Základná počítačová základňa sa nazýva ich hlavná elektronická súčasť. Táto zložka sa líši v závislosti od generovania počítačov. Generácie základne počítačových prvkov vysvetľujú históriu vývoja počítača založenú na vyvíjajúcich sa technológiách. S každou novou generáciou počítačových obvodov sa ich veľkosť zmenila na miniatúrne, zdvojnásobila sa rýchlosť spracovania informácií, zvýšila sa pamäť a zlepšenie pohodlia a spoľahlivosti. Časová os, nastavená pre každú generáciu, je dôležitá pre pochopenie toho, čo je základom počítača. Ale nie je definovaná až do konca a považuje sa za skôr podmienenú. Generácie elementovej základne sú skutočne založené na vyvíjajúcej sa technológii čipov a nie na žiadnom konkrétnom časovom rámci.
Prvá generácia počítačov sa objavila v rokoch 1940-1950. Počítače prvej generácie boli v skutočnosti prvými univerzálnymi a originálnymi digitálnymi počítačmi. Zdá sa, že nahrádzajú elektromechanické systémy, ktoré boli príliš pomalé na priradenie úloh. Prvé počítačové generátory používali na prepínanie vákuové trubice. Utesnené sklo umožnilo prúdu pretekať cez drôty z vlákienna kovové dosky.
základný prvok počítač, rúrky boli vyrobené z uzavretých sklenených nádob s veľkosťou žiarovky. V systéme neboli žiadne pohyblivé časti. Elementárnym základom prvej generácie boli lampy, ktoré sa nazývali diódy a triódy. Vstup a výstup boli vykonávané s použitím dierovaných kariet, magnetických bubnov, písacích strojov a čítačiek kariet. Rozhranie systému bolo vykonané pomocou pluginov a jazyka počítača.
Základná základňa počítača prvej generácie bola ťažko použiteľná. Prístroje pripojili elektrické obvody pripojením viacerých káblov ku konektorom. Potom použili špeciálne punčové karty a čakali niekoľko hodín, aby získali výsledok pre akúkoľvek formu výpočtu. Prvé počítače boli také veľké, že obsadili celú miestnosť. Jazyk zostavy a softvér operačného systému stále chýbali. Systémy by mohli naraz vyriešiť iba jeden problém. Tieto stroje boli navrhnuté pre prevádzku v nízkych hladinách, programovanie a vykonáva len pomocou binárnych číslic 0 a 1.
Jednou z najväčších počítača v tejto dobe bol ENIAC (Electronic Numerical Integrator a počítač), navrhnutý a postavený inžinier John Mauchly a J. Presper Eckert z University of Pennsylvania. Jeho zbierku vytvoril tím päťdesiatich ľudí. ENIAC bol 1000 krát rýchlejší ako predchádzajúce elektromechanické počítače, ale oveľa pomalšie, keď bol preprogramovaný. Okrem inéhoENIAC sa použil na štúdium schopností termojadrových zbraní, spaľovania balistických delostrelectva a tepelných zapaľovacích motorov a niekedy aj predpovedí počasia. Tieto systémy boli obrovské a obsadili celé miestnosti s použitím veľkého množstva elektrickej energie, čo z nich spôsobilo neznesiteľné teplo.
Univerzálny automatický počítač
UNIVAC (univerzálny automatický počítač) vytvorili všetci inžinieri - John McClie a John Presper Eckert. Počítač bol prvý v tej istej dobe, ktorý bol určený na komerčné účely okrem vojenského použitia. Použil svoju elementárnu základňu a pomerne dobre manipuloval s abecedami a číslami a bol používaný americkým úradom pre sčítanie ľudu na prenos celkovej populácie. Neskôr bol zvyknutý zostavovať správy o predaji spoločnosti a dokonca predpovedať výsledky prezidentských volieb v roku 1952. Na rozdiel od viac ako 17 000 vysávačov ENIAC, UNIVAC I používal len viac ako 5 000 žiaroviek. Bol tiež dvakrát väčší ako jeho predchodca. Bolo predaných viac ako 46 týchto počítačov.
Počítače druhej generácie: 1950-1960
Počítače druhej generácie boli počítače, v ktorých sa namiesto podtlakových svietidiel používali tranzistory. Toto bola základná základňa druhej generácie. Nové počítače boli lepšie ako ich predchodcovia v mnohých ohľadoch z dôvodu pomerne malej veľkosti, rýchlosti a nižších nákladov. Tranzistory sú stavebnými blokmi takmer všetkých mikročipov a sú spoľahlivejšie,energeticky efektívne a schopné vykonávať elektrickú energiu rýchlejšie a lepšie ako vákuové trubice.
Keď sa rúrkový prvok základných počítačov druhej generácie, ktorý zahŕňal tranzistory, prepínače alebo bolo elektronickej uzávierky použité pre zlepšenie alebo ovládanie prúdu alebo povolenie alebo zakázanie elektrické signály. Tranzistory sa nazývajú polovodiče, pretože obsahujú prvky, ktoré sú medzi vodičmi a izolátory.
Vynález sa tranzistorových polovodičov
polovodiče tranzistor bol vynájdený Bell Laboratories v roku 1947 vedci William Shockley, John Bardeen a Walter Brattentom ale nie je uvoľnená do polovice roka 1950. Technici a tvorcovia nových komponentov videli budúcnosť generácia počítačov druhých zlepšenie postupov pre vstup a výstup dát. Spočiatku tieto procesy boli podobné ako u najnovších modelov z prvej generácie počítačov. Práca bola veľmi časovo náročné a zdĺhavé, pretože práca zahŕňala niekoľko zamestnancov, ktorí boli vyrazené z jednej miestnosti do druhej.
dát pre dávkový systém
Za účelom urýchlenia procesu bol vytvorený a realizovaný dávkový systém. To zahŕňalo zber dát z rôznych úloh viac diernych štítkov a podanie je na magnetickú pásku s použitím relatívne malé a nenákladný systém. IBM-1401 bol jedným z týchto počítačov. Pre neho, použitý operačný systém IBM-7094 a Fortran Monitor systému. Po dokončení spracovania údajov boli súbory prenesené späť na magnetickú pásku. Použitie menejNapríklad dáta IBM-1401 môžu byť vytlačené na niekoľkých punčoch ako výstupné informácie. To boli predzvesťou softvéru operačného systému.
Charakteristiky počítačov druhej generácie
Potom začal proces aktualizácie obmedzujúceho kódu binárneho stroja do jazykov, ktoré plne podporovali symbolické a alfanumerické kódovanie. Programátori by teraz mohli písať montérov a jazykov na vysokej úrovni, ako napríklad FORTRAN, COBOL, SNOWBALL a BASIC.
Včasné superpočítače boli len niektoré stroje, ktoré používali tranzistory. Príkladmi týchto systémov boli UNIVAC LARC univerzálny blok od Sperry Rand (1960) a IBM-7030 Stretch superpočítač (1961) a mainframe CDC 6600 (1963).
Tretia generácia počítačov: 1960-1970
Elementárna základňa tretej generácie počítačových integrovaných obvodov a multiprogramovania. Počítače tretej generácie použili namiesto tranzistorov integrovaný obvod čipov (IC). Implementácia týchto počítačov bola v súlade s Mooreovým zákonom, ktorý stanovil, že veľkosť tranzistorov klesla tak rýchlo, že ich počet v systéme sa zdvojnásobil každé dva roky.
Výhody integrovaných obvodov
Semiconductor IC obsahoval veľký počet tranzistorov, kondenzátorov a diód. Potom boli vytlačené na samostatných častiach dosky. Manuálne pripojenie kondenzátorov a diód v tranzistoroch bolo náročné na prácu a nie úplne spoľahlivé. Jack Kilby z Texas Instruments a Robert Noyce z Fairchild Corporation individuálne identifikovali výhody integrovaných obvodov v rokoch 1958 a 1959resp. Kilby postavil svoju IP v Nemecku, zatiaľ čo Noyce je na silikónovom čipu.
Prvý systém, ktorý používa protokol IP, bol IBM 360, ktorý slúžil na zvládnutie komerčných aj vedeckých úloh. Po umiestnení viacerých tranzistorov na jeden čip sa okrem zníženia nákladov výrazne zvýšila rýchlosť a výkon každého počítača. Od okamihu svojho vynálezu sa rýchlosť IP zdvojnásobila každé dva roky, čo ďalej znižovalo veľkosť a náklady na počítače.
Používanie integrovaných obvodov na moderných počítačoch
V súčasnosti takmer všetky elektronické zariadenia používajú niektoré formy integrovaných obvodov umiestnené na doskách s plošnými spojmi. Na rozdiel od obvodu IC sa zlepšila interakcia s počítačmi. Namiesto dierovaných kariet pre vstupné a výstupné dáta sa informácie zobrazujú prostredníctvom vizuálnych displejov, použitých klávesníc a vylepšených periférnych vstupných zariadení. Počítače teraz používajú softvér operačného systému na správu zariadení a zdrojov, čo umožnilo systémom spustiť rôzne programy súčasne. K tomu došlo v dôsledku centralizovaných aplikácií, ktoré riadili prideľovanie pamäte. Počítače sú dostupné širokej verejnosti z dôvodu ich veľkosti a reálnej hodnoty. Táto generácia tiež spustila koncepciu "počítačovej rodiny", ktorá povzbudila výrobcov, aby prišli s počítačovými komponentmi, ktoré sú kompatibilné s inými systémami. Príkladmi týchto systémov boli superpočítače Scientific Systems Systems Sigma 7 (1966) a superpočítače IBM-360(1964) a CDC 8600 (1969).
Štvrtá generácia počítačov od roku 1970 do dnešného dňa
mikroprocesorom, operačný systém a GUI - prvok základne moderných počítačov. Narodenie mikroprocesora bolo zároveň zrodom mikropočítača. To tiež zodpovedalo Moorovmu zákonu, ktorý od roku 1965 predpovedal exponenciálny rast tranzistora a mikročipu. Spoločnosť Intel, jej inžinieri Ted Hoff, Federico Fahhyn a Stan Mazor v novembri 1971 predstavila ako prvá na svete one-chip mikroprocesor Intel 4004. Skutočnosť, že prvá generácia zapĺňa priestor, teraz by mohol nastaviť dlaň. Samozrejme, nový mikročip bol od roku 1946 rovnako výkonný ako počítač ENIAC. Štvrtá generácia a jej základná základňa zohrávajú dôležitú úlohu pri vytváraní rôznych zariadení.
Procesor Intel 4004
Čoskoro výrobcovia začali integrovať tieto mikročipy do svojich nových počítačov. V roku 1973 bol Xerox Alto prepustený z PARC. Jednalo sa o osobný počítač, ktorý obsahoval Ethernet port, myš a grafické rozhranie bitové displeja, ktorá je prvou svojho druhu. V roku 1974 spoločnosť Intel predstavila 8-bitový univerzálny mikroprocesor nazvaný "8808". Potom programátor Gary Arlen Kyldall začal vytvárať softvér založený na disk známy ako "riadenie programu pre mikropočítače" (CPM). Stala sa prototypom modernej elementárnej základne počítača.
Prvý domáci osobný počítač
V roku 1981, International Business Machine predstavila svoj prvý počítač pre domácnosti, kde pracoval procesor 4004. Bol známy ako IBM PC. Spoločnosť spolupracujeBill Gates, ktorý zakúpil operačný systém disk z Seattle Computer produktu a šíriť ju s novým počítačom IBM. Architektúra IBM PC sa stala štandardným trhovým modelom.
Vytvorenie operačný systém Windows
Apple pod vedením Steve Jobs zmenil softvéru hru, keď vyšiel v roku 1984, Apple Macintosh počítač s lepšou GUI (Graphical User Interface) rozhranie pomocou myšlienku dostal od Xerox PARC , Obaja riadiaci program pre mikropočítače operačného systému a operačné systémy diskových boli založené na príkazovom riadku, keď sa užívateľ musí komunikovať s počítačom pomocou klávesnice. Po úspechu grafického rozhrania spoločnosti Apple začala spoločnosť Microsoft v roku 1985 integrovať verziu systému Windows s DOS. Windows bol použitý pre najbližších 10 rokov, než to bolo re-vynašiel ako Windows 95. Bol to skutočný softvér pre operačný systém so všetkými potrebnými nástrojmi.
Vznik Linuxu
Kým softvér sa stala samozrejmosťou a korporácie začali brať peniaze za to, nové hnutie začala Linux softvér v roku 1991. Viedol Linux Torvalds, spustili bezplatný open source operačný systém s názvom Linux. Okrem Linuxu boli distribuované ďalšie operačné systémy s otvoreným zdrojovým kódom a slobodný softvér, ktoré slúžia pre kancelárske, sieťové a domáce počítače.
Šírenie mobilných zariadení
v roku 1980 a 2000s, osobných počítačov a stolové počítače sa stalibežný výskyt. Boli inštalované v kanceláriách, školách a domoch, ich náklady sa stali prijateľnými a veľkosť - kompaktná. Softvér, ktorý funguje na týchto počítačoch, je tiež cenovo dostupnejší. Čoskoro mikroprocesory vyšli s monopolizáciou stolových počítačov a prešli na iné platformy. Prvýkrát prišiel prenosný počítač, potom tablety a smartphony, konzola, vstavané systémy, čipové karty, ktoré sa stali populárne kvôli potrebe používať internet počas jazdy. Podľa nedávnej štúdie mobilné telefóny predstavovali 60% všetkých digitálnych zariadení na celom svete.
Piata generácia počítačov: súčasnosť a budúcnosť
Počítače piatej generácie sú postavené na technologickom pokroku získanom v predchádzajúcich generáciách počítačov. Moderní inžinieri dúfajú, že zlepšia interakciu medzi ľuďmi a strojom prostredníctvom využitia ľudskej inteligencie a rozsiahlych údajov nahromadených od samého začiatku obdobia digitálnej technológie. Pochádzajú z teórie, koncepcie a implementácie umelej inteligencie (AI) a strojového učenia (ML). AI - to je základná základňa generácie 5. Ide o realitu, ktorá sa stala možná vďaka paralelnému spracovaniu a supravodičom. Počítačové zariadenia s umelou inteligenciou sú stále vo vývoji, ale niektoré z týchto technológií sa začínajú objavovať a používať, napríklad rozpoznávanie hlasu. AI a ML môžu byť odlišné, ale môžu byť zameniteľné za vytvorenie zariadení, ktoré sú dostatočne inteligentné na interakciu s ľuďmi, inými počítačmi,prostredia a programov. Podstatou piatej generácie bude používanie týchto technológií, aby sa nakoniec vytvorili stroje, ktoré dokážu zvládnuť a reagovať na prirodzený jazyk, ako aj schopnosť učiť sa a organizovať sa. Rozširovanie výpočtových zariadení so schopnosťou samostatne sa naučiť, reagovať a reagovať rôznymi spôsobmi na základe skúseností a životného prostredia tiež podnietilo koncept internetu vecí (Internet of Things). Na svojom vrchole a so správnymi algoritmami počítače pravdepodobne preukážu vysokú úroveň učenia, ktorá prekonáva inteligenciu ľudí. Mnoho projektov s umelou inteligenciou sa už realizuje, zatiaľ čo iné sú stále vo vývoji. Priekopníci v tejto oblasti sú Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook a Tesla. Prvé implementácie začali inteligentnými domácimi zariadeniami, ktoré sú navrhnuté tak, aby automatizovali a integrovali domáce operácie, audio a vizuálne zariadenia a autopilotové vozidlá.
