Транзисторы это основной элемент компьютеров какого поколения

Поколение ЭВМ

Все 4 поколения

Поколение первое. Компьютеры на электронных лампах.

Компьютеры на основе электронных ламп появились в 40-х годах XX века. Первая электронная лампа — вакуумный диод — была построена Флемингом лишь в 1904 году, хотя эффект прохождения электрического тока через вакуум был открыт Эдисоном в 1883 году. Вскоре Ли де Форрест изобретает вакуумный триод — лампу с тремя

электродами, затем появляется газонаполненная электронная лампа — тиратрон, пятиэлектродная лампа — пентод и т. д. До 30-х годов электронные вакуумные и газонаполненные лампы использовались главным образом в радиотехнике. Но в 1931 году англичанин Винни-Вильямс построил (для нужд экспериментальной физики) тиратронный счетчик электрических импульсов, открыв тем самым новую область применения электронных ламп.

Электронный счетчик состоит из ряда триггеров. Триггер , изобретенный М. А. Бонч- Бруевичем (1918)и — независимо — американцами У. Икклзом и Ф. Джорданом (1919), содержит 2 лампы и в каждый момент может находиться в одном из двух устойчивых состояний; он представляет собой электронное реле. Подобно электромеханическому, оно может быть использовано для хранения одной двоичной цифры.

Использование электронной лампы в качестве основного элемента ЭВМ создавало множество проблем. Из-за того, что высота стеклянной лампы — 7см, машины были огромных размеров. Каждые 7-8 мин. одна из ламп выходила из строя, а так как в компьютере их было 15 — 20 тысяч, то для поискаи замены поврежденной лампы требовалось очень много времени. Кроме того, они выделяли огромное количество тепла, и для эксплуатации «современного» компьютера того времени требовались специальные системы охлаждения.

Чтобы разобраться в запутанных схемах огромного компьютера, нужны были целые бригады инженеров. Устройств ввода в этих компьютерах не было, поэтому данные заносились в память при помощи соединения нужного штеккера с нужным гнездом. Примерами машин I-го поколения могут служить Mark 1, ENIAC, EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), — первая машина с хранимой программой. UNIVAC (Universal Automatic Computer). Первый экземпляр Юнивака был передан в Бюро переписи населения США. Позднее было создано много разных моделей Юнивака, которые нашли применение в различных сферах деятельности. Таким образом, Юнивак стал первым серийным компьютером. Кроме того, это был первый компьютер, где вместо перфокарт использовалась магнитная лента.

Поколение второе. Транзисторные компьютеры.

1 июля 1948 года на одной из страниц «Нью-Йорк Таймс», посвященной радио и телевидению, было помещено скромное сообщение о том, что фирма «Белл телефон лабораториз» разработала электронный прибор, способный заменить электронную лампу. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор фирмы Уолтер Брайттен создали первый действующий транзистор. Это был точечно- контактный прибор, в котором три металлических «усика» контактировали с бруском из поликристаллического германия.

Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к середине 60-х годов были созданы более компактные внешние устройства, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник (!!) и стоимостью всего 20 тыс. долларов (!!) .

Созданию транзистора предшествовала упорная, почти 10- летняя работа, которую еще в 1938 году начал физик теоретик Уильям Шокли. Применение транзисторов в качестве основного элемента в ЭВМ привело к уменьшению размеров компьютеров в сотни раз и к повышению их надежности.

И все-таки самой удивительной способностью транзистора является то, что он один способен трудиться за 40 электронных ламп и при этом работать с большей скоростью, выделять очень мало тепла и почти не потреблять электроэнергию. Одновременно с процессом замены электронных ламп транзисторами совершенствовались методы хранения информации. Увеличился объем памяти, а магнитную ленту, впервые примененнуюв ЭВМ Юнивак, начали использовать как для ввода, так и для вывода информации. А в середине 60-х годов получило распространение хранение информации на дисках. Большие достижения в архитектуре компьютеров позволило достичь быстродействия в миллион операций в секунду! Примерами транзисторных компьютеров могут послужить «Стретч» (Англия), «Атлас» (США). В то время

СССР шел в ногу со временем и выпускал ЭВМ мирового уровня (например «БЭСМ-6»).

Поколение третье. Интегральные схемы.

Подобно тому, как появление транзисторов привело к созданию второго поколения компьютеров, появление интегральных схем ознаменовало собой новый этап в развитии вычислительной техники — рождение машин третьего поколения. Интегральная схема, которую также называют кристаллом, представляет собой миниатюрную электронную схему, вытравленную на поверхности кремниевого кристалла площадью около 10 мм2.

Вам понравится:  Схема подключения датчика уровня топлива ваз 2107 инжектор

Первые интегральные схемы (ИС) появились в 1964 году. Сначала они использовались только в космической и военной технике. Сейчас же их можно обнаружить где угодно, включая автомобили и бытовые приборы. Что же качается компьютеров, то без интегральных схем они просто немыслимы!

Появление ИС означало подлинную революцию в вычислительной технике. Ведь она одна способна заменить тысячи транзисторов, каждый из которых в свою очередь уже заменил 40 электронных ламп. Другими словами, один крошечный кристалл обладает такими же вычислительными возможностями, как и 30-тонный Эниак! БыстродействиеЭВМ третьего поколения возросло в 100 раз, а габариты значительно уменьшились.

Ко всем достоинствам ЭВМ третьего поколения добавилось еще и то, что их производство оказалось дешевле, чем производство машин второго поколения. Благодаря этому, многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения самых различных задач. Большинство созданных до этого ЭВМ являлись специализированными машинами, на которых можно было решать задачи какого-то одного типа.

Источник

Второе поколение компьютеров: транзисторы

Разработка компьютеров началась в первом поколении, но возникли некоторые проблемы, такие как размер, скорость, надежность и другие. Все эти проблемы стимулировали развитие и были направлены на максимальное минимизацию таких проблем. Это в конечном итоге представило второе поколение компьютеров.

В этой статье мы поговорим о втором поколении компьютеров, его истории, примерах, преимуществах и недостатках и многом другом.

Что такое компьютер второго поколения?

Компьютеры второго поколения были разработаны с использованием транзисторов в качестве основного компонента вместо электронных ламп, используемых в первом поколении. Транзисторы были намного лучше электронных ламп, потому что транзисторы были относительно небольшого размера, быстродействующими и дешевыми. Кроме того, транзистор потреблял меньше энергии и позволял компьютеру быть более надежным.

Хотя транзистор был изобретен в 1947 году, он не использовался в компьютерах. Транзисторы использовались во многих электронных устройствах в конце 1950-х годов. Позже его также использовали в компьютерах вместо электронных ламп. Поскольку первый компьютер на базе транзисторов, названный TX-0, был представлен в 1956 году, некоторые источники говорят, что второе поколение началось в 1956 году. Однако с 1959 по 1965 год транзисторы широко использовались в компьютерах. Поэтому периодом второго поколения компьютеров считается с 1959 по 1965 год.

Примечание. Транзистор относится к полупроводниковому устройству, которое помогает усиливать или переключать электронные сигналы и электрическую мощность. Он был изобретен в Bell Labs совместно тремя людьми: Уильямом Шокли, Уолтером Хаузером Браттейном и Джоном Бардином в 1947 году.

На следующем изображении показан структурный вид транзисторов:

В отличие от компьютеров первого поколения, компьютеры второго поколения использовали язык ассемблера вместо двоичного машинного языка. Это позволило разработчикам вводить инструкции словами. Кроме того, в качестве ранних версий были представлены языки высокого уровня, такие как COBOL и FORTRAN, которые также использовались в компьютерах второго поколения. В компьютерах второго поколения обычно использовалась пакетная обработка в сочетании с многопрограммной операционной системой.

Кроме того, компьютеры использовали магнитные сердечники в качестве первичной памяти, а магнитные ленты и диски — в качестве других запоминающих устройств. Эти компьютеры были названы первым типом компьютеров, которые могли хранить инструкции в своей памяти из-за использования технологии магнитного сердечника.

Примеры компьютеров второго поколения

В компьютерах второго поколения использовались арифметические схемы и наборы индексных резисторов, что делало эти компьютеры относительно отличными от компьютеров, разработанных в первом поколении с использованием электронных ламп. Благодаря таким схемам во втором поколении компьютеры имели изолированные операции ввода и вывода, что в конечном итоге помогло эффективно управлять операциями как с фиксированной, так и с плавающей точкой.

Компьютеры второго поколения широко использовались в коммерческих целях, особенно для бизнеса и научных работ. UNIVAC 1108 , CDC 3600 , IBM 7070 и IBM 7094 — отличные примеры компьютеров второго поколения.

Компьютеры IBM второго поколения показали примерно в шесть раз более высокую скорость вычислений, чем компьютеры первого поколения, разработанные с использованием электронных ламп. В частности, IBM 7090 был построен с использованием более 50 000 транзисторов и чрезвычайно быстрых магнитных сердечников. Считается, что при совместном использовании восьми каналов данных IBM 7090 был способен выполнять приблизительно 3 000 000 бит операций чтения / записи в секунду. На практике он может обрабатывать около 229 000 сложений или вычитаний, или 39 500 умножений, или 32 700 делений в секунду.

Некоторые другие примеры компьютеров второго поколения перечислены ниже:

  • CDC 1604
  • CDC 3600
  • IBM 1400 серии
  • IBM 1600 серии
  • IBM 7000 серии
  • Honeywell 400 и др.

Характеристики компьютеров второго поколения

Вот некоторые важные характеристики или особенности компьютеров второго поколения:

  • Использование транзисторов в качестве базовой технологии
  • На основе ассемблера и языков программирования высокого уровня.
  • Доступ к телефонной линии для связи
  • Использование магнитных сердечников в качестве первичной памяти и магнитных лент и магнитных дисков в качестве вторичных запоминающих устройств.
  • Использование бумажной ленты в качестве устройства вывода (вывод давался только в распечатках)
Вам понравится:  Штекер для розетки юсб

Преимущества компьютеров второго поколения

Некоторые из преимуществ компьютеров второго поколения перечислены ниже:

  • Из-за использования транзисторов компьютеры второго поколения были сравнительно небольшими и портативными.
  • Компьютеры второго поколения потребляли меньше энергии и выделяли меньше тепла, чем компьютеры первого поколения.
  • Компьютеры второго поколения были относительно дешевле, чем компьютеры первого поколения.
  • Проблема аппаратного сбоя была несколько уменьшена по сравнению с компьютерами первого поколения.
  • Компьютеры второго поколения были надежнее и быстрее. Они могли вычислять данные за микросекунды.

Недостатки компьютеров второго поколения

Некоторые недостатки компьютеров второго поколения перечислены ниже:

  • Даже после того, как компьютеры второго поколения выделяли сравнительно меньше тепла, чем компьютеры первого поколения, система охлаждения все еще требовалась.
  • Компьютеры второго поколения требовали постоянного обслуживания для правильного функционирования.
  • Перфокарты по-прежнему использовались в качестве устройств ввода в компьютерах второго поколения, замедляя процесс ввода, как в компьютерах первого поколения.
  • Хотя компьютеры второго поколения были несколько дешевле компьютеров первого поколения, они все же были дорогими.
  • Компьютеры второго поколения использовались для особых требований, и их коммерческое производство также было затруднено.

Период второго поколения начался в 1959 году и закончился в 1965 году. В компьютерах второго поколения в качестве основного компонента использовались транзисторы. Хотя идея заключалась в том, чтобы добавить больше преимуществ компьютерам второго поколения, чем компьютерам первого поколения, компьютеры второго поколения все же имели некоторые недостатки. В конечном итоге это привело к разработке компьютеров следующего поколения, названных компьютерами третьего поколения.

Источник

Пять поколений компьютеров: с 1-го по 5-е

Поколения компьютеров в основном делятся по уровню развития компьютерных технологий. Каждое поколение определяет основные технологические разработки, на которых были основаны компьютерные системы.

На заре разработки «поколение компьютеров» предназначалось исключительно для иллюстрации различий между аппаратными технологиями. Однако в настоящее время этот термин означает завершение изменений как в аппаратном, так и в программном обеспечении, связанных с развитием компьютеров. В частности, термин «поколение» относится к разработке, которая меняет способ работы компьютеров. Более того, часто вносились улучшения, чтобы компьютерные устройства стали более компактными по размеру, более дешевыми, более мощными и умными и т. д.

Сколько существует поколений компьютеров?

Хотя разработка компьютерных технологий началась примерно в 1940 году, развитие этой технологии началось примерно в 1946 году с первого поколения компьютеров и с тех пор постоянно развивается. На данный момент существует пять поколений компьютеров .

Пять поколений компьютеров

Пять поколений компьютеров перечислены ниже:

Каждое из этих поколений компьютеров также обсуждается ниже с необходимыми деталями и соответствующими изображениями. Разберем подробно каждое поколение:

Первое поколение (1946 — 1959)

Это самое раннее поколение компьютеров, известное как первое поколение компьютеров. Период первого поколения считается с 1946 по 1959 год. В первом поколении компьютеры разрабатывались с использованием электронных ламп в качестве базовой технологии. В компьютерах первого поколения использовался машинный язык, язык программирования самого низкого уровня, поэтому он мог легко обрабатываться и пониматься компьютерами.

ENIAC, сокращение от Electronic Numeric Integrated and Calculator, является наиболее популярным примером компьютера первого поколения. Другие примеры включают UNIVAC, EDVAC, EDSAC, IBM-650, IBM-701, Manchester Mark 1, Mark 2, Mark 3 и т. д.

Преимущества компьютеров первого поколения


Ниже перечислены основные преимущества компьютеров первого поколения:

  • Электронные лампы использовались в компьютерах первого поколения, и это поколение помогло внедрить компьютерные устройства.
  • Благодаря использованию машинных языков компьютеры этого поколения были быстрее на раннем этапе развития.
  • Компьютеры могли выполнять вычисления за миллисекунды.

Недостатки компьютеров первого поколения


Ниже перечислены основные недостатки компьютеров первого поколения:

  • Компьютеры первого поколения были очень большими и могли покрыть целую комнату.
  • Компьютеры этого поколения выделяли слишком много тепла и требовали большой системы охлаждения.
  • Емкость запоминающих устройств в компьютерах в этом поколении была очень низкой.

Второе поколение (1959-1965)

Во втором поколении компьютеры использовали языки ассемблера вместо двоичных машинных языков. Кроме того, в этом поколении были представлены ранние версии языков высокого уровня, такие как COBOL и FORTRAN

CDC-3600 и IBM-7094 — самые популярные компьютеры второго поколения. К другим примерам относятся компьютеры серий UNIVAC-1108, IBM-7070, CDC-1604, IBM-1400, серии IBM-1600, серии IBM-7000, Honeywell-400 и т. д.

Преимущества компьютеров второго поколения

Ниже перечислены основные преимущества компьютеров второго поколения:

  • Транзистор помог сделать компьютер второго поколения немного меньше, чем компьютер первого поколения.
  • Благодаря технологии магнитного сердечника компьютеры этого поколения могут хранить инструкции в памяти.
  • Компьютеры стали быстрее, надежнее и могли выполнять вычисления за микросекунды.

Недостатки компьютеров второго поколения

Ниже перечислены основные недостатки компьютеров второго поколения:

  • Во втором поколении по-прежнему требовалась система охлаждения.
  • Компьютеры второго поколения требовали регулярного обслуживания.
  • Стоимость компьютера все еще оставалась высокой; однако меньше, чем компьютер первого поколения.
Вам понравится:  Соединитель розетка 10 конт wago 734 110

Третье поколение (1965 — 1971)

Третье поколение компьютеров характеризовалось использованием в компьютерах интегральных схем (ICs), а не транзисторов. Период третьего поколения считается с 1965 по 1971 год. В этом поколении интегральные схемы использовались как основная часть технологии. Интегральные схемы были очень маленькими по размеру и помогли сделать компьютер меньше, чем его предшественник.

Кроме того, в этом поколении были представлены усовершенствованные устройства ввода-вывода, такие как мышь, клавиатура и монитор. До появления этих устройств в компьютерах использовались перфокарты и распечатки. Что касается языков, компьютеры третьего поколения использовали языки более высокого уровня, такие как COBOL, BASIC, ALGOL-68, PASCAL PL/1, FORTRAN-II-IV и т. д.

Компьютеры, разработанные в рамках семейства IBM-360, являются лучшими образцами компьютеров третьего поколения. Другие примеры включают PDP-8, PDP-11, TDC-316, Honeywell-6000 series, ICL 2900 и т. д. Кроме того, в сегодняшнем поколении компьютеров до сих пор используются интегральные схемы.

Преимущества компьютеров третьего поколения

Ниже перечислены основные преимущества компьютеров третьего поколения:

  • Компьютеры третьего поколения были меньше компьютеров предыдущего поколения, что делало компьютеры второго поколения портативными и доступными для коммерческого использования по относительно низким ценам.
  • Компьютеры были быстрыми, надежными и могли выполнять вычисления за наносекунды. У них также было больше места для хранения.
  • Компьютеры третьего поколения производили меньше тепла и стали более энергоэффективными, чем компьютеры предыдущего поколения.

Недостатки компьютеров третьего поколения

Ниже перечислены основные недостатки компьютеров третьего поколения:

  • Для компьютеров третьего поколения также требовалась система охлаждения.
  • В то время производство и обслуживание интегральных схем было трудным.
  • Цена на компьютеры третьего поколения для личных нужд оставалась высокой.

Четвертое поколение (1971-1980)

Период четвертого поколения рассматривается с 1971 по 1980 год. В течение этого поколения разрабатывались компьютеры, в которых микропроцессор был основным компонентом технологии. Микропроцессоры также были основаны на технологиях LSI (крупномасштабная интеграция) и VLSI (очень крупномасштабная интеграция). Они были разработаны путем сборки нескольких интегральных схем на одном кремниевом кристалле.

Микропроцессоры не только помогли уменьшить размеры компьютеров, но также сделали их такими мощными и надежными. Благодаря своим компактным размерам компьютеры стали доступны для личного использования в четвертом поколении. Кроме того, в компьютерах этого поколения использовались языки программирования высокого уровня, такие как C, C ++, DBASE и др. В компьютерах этого поколения также использовались сетевые распределенные операционные системы с разделением времени.

IBM-5100, Altair-8800 и Micral — самые популярные компьютеры четвертого поколения. Другие примеры включают PDP-11, DEC-10, IBM-4341, STAR-1000, CRAY-1, CRAY-X-MP и т. Д. Кроме того, микропроцессоры все еще используются в сегодняшнем поколении (пятое поколение компьютеров). Однако в нынешнем поколении они не считаются базовой технологией.

Преимущества компьютеров четвертого поколения

Ниже перечислены основные преимущества компьютеров четвертого поколения:

  • Благодаря компактным размерам компьютер стал широко доступен для коммерческого и личного использования. Это также привело к революционному использованию персональных компьютеров (ПК).
  • Компьютеры четвертого поколения были быстрее, меньше, надежнее и энергоэффективнее своих предшественников. Кроме того, у компьютеров четвертого поколения была большая доступность хранилища.
  • Значительно снижено количество тепла в компьютерах четвертого поколения. Выделяемое тепло было почти незначительным, и, следовательно, в системе кондиционирования больше не было необходимости.

Недостатки компьютеров четвертого поколения

Ниже перечислены основные недостатки компьютеров четвертого поколения:

  • Создание схем СБИС и микропроцессоров было сложным и требовало сложных технологий и передовых технических навыков.
  • Вентилятор охлаждения был включен в компьютеры вместо системы кондиционирования воздуха. Эти охлаждающие вентиляторы создавали шум при интенсивном использовании компьютеров.
  • В компьютерах четвертого поколения по-прежнему использовались интегральные схемы, поэтому для создания и сборки этих ИС требовались высокие технические навыки.

Пятое поколение (с 1980 г. по настоящее время)

Компьютеры пятого поколения основаны на технологии ULSI (Ultra Large Scale Integration), программном обеспечении AI (искусственный интеллект) и аппаратном обеспечении параллельной обработки. ULSI произвел революцию в разработке микропроцессоров. Теперь около десяти миллионов электронных устройств можно собрать на одной микросхеме микропроцессора. С другой стороны, AI помогает компьютерам эффективно реагировать на естественные языки.

Считается, что период пятого поколения начался в 1980 году и продолжается. Это означает, что нынешнее поколение — это пятое поколение компьютеров. В компьютерах пятого поколения интегральные схемы все еще используются для удовлетворения различных потребностей. Однако основная технология — это AI, где еще есть возможности для улучшения.

В пятом поколении компьютеры особенно основаны на логическом программировании и массовых параллельных вычислениях. В этом поколении поддерживаются все языки высокого уровня. Некоторые из таких языков включают C, C ++, Java, .NET и др. Кроме того, используются многопоточные и распределенные операционные системы. Распространенными примерами компьютеров пятого поколения являются настольные ПК, ноутбуки, ноутбуки, Chromebook, Ultrabook, планшеты и т. д.

Источник

Поделиться с друзьями
Радиолюбительские схемы
Adblock
detector