En las últimas décadas, la humanidad ha entrado en la era de las computadoras. Las computadoras inteligentes y poderosas, basadas en los principios de las operaciones matemáticas, trabajan con información, administran las actividades de máquinas individuales y fábricas completas, controlan la calidad de los productos y varios productos. En nuestro tiempo, la tecnología informática es la base para el desarrollo de la civilización humana. En el camino a esta posición, hubo que pasar por un camino corto pero muy turbulento. Y durante mucho tiempo estas máquinas no se llamaron computadoras, sino computadoras (computadoras).
Clasificación informática
De acuerdo con la clasificación general, las computadoras se distribuyen a lo largo de varias generaciones. Las propiedades determinantes cuando se clasifican los dispositivos en una generación en particular son sus estructuras y modificaciones individuales, tales requisitos para las computadoras electrónicas como la velocidad, el tamaño de la memoria, los métodos de control y los métodos de procesamiento de datos.
Por supuestola distribución de las computadoras será, en cualquier caso, condicional: hay una gran cantidad de máquinas que, según algunos signos, se consideran modelos de una generación y, según otros, pertenecen a otra completamente diferente.
Como resultado, estos dispositivos pueden clasificarse como etapas no coincidentes de la formación de modelos de tipo computación electrónica.
En cualquier caso, la mejora de los ordenadores pasa por una serie de etapas. Y la generación de computadores de cada etapa tiene diferencias significativas entre sí en cuanto a bases elementales y técnicas, ciertos soportes de un tipo matemático particular.
La primera generación de computadoras
Máquinas informáticas de primera generación desarrolladas en los primeros años de la posguerra. Se crearon ordenadores electrónicos no muy potentes, basados en lámparas de tipo electrónico (las mismas que en todos los modelos de TV de aquellos años). Hasta cierto punto, esta fue la etapa de formación de tal técnica.
Las primeras computadoras se consideraron tipos experimentales de dispositivos que se formaron para analizar conceptos existentes y nuevos (en varias ciencias y en algunas industrias complejas). El volumen y la masa de las máquinas informáticas, que eran bastante grandes, a menudo requerían salas muy grandes. Ahora parece un cuento de hadas de años pasados y ni siquiera del todo reales.
La introducción de datos en las máquinas de la primera generación se realizó mediante el método de carga de tarjetas perforadas, y la gestión del programa de las secuencias de funciones de resolución se llevó a cabo, por ejemplo, en ENIAC, mediante el método de ingreso enchufes y formas de una esfera tipográfica.
A pesar deal hecho de que dicho método de programación tomó mucho tiempo para preparar la unidad, para las conexiones en los campos de composición tipográfica de los bloques de la máquina, brindó todas las oportunidades para demostrar las "habilidades" matemáticas de ENIAC, y con beneficios significativos tenía diferencias con el método de cinta perforada del programa, que es adecuado para máquinas de tipo relé.
El principio de "pensar"
Los empleados que trabajaron en las primeras computadoras no se iban, estaban constantemente cerca de las máquinas y monitoreaban la eficiencia de los tubos de vacío existentes. Pero tan pronto como al menos una lámpara falló, ENIAC se levantó instantáneamente, todos a toda prisa buscaron la lámpara rota.
La razón principal (aunque aproximada) del frecuente reemplazo de las lámparas fue la siguiente: el calentamiento y el resplandor de las lámparas atraían a los insectos, estos volaban dentro del volumen interno del aparato y "ayudaban" a crear un corto circuito eléctrico. circuito. Es decir, la primera generación de estas máquinas era muy vulnerable a las influencias externas.
Si imaginamos que estas suposiciones podrían ser ciertas, entonces el concepto de "errores" ("bugs"), que significa errores y pifias en el software y hardware de los equipos informáticos, tiene un significado completamente diferente.
Bueno, si las luces del automóvil funcionaran correctamente, el personal de mantenimiento podría ajustar el ENIAC para otra tarea reorganizando manualmente las conexiones de unos seis mil cables. Todos estos contactos tuvieron que cambiarse nuevamente cuando surgió un tipo diferente de tarea.
Máquinas en serie
La primera computadora electrónica, que comenzó a fabricarse en masa, fue UNIVAC. Se convirtió en el primer tipo de computadora digital electrónica multipropósito. UNIVAC, que data de 1946-1951, requería un período de adición de 120 µs, multiplicaciones totales de 1800 µs y divisiones de 3600 µs.
Tales máquinas requerían un área grande, mucha electricidad y tenían un número significativo de lámparas electrónicas.
En particular, la computadora electrónica soviética "Strela" tenía 6400 de estas lámparas y 60 mil copias de diodos de tipo semiconductor. La velocidad de esta generación de computadoras no superaba las dos o tres mil operaciones por segundo, el tamaño de la memoria RAM no superaba los dos Kb. Solo la unidad M-2 (1958) alcanzó la memoria RAM de unos cuatro KB, y la velocidad de la máquina alcanzó las veinte mil acciones por segundo.
ordenadores de segunda generación
En 1948, varios científicos e inventores occidentales obtuvieron el primer transistor en funcionamiento. Era un mecanismo de contacto puntual en el que tres finos hilos metálicos estaban en contacto con una tira de material policristalino. En consecuencia, la familia de ordenadores mejoró ya en esos años.
Los primeros modelos de computadoras transistorizadas lanzados datan de la última mitad de la década de 1950, y cinco años más tarde aparecieron formas externas de la computadora digital con funciones muy mejoradas.
Características de la arquitectura
Uno deEl principio importante del transistor es que en una sola copia podrá hacer algo de trabajo para 40 lámparas ordinarias, e incluso entonces mantendrá una mayor velocidad de operación. La máquina emite una cantidad mínima de calor y casi no utilizará fuentes eléctricas ni energía. En este sentido, los requisitos para las computadoras electrónicas personales han crecido.
Paralelamente a la sustitución paulatina de las lámparas convencionales de tipo eléctrico por transistores eficientes, se ha incrementado la mejora de la técnica de almacenamiento de los datos disponibles. La expansión de la memoria está en marcha y la cinta magnética modificada, que se utilizó por primera vez en la primera generación de computadoras UNIVAC, ha comenzado a mejorar.
Cabe señalar que a mediados de los años sesenta del siglo pasado se utilizó el método de almacenamiento de datos en discos. ¡Los avances significativos en el uso de las computadoras hicieron posible obtener una velocidad de un millón de operaciones por segundo! En particular, "Stretch" (Gran Bretaña), "Atlas" (EE. UU.) se pueden contar entre las computadoras de transistores ordinarias de la segunda generación de computadoras electrónicas. En ese momento, la URSS también producía modelos informáticos de alta calidad (en particular, BESM-6).
El lanzamiento de las computadoras basadas en transistores provocó una reducción en su volumen, peso, costos de electricidad y el costo de las máquinas, así como una mayor confiabilidad y eficiencia. Esto permitió aumentar el número de usuarios y la lista de tareas a resolver. Teniendo en cuenta las características que distinguieron a la segunda generación de computadoras,los desarrolladores de tales máquinas comenzaron a construir formas algorítmicas de lenguajes para ingeniería (en particular, ALGOL, FORTRAN) y tipos de cálculos económicos (en particular, COBOL).
Los requisitos de higiene de los ordenadores electrónicos también están aumentando. En los años cincuenta hubo otro gran avance, pero todavía estaba lejos del nivel moderno.
Importancia del sistema operativo
Pero incluso en ese momento, la principal tarea de la tecnología informática era reducir los recursos: el tiempo de trabajo y la memoria. Para solucionar este problema, comenzaron a diseñar prototipos de los sistemas operativos actuales.
Los tipos de los primeros sistemas operativos (SO) permitieron mejorar la automatización del trabajo de los usuarios de computadoras, cuyo objetivo era realizar ciertas tareas: ingresar datos del programa en la máquina, llamar a los traductores necesarios, llamar las subrutinas de la biblioteca moderna necesarias para el programa, etc.
Por lo tanto, además del programa y diversa información, en las computadoras de segunda generación era necesario dejar también una instrucción especial, donde se indicaban los pasos de procesamiento y una lista de datos sobre el programa y sus desarrolladores. Después de eso, una cierta cantidad de tareas para operadores (conjuntos con tareas) comenzó a introducirse en máquinas en paralelo, en estas formas de sistemas operativos era necesario dividir los tipos de recursos informáticos entre ciertas formas de tareas: un método de multiprogramación de trabajando para estudiar datos apareció.
Tercera generación
Debido al desarrolloLa tecnología de creación de circuitos integrados (IC) de computadoras logró obtener una aceleración de la velocidad y grado de confiabilidad de los circuitos semiconductores existentes, así como otra reducción en sus dimensiones, la cantidad de energía utilizada y el precio.
Las formas integradas de microcircuitos ahora comenzaron a fabricarse a partir de un conjunto fijo de piezas de tipo electrónico, que se suministraban en obleas de silicio alargadas rectangulares, y tenían una longitud de un lado de no más de 1 cm. Este tipo de oblea (cristales) se coloca en una caja de plástico de pequeños volúmenes, las dimensiones solo se pueden calcular utilizando la selección de los llamados. "piernas".
Por estas razones, el ritmo de desarrollo de las computadoras comenzó a aumentar rápidamente. Esto hizo posible no solo mejorar la calidad del trabajo y reducir el costo de tales máquinas, sino también formar dispositivos de un tipo de masa pequeño, simple, económico y confiable: una minicomputadora. Estas máquinas fueron diseñadas originalmente para resolver problemas altamente técnicos en varios ejercicios y técnicas.
El momento culminante de esos años fue la posibilidad de unificar las máquinas. La tercera generación de computadoras se crea teniendo en cuenta modelos individuales compatibles de diferentes tipos. Todas las demás aceleraciones en el desarrollo de software matemático y varios contribuyen a la formación de programas por lotes para la resolución de problemas estándar de un lenguaje de programación orientado a problemas. Luego, por primera vez, aparecen paquetes de software, formas de sistemas operativos en los que se desarrolla la tercera generación de computadoras.
Cuarta generación
Mejora activa de los dispositivos electrónicos de las computadorascontribuyó a la aparición de los grandes circuitos integrados (LSI), donde cada cristal contenía varios miles de piezas de tipo eléctrico. Gracias a esto, comenzaron a producirse las siguientes generaciones de computadoras, cuya base elemental recibió una mayor cantidad de memoria y ciclos reducidos para la implementación de comandos: el uso de bytes de memoria en una operación de máquina comenzó a disminuir significativamente. Pero, como los costes de programación apenas han disminuido, han pasado a primer plano las tareas de reducción de recursos de tipo puramente humano, y no de tipo máquina, como antes.
Se produjeron sistemas operativos de los siguientes tipos, que permitieron a los operadores mejorar sus programas directamente detrás de las pantallas de las computadoras, esto simplificó el trabajo de los usuarios, como resultado de lo cual pronto aparecieron los primeros desarrollos de una nueva base de software. Este método contradecía absolutamente la teoría de las etapas iniciales del desarrollo de la información, que utilizaba computadoras de primera generación. Ahora las computadoras comenzaron a usarse no solo para registrar grandes cantidades de información, sino también para la automatización y mecanización de varios campos de actividad.
Cambios a principios de los setenta
En 1971 se estrenó un gran circuito integrado de computadoras, donde se ubicaba todo el procesador de una computadora de arquitecturas convencionales. Ahora es posible organizar en un gran circuito integrado casi todos los circuitos de tipo electrónico que no eran complejos en una arquitectura informática típica. Así, las posibilidades de producción en masa de dispositivos convencionales para pequeñosprecios. Esta fue la nueva cuarta generación de computadoras.
Desde entonces, se han producido muchos circuitos de control y de bajo costo (utilizados en computadoras de teclado compacto) que caben en una o varias placas de circuito integrado grandes con procesadores, RAM suficiente y una estructura de conexiones con tipo ejecutivo. sensores en mecanismos de control
Los programas que funcionaban con la regulación de la gasolina en los motores de los automóviles, con la transferencia de cierta información electrónica o con modos fijos de lavado, se introdujeron en la memoria de la computadora o utilizando varios tipos de controladores, o directamente en las empresas.
Los años setenta vieron el comienzo de la producción de sistemas informáticos universales que combinaban un procesador, una gran cantidad de memoria, circuitos de varias interfaces con un mecanismo de entrada-salida ubicado en un gran circuito integrado común (el llamado computadoras de un solo chip) o, en otras versiones, grandes circuitos integrados ubicados en una placa de circuito impreso común. Como resultado, cuando se generalizó la cuarta generación de computadoras, comenzó una repetición de la situación que se había desarrollado en los años sesenta, cuando modestas minicomputadoras realizaban parte del trabajo en grandes computadoras mainframe.
Propiedades de la computadora de cuarta generación
Las computadoras electrónicas de cuarta generación eran complejas y tenían capacidades ramificadas:
- modo multiprocesador normal;
- programas de tipo paralelo-secuencial;
- tipos de lenguajes informáticos de alto nivel;
- emergenciaprimeras redes informáticas.
El desarrollo de las capacidades técnicas de estos dispositivos estuvo marcado por las siguientes disposiciones:
- Retardo de señal típico de 0,7 ns/v.
- El principal tipo de memoria es un semiconductor típico. El período de generación de información de este tipo de memoria es de 100 a 150 ns. Memoria - 1012-1013 caracteres.
Uso de la implementación de hardware de los sistemas operativos
Los sistemas modulares han comenzado a utilizarse para herramientas de tipo software.
La primera computadora electrónica personal se creó en la primavera de 1976. Basándose en los controladores integrados de 8 bits de un circuito de juego electrónico convencional, los científicos produjeron una máquina de juego Apple convencional programada en BASIC, que ganó gran popularidad. A principios de 1977, apareció Apple Comp., y comenzó la producción de las primeras computadoras personales Apple en la Tierra. La historia de este nivel informático destaca este evento como el más importante.
Hoy en día, Apple fabrica computadoras personales Macintosh, que en muchos aspectos superan a los modelos de PC de IBM. Los nuevos modelos de Apple se distinguen no solo por su calidad excepcional, sino también por sus amplias capacidades (según los estándares modernos). También se ha desarrollado un sistema operativo especial para ordenadores de Apple, que tiene en cuenta todas sus características excepcionales.
La quinta generación de computadoras
En los años ochenta, el proceso de desarrollo de las computadoras (generaciones de computadoras) entra en una nueva etapa: las máquinas de quinta generación. La aparición de estos dispositivos.asociado con el desarrollo de los microprocesadores. Desde el punto de vista de la construcción de sistemas, es característica la absoluta descentralización del trabajo, y considerando el software y las bases matemáticas, es característico el movimiento al nivel del trabajo en la estructura del programa. La organización del trabajo de las computadoras electrónicas está creciendo.
La eficiencia de la quinta generación de computadoras es de ciento ocho a ciento nueve operaciones por segundo. Este tipo de máquina se caracteriza por un sistema multiprocesador, que se basa en microprocesadores de tipos debilitados, que se utilizan inmediatamente en plural. Ahora bien, existen tipos de máquinas de computación electrónica que están dirigidas a tipos de lenguajes informáticos de alto nivel.
