Mark 1, Mark 2, Mark 3 и т. д.
Характеристики компьютеров первого поколения
Вот некоторые важные характеристики или особенности компьютеров первого поколения:- Использование технологии электронных ламп
- Только на основе машинного языка
- Использование перфокарт в качестве устройства ввода.
- Использование магнитных лент в качестве запоминающего устройства
- Использование бумажной ленты в качестве устройства вывода (вывод давался только в распечатках)
Преимущества компьютеров первого поколения
Некоторые из преимуществ компьютеров первого поколения перечислены ниже:
- В компьютерах первого поколения в качестве основных компонентов использовались электронные лампы - единственный электронный компонент, доступный в то время.
- Технология вакуумных ламп сделала возможным появление электронных компьютеров.
- Использование машинного языка сделало компьютеры первого поколения относительно быстрее вначале.
- Компьютеры первого поколения были быстрее и могли выполнять вычисления за миллисекунды.
Недостатки компьютеров первого поколения
Некоторые недостатки компьютеров первого поколения перечислены ниже:
- Компьютеры первого поколения были большими по размеру и поэтому не были портативными.
- Емкость компьютеров была очень низкой из-за использования магнитной ленты.
- Компьютеры первого поколения выделяли слишком много тепла, что требовало большой системы охлаждения.
- Устройства ввода и вывода работали медленно.
Читайте также: