Пакалення ЭВМ: табліца, характарыстыкі і гісторыя. Што разумеюць пад тэрмінам "пакаленне ЭВМ"?

З'яўленню сучасных кампутараў, якімі мы прывыклі карыстацца, папярэднічала цэлая эвалюцыя ў развіцці вылічальнай тэхнікі. Згодна з распаўсюджанай тэорыі, развіццё індустрыі ЭВМ ішло на працягу некалькіх асобных пакаленняў.

Сучасныя эксперты схільныя лічыць, што іх шэсць. Пяць з іх ужо адбыліся, яшчэ адно - на падыходзе. Што менавіта пад тэрмінам "пакаленне ЭВМ" разумеюць IT-спецыялісты? Якія прынцыповыя адрозненні паміж асобнымі перыядамі развіцця вылічальнай тэхнікі?

Перадгісторыя з'яўлення ЭВМ

Гісторыя развіцця ЭВМ 5 пакаленняў цікавая і займальная. Але перш чым вывучыць яе, карысна будзе даведацца факты, якія тычацца таго, якія тэхналагічныя рашэнні папярэднічалі распрацоўцы ЭВМ.

Людзі заўсёды імкнуліся да ўдасканалення працэдур, звязаных з падлікамі, вылічэннямі. Гісторыкамі ўстаноўлена, што інструменты для працы з лічбамі, якія маюць механічную прыроду, былі вынайдзеныя яшчэ ў Старажытным Егіпце і іншых дзяржавах антычнасці. У сярэднія вякі еўрапейскія вынаходнікі маглі канструяваць механізмы, з дапамогай якіх, у прыватнасці, магла вылічвацца перыядычнасць месяцовых прыліваў.

Правобразам сучасных ЭВМ некаторыя эксперты лічаць вынайдзеную ў пачатку 19 стагоддзя машыну Бэббиджа, валодае функцыяй праграмавання вылічэнняў. У канцы 19-пачатку 20 стагоддзя з'явіліся прылады, у якіх стала выкарыстоўвацца электроніка. У асноўным яны задзейнічаліся ў індустрыі тэлефоннай і радыёсувязі.

У 1915 г. пераехаў у ЗША нямецкі эмігрант Герман Холлерит заснаваў кампанію IBM, пасля якая стала адным з самых вядомых брэндаў IT-індустрыі. У ліку самых сенсацыйных вынаходак Германа Холлерита сталі перфакарты, на працягу дзесяцігоддзяў якія выконвалі функцыю асноўнага носьбіта інфармацыі пры карыстанні вылічальнай тэхнікай. Да канца 30-х гадоў з'явіліся тэхналогіі, якія далі казаць пра пачатак кампутарнай эпохі ў развіцці чалавечай цывілізацыі. З'явіліся першыя ЭВМ, які пасля сталі класіфікавацца як якія належаць да "першаму пакаленню".

прыкметы ЭВМ

Ключавым прынцыповым крытэрыем аднясення вылічальнай прылады да катэгорыі ЭВМ, або кампутара, эксперты называюць праграмуемыя. Гэтым адпаведнага тыпу машыны, у прыватнасці, адрозніваюцца ад калькулятараў, якімі б магутнымі апошнія ні з'яўляліся. Нават калі гаворка ідзе пра праграмаванні на вельмі нізкім узроўні, калі выкарыстоўваюцца "нулі і адзінкі" - крытэр ў сіле. Адпаведна, як толькі былі вынайдзеныя машыны, быць можа, па знешніх прыкметах моцна падобныя з калькулятарамі, але якія можна было праграмаваць - іх сталі называць кампутарамі.

Пад тэрмінам "пакаленне ЭВМ" разумеюць, як правіла, прыналежнасць кампутара да канкрэтнай тэхналагічнай фармацыі. Гэта значыць, той базе апаратных рашэнняў, на аснове якой ЭВМ працуе. Пры гэтым, зыходзячы з крытэраў, прапанаваных IT-экспертамі, дзяленне кампутараў на пакалення далёка не ўмоўнае (хоць, вядома, ёсць і пераходныя формы кампутараў, якія складана адназначна аднесці да якой-небудзь канкрэтнай катэгорыі).

Завяршыўшы тэарэтычны экскурс, мы можам пачаць вывучаць пакалення ЭВМ. Табліца, што ніжэй, дапаможа нам арыентавацца ў перыядызацыі кожнага.

Далей мы разгледзім тэхналагічныя асаблівасці кампутараў для кожнай катэгорыі. Намі будзе вызначана характарыстыка пакаленняў ЭВМ. Табліца, што мы зараз склалі, будзе дапоўненая іншымі, у якіх будуць суаднесены адпаведныя катэгорыі і тэхналагічныя параметры.

Адзначым важны нюанс - ніжэй прапісаныя развагі тычацца, галоўным чынам, эвалюцыі кампутараў, якія сёння прынята адносіць да персанальных. Ёсць цалкам іншыя класы ЭВМ - ваенныя, прамысловыя. Ёсць так званыя "суперкамп'ютэры". Іх з'яўленне і развіццё - асобная тэма.

Першыя ЭВМ

У 1938 году германскі інжынер Конрад Цузе канструюе прылада, названае Z1, а ў 42-м выпускае яго удасканаленую версію - Z2. У 1943 году сваю вылічальную машыну вынаходзяць англічане і называюць яе "Калос". Некаторыя эксперты схільныя лічыць ангельскую і нямецкія машыны першымі ЭВМ. У 1944-м на базе разведданых з Германіі вылічальную машыну ствараюць таксама і амерыканцы. Распрацаваная ў ЗША ЭВМ атрымала назву "Марк I".

У 1946 годзе амерыканскія інжынеры робяць невялікую рэвалюцыю ў вобласці канструявання вылічальнай тэхнікі, стварыўшы лямпавы кампутар Эніяк, у 1000 раз больш прадукцыйны, чым "Марк I". Наступнай вядомай амерыканскай распрацоўкай стала створаная ў 1951 году ЭВМ, названая УНИАК. Яе асноўная асаблівасць у тым, што яна першай з ЭВМ стала выкарыстоўвацца як камерцыйны прадукт.

Да таго моманту, да слова, свой кампутар ужо паспелі вынайсці савецкія інжынеры, якія працуюць у Акадэміі навук Украіны. Наша распрацоўка атрымала назву МЭСМ. Яе прадукцыйнасць, па ацэнцы экспертаў, была самай высокай сярод ЭВМ, сабраных у Еўропе.

Тэхналагічныя асаблівасці першага пакалення ЭВМ

Уласна, зыходзячы з якіх крытэрый вызначаецца першае пакаленне развіцця ЭВМ? Такім IT-спецыялісты лічаць, перш за ўсё, кампанентную базу ў выглядзе вакуумных лямпаў. Машыны першага пакалення да таго ж валодалі побач характэрных вонкавых прыкмет - велізарны памер, вельмі вялікае энергаспажыванне.

Вылічальная іх магутнасць таксама была адносна сціплая, яна складала некалькі тысяч герц. Разам з тым ЭВМ першага пакалення ўтрымлівалі многае, што ёсць у сучасных кампутарах. У прыватнасці, гэта машынны код, які дазваляе праграмаваць каманды, а таксама запіс дадзеных у памяць (з дапамогай перфакарт і электрастатычных трубак).

ЭВМ першага пакалення патрабавалі найвышэйшай кваліфікацыі чалавека, іх выкарыстоўвае. Патрабавалася не толькі валоданне профільнымі навыкамі (якія выяўляюцца ў працы з перфакарты, веданні машыннага кода і г.д.), але, як правіла, таксама і інжынерныя веды ў галіне электронікі.

У ЭВМ першага пакалення, як мы ўжо сказалі, ужо была аператыўная памяць. Праўда, яе аб'ём быў выключна сціплым, ён лаяўся ў сотнях, у лепшым выпадку - у тысячах байт. Першыя модулі АЗП для ЭВМ з цяжкасцю можна было класіфікаваць як электронны кампанент. Яны ўяўлялі сабой напоўненыя ртуццю ёмістасці ў выглядзе трубак. Крышталі памяці фіксаваліся на пэўных іх участках, і тым самым дадзеныя захоўваліся. Аднак досыць хутка пасля вынаходства першых ЭВМ з'явілася больш дасканалая памяць на базе ферытавых стрыжняў.

Другое пакаленне ЭВМ

Якая далейшая гісторыя развіцця ЭВМ? Пакалення ЭВМ сталі развівацца далей. У 60-х гадах атрымліваюць распаўсюд кампутары, якія выкарыстоўваюць ужо не толькі вакуумныя лямпы, але таксама і паўправаднікі. Значна павысілася тактавая частата мікрасхем - звычайнай справай лічыўся паказчык у 100 тыс. Герц і вышэй. З'явіліся першыя магнітныя дыскі як альтэрнатыва перфакарты. У 1964 годзе кампанія IBM выпусціла унікальны прадукт - асобны кампутарны манітор з дастаткова прыстойнымі характарыстыкамі - 12-цалевай дыяганаллю, дазволам 1024 на 1024 кропак, а таксама частатой разгорткі ў 40 Гц.

Пакаленне нумар тры

Чым адметнае трэцяе пакаленне ЭВМ? Перш за ўсё, перакладам кампутараў з лямпаў і паўправаднікоў на інтэгральныя схемы, якія, не лічачы ЭВМ, сталі выкарыстоўвацца ў мностве іншых электронных прылад.

Упершыню магчымасці інтэгральных схем былі паказаны свеце стараннямі інжынера Джэка Килби і кампаніі Texas Instruments ў 1959 годзе. Джэк стварыў невялікую канструкцыю, выкананую на плыце з металу германію, якая, як меркавалася, заменіць сабой складаныя паўправадніковыя канструкцыі. У сваю чаргу, кампанія Texas Instruments стварыла кампутар, сабраны на базе падобных пласцінак. Самае цікавае, што ён быў у 150 разоў менш, чым аналагічнай прадукцыйнасці паўправадніковая ЭВМ. Тэхналогія інтэгральных схем атрымала далейшае развіццё. Вялікую ролю ў гэтым адыгралі даследаванні Роберта Нойса.

Гэтыя апаратныя кампаненты дазволілі, перш за ўсё, значна паменшыць габарыты ЭВМ. У выніку адбылося істотнае павышэнне прадукцыйнасці кампутараў. Трэцяе пакаленне ЭВМ характарызавалася выпускам ЭВМ з тактавай частатой, выражаемой ўжо ў мегагерца. Зменшылася таксама і энергаспажыванне кампутараў.

Сталі больш дасканалымі тэхналогіі запісу дадзеных і апрацоўкі іх у модулях АЗП. Што тычыцца аператыўнай памяці, ферытавых элементы сталі больш ёмістымі, тэхналагічна дасканалымі. З'явіліся спачатку прататыпы, а затым і першыя версіі дыскет, якія выкарыстоўваюцца як знешні носьбіт дадзеных. У архітэктуры ПК з'явілася кэш-память.Стандартной асяроддзем ўзаемадзеяння карыстальніка і кампутара стала акно дысплея.

Адбывалася далейшае ўдасканаленне праграмных кампанентаў. З'явіліся паўнавартасныя аперацыйныя сістэмы, стала распрацоўвацца самае разнастайнае прыкладное ПА, былі ўкаранёны канцэпцыі шматзадачнасці ў працу ЭВМ. У рамках ЭВМ трэцяга пакалення з'яўляюцца такія праграмы, як сістэмы кіравання базамі дадзеных, а таксама ПА для аўтаматызацыі праектных работ. З'яўляецца ўсё больш моў праграмавання і асяроддзяў, у рамках якіх ажыццяўляецца стварэнне ПА.

Асаблівасці чацвёртага пакалення

Чацвёртае пакаленне ЭВМ характарызуецца з'яўленнем інтэгральных схем, якія адносяцца да класа вялікіх, а таксама так званых звышвялікіх. У архітэктуры ПК з'явілася вядучая мікрасхема - працэсар. ЭВМ па сваёй канфігурацыі сталі бліжэй да радавым грамадзянам. Карыстанне імі стала магчымым пры мінімальнай кваліфікацыйнай падрыхтоўцы, у той час як праца з ЭВМ папярэдніх пакаленняў патрабавала прафесійных навыкаў. Модулі АЗП сталі выпускацца не на аснове ферытавых элементаў, а на базе CMOS-мікрасхем. Да чацвёртага пакалення ЭВМ прынята адносіць і першы кампутар Apple, сабраны ў 1976 годзе Стывам Джобсам і Стэфанам Вазняком. Многія IT-эксперты лічаць, што Apple - першы ў свеце персанальны кампутар.

Чацвёртае пакаленне ЭВМ таксама супала з пачаткам папулярызацыі Інтэрнэту. У гэты ж перыяд з'явіўся самы вядомы сёння брэнд софт-індустрыі - Microsoft. Узніклі першыя версіі аперацыйных сістэм, якія мы ведаем сёння - Windows, MacOS. Кампутары сталі актыўна распаўсюджвацца па ўсім свеце.

пятае пакаленне

Перыяд росквіту чацвёртага пакалення кампутараў - сярэдзіна-канец 80-х гадоў. Але ўжо ў пачатку 90-х на рынку IT-тэхналогій пачалі адбывацца працэсы, якія дазволілі пачаць адлік новаму пакаленню ЭВМ. Гаворка ідзе пра значныя крокі наперад, перш за ўсё, у інжынерна-тэхнічных напрацоўках, звязаных з працэсарамі. З'явіліся мікрасхемы з архітэктурай, якія адносяцца да тыпу паралельна-вектарнай.

Пятае пакаленне ЭВМ - гэта неверагодныя тэмпы росту прадукцыйнасці машын з году ў год. Калі ў пачатку 90-х тактавая частата мікрапрацэсараў ў некалькі дзясяткаў мегагерц лічылася добрым паказчыкам, то да пачатку 2000-х ніхто не здзіўляўся гігагерц. Кампутары, якімі мы карыстаемся зараз, як мяркуюць IT-эксперты, - гэта таксама пятае пакаленне ЭВМ. Гэта значыць, тэхналагічны зачын пачатку 90-х актуальны да гэтага часу.

ПК, якія адносяцца да пятага пакаленню, сталі не проста вылічальнымі машынамі, а паўнавартаснымі мультымедыйнымі прыладамі. На іх стала магчыма мантаваць фільмы, працаваць з выявамі, запісваць і апрацоўваць гук, ствараць інжынерныя праекты, запускаць рэалістычныя 3D-гульні.

Характарыстыкі шостага пакалення

У агляднай будучыні, лічаць аналітыкі, мы маем права чакаць, што з'явіцца 6 пакаленне ЭВМ. Яно будзе характарызавацца выкарыстаннем нейронавых элементаў у архітэктуры мікрасхем, выкарыстаннем працэсараў у рамках размеркаванай сеткі.

Прадукцыйнасць кампутараў у наступным пакаленні будзе вымярацца, верагодна, ужо не ў гігагерцы, а ў прынцыпова іншага тыпу адзінках вылічэння.

параўнанне характарыстык

Мы вывучылі пакалення ЭВМ. Табліца ніжэй дазволіць нам арыентавацца ў суаднясенні кампутараў, якія належаць да той ці іншай катэгорыі, і тэхналагічнай базы, на якой заснавана іх функцыянаванне. Залежнасці наступныя:

Карыснай можа апынуцца таксама візуалізацыя суаднясення прадукцыйнасці і канкрэтнага пакалення ЭВМ. Табліца, якую мы зараз складзем, адлюструе і гэтую заканамернасць. Бярэм за аснову такі параметр як тактавая частата.

Такім чынам, мы візуалізавалі ключавыя тэхналагічныя асаблівасці для кожнага пакалення ЭВМ. Табліца, любая з прадстаўленых намі, дапаможа нам суадносіць адпаведныя параметры і канкрэтную катэгорыю кампутараў дачыненні да таго ці іншага этапу развіцця вылічальнай тэхнікі.