Giriş

1. İlk nəsil kompüterlər 1950-1960-cı illər

2. İkinci nəsil kompüterlər: 1960-1970-ci illər

3. Üçüncü nəsil kompüterlər: 1970-1980-ci illər

4. Dördüncü nəsil kompüterlər: 1980-1990-cı illər

5. Beşinci nəsil kompüterlər: 1990-cı ildən indiyədək

Nəticə

Giriş

1950-ci ildən başlayaraq hər 7-10 ildən bir EHM-lərin qurulması və istifadəsinin layihə-texnoloji və proqram-alqoritmik prinsipləri köklü şəkildə yenilənir. Bu baxımdan kompüterlərin nəsilləri haqqında danışmaq qanunauyğundur. Şərti olaraq, hər nəsil üçün 10 il ayrıla bilər.

Kompüterlər element bazası baxımından (lampalardan mikroprosessorlara qədər), eləcə də yeni imkanların yaranması mənasında, onların istifadə dairəsini və xarakterini genişləndirmək baxımından uzun təkamül yolu keçmişdir.

Kompüterlərin nəsillərə bölünməsi hesablama sistemlərinin aparat və proqram təminatının inkişaf dərəcəsinə, həmçinin EHM ilə əlaqə üsullarına görə çox şərti, sərbəst təsnifatıdır.

Birinci nəsil kompüterlərə 50-ci illərin əvvəllərində yaradılmış maşınlar daxildir: sxemlərdə vakuum boruları istifadə olunurdu. Əmrlər az idi, idarəetmə sadə idi və RAM tutumu və performans göstəriciləri aşağı idi. Performans saniyədə təxminən 10-20 min əməliyyatdır. Giriş və çıxış üçün çap cihazları, maqnit lentləri, perfokartlar və perfokağız lentlərdən istifadə edilmişdir.

İkinci nəsil kompüterlərə 1955-65-ci illərdə dizayn edilmiş maşınlar daxildir. Həm vakuum borularından, həm də tranzistorlardan istifadə etdilər. RAM maqnit nüvələri üzərində qurulmuşdur. Bu zaman maqnit barabanları və ilk maqnit diskləri meydana çıxdı. Vasitələri hesablamaların bütün ardıcıllığını vizual, asan başa düşülən formada təsvir etməyə imkan verən sözdə yüksək səviyyəli dillər meydana çıxdı. Müxtəlif riyazi məsələlərin həlli üçün çoxlu kitabxana proqramları yaranmışdır. İkinci nəsil maşınlar proqram təminatının uyğunsuzluğu ilə xarakterizə olunurdu ki, bu da böyük informasiya sistemlərinin təşkilini çətinləşdirirdi, ona görə də 60-cı illərin ortalarında proqram təminatı ilə uyğun gələn və mikroelektron texnoloji bazada qurulan kompüterlərin yaradılmasına keçid baş verdi.

Üçüncü nəsil kompüterlər. Bunlar 60-cı illərdən sonra yaradılmış, vahid arxitekturaya malik maşınlardır, yəni. proqram təminatına uyğundur. Çox proqramlaşdırma imkanları ortaya çıxdı, yəni. bir neçə proqramın eyni vaxtda icrası. Üçüncü nəsil kompüterlər inteqral sxemlərdən istifadə edirdilər.

Dördüncü nəsil kompüterlər. Bu, 1970-ci ildən sonra hazırlanmış kompüterlərin indiki nəslidir. 4-cü nəsil maşınlar müasir yüksək səviyyəli dillərdən səmərəli istifadə etmək və son istifadəçi üçün proqramlaşdırma prosesini sadələşdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Aparat baxımından onlar elementar baza kimi böyük inteqral sxemlərin istifadəsi və bir neçə MB tutumlu yüksək sürətli təsadüfi giriş saxlama qurğularının olması ilə xarakterizə olunur.

4-cü nəsil maşınlar xarici enerji ilə işləyən çoxprosessorlu, çox maşınlı komplekslərdir. yaddaş və ümumi sahə ext. cihazlar. Performans saniyədə on milyonlarla əməliyyata, yaddaşa - bir neçə milyon sözə çatır.

Beşinci nəsil kompüterlərə keçid artıq başlayıb. O, məlumatların emalından biliklərin emalına keyfiyyətcə keçiddən və kompüterin əsas parametrlərinin artırılmasından ibarətdir. Əsas vurğu “kəşfiyyat” üzərində olacaq.

Bu günə qədər ən mürəkkəb neyron şəbəkələrinin nümayiş etdirdiyi faktiki "zəka" soxulcan səviyyəsindən aşağıdır, lakin bu gün neyron şəbəkələrinin imkanları nə qədər məhdud olsa da, bir çox inqilabi kəşflər yaxında ola bilər.

1. İlk nəsil kompüterlər 1950-1960-cı illər

Məntiq sxemləri diskret radio komponentləri və filamentli elektron vakuum borularından istifadə etməklə yaradılmışdır. Təsadüfi giriş yaddaş cihazlarında maqnit barabanları, akustik ultrasəs civə və elektromaqnit gecikmə xətləri və katod şüa boruları (CRT) istifadə olunur. Xarici yaddaş qurğuları kimi maqnit lentləri, perfokartlar, perfos lentlər və plug-in açarları üzərində olan sürücülərdən istifadə edilmişdir.

Bu nəsil kompüterlərin proqramlaşdırılması maşın dilində ikili say sistemində həyata keçirilirdi, yəni proqramlar ciddi şəkildə maşının konkret modelinə yönəldilir və bu modellərlə birlikdə “ölürdü”.

1950-ci illərin ortalarında simvolik kodlaşdırma dilləri (SCLs) kimi maşın yönümlü dillər meydana çıxdı ki, bu da əmrlərin və ünvanların ikili notasiyası əvəzinə onların qısaldılmış şifahi (hərf) qeydindən və onluq nömrələrindən istifadə etməyə imkan verdi. 1956-cı ildə riyazi məsələlər üçün ilk yüksək səviyyəli proqramlaşdırma dili - Fortran dili, 1958-ci ildə isə universal proqramlaşdırma dili Algol yaradılmışdır.

UNIVAC-dan başlayaraq BESM-2 ilə bitən kompüterlər və Minsk və Ural kompüterlərinin ilk modelləri birinci nəsil kompüterlərə aiddir.

2. İkinci nəsil kompüterlər: 1960-1970-ci illər

Məntiq sxemləri diskret yarımkeçirici və maqnit elementləri (diodlar, bipolyar tranzistorlar, toroidal ferrit mikrotransformatorlar) üzərində qurulmuşdur. Dizayn və texnoloji əsas kimi çap sxemləri (folqa getinaxdan hazırlanmış lövhələr) istifadə edilmişdir. Maşın konstruksiyasının blok prinsipi geniş istifadə olunmağa başlamışdır ki, bu da çoxlu sayda müxtəlif xarici cihazları əsas qurğulara qoşmağa imkan verir ki, bu da kompüterlərin istifadəsində daha çox çeviklik təmin edir. Elektron sxemlərin saat tezliyi yüzlərlə kilohertə qədər artmışdır.

Sərt maqnit disklərində1 və disketlərdə olan xarici ötürücülərdən - maqnit lent aparatları ilə RAM arasında yaddaşın aralıq səviyyəsi istifadə olunmağa başlandı.

1964-cü ildə ilk kompüter monitoru - IBM 2250 peyda oldu. Bu, 12 x 12 düymlük ekrana və 1024 x 1024 piksel təsvir ölçüsünə malik monoxrom displey idi. Onun kadr tezliyi 40 Hz idi.

Kompüterlər əsasında yaradılmış idarəetmə sistemləri kompüterlərdən daha yüksək məhsuldarlıq, ən əsası isə etibarlılıq tələb edirdi. Səhvlərin aşkarlanması və düzəldilməsi kodları və daxili idarəetmə sxemləri kompüterlərdə geniş şəkildə istifadə olunur.

İkinci nəsil maşınlar məlumatın toplu emalı və teleemalı rejimlərini ilk dəfə tətbiq etdilər.

Vakuum boruları əvəzinə yarımkeçirici qurğulardan qismən istifadə edən ilk kompüter 1951-ci ildə yaradılmış SEAC (Standard Eastern Automatic Computer) maşını olmuşdur.

60-cı illərin əvvəllərində SSRİ-də yarımkeçirici maşınlar istehsal olunmağa başladı.

3. Üçüncü nəsil kompüterlər: 1970-1980-ci illər

1958-ci ildə Robert Noyce kiçik bir ərazidə onlarla tranzistoru yerləşdirə bilən kiçik silikon inteqral sxemi icad etdi. Bu sxemlər sonradan Kiçik Ölçülü İnteqrasiya edilmiş sxemlər (SSI) kimi tanındı. Artıq 60-cı illərin sonlarında inteqral sxemlər kompüterlərdə istifadə olunmağa başladı.

3-cü nəsil kompüterlərin məntiq sxemləri artıq tamamilə kiçik inteqral sxemlər üzərində qurulmuşdu. Elektron sxemlərin saat tezlikləri bir neçə meqahersə qədər artmışdır. Təchizat gərginliyi (volt vahidləri) və maşının istehlak etdiyi güc azalıb. Kompüterlərin etibarlılığı və sürəti əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır.

Təsadüfi giriş yaddaşları daha kiçik ferrit nüvələrdən, ferrit plitələrdən və düzbucaqlı histerezis döngəsi olan maqnit filmlərindən istifadə edirdi. Disk sürücülər xarici yaddaş qurğuları kimi geniş istifadə olunur.

Saxlama qurğularının daha iki səviyyəsi peyda oldu: böyük sürət, lakin kiçik tutumlu (onlarla rəqəm) və yüksək sürətli keş yaddaşa malik olan tətik registrlərində ultra təsadüfi giriş yaddaş qurğuları.

Kompüterlərdə inteqral sxemlərin geniş şəkildə istifadə olunduğundan, hesablamada texnoloji tərəqqi məşhur Mur qanunundan istifadə etməklə müşahidə oluna bilər. Intel-in qurucularından biri Gordon Moore 1965-ci ildə bir çipdəki tranzistorların sayının hər 1,5 ildən bir iki dəfə artdığı qanunu kəşf etdi.

3-cü nəsil kompüterlərin həm aparatının, həm də məntiqi strukturunun əhəmiyyətli dərəcədə mürəkkəbliyinə görə onları çox vaxt sistem adlandırmağa başladılar.

Beləliklə, bu nəslin ilk kompüterləri IBM sistemlərinin (bir sıra IBM 360 modelləri) və PDP (PDP 1) modelləri idi. Sovet İttifaqında Qarşılıqlı İqtisadi Yardım Şurası ölkələri (Polşa, Macarıstan, Bolqarıstan, Şərqi Almaniya və s.) ilə əməkdaşlıqda Vahid Sistem (Aİ) və kiçik kompüterlər sisteminin (SM) modelləri istehsal olunmağa başladı. istehsal olunsun.

Üçüncü nəsil kompüterlərdə proqramlaşdırmanın mürəkkəbliyinin azaldılmasına, maşınlarda proqramın icrasının səmərəliliyinə, operatorla maşın arasında əlaqənin yaxşılaşdırılmasına mühüm diqqət yetirilir. Bu, güclü əməliyyat sistemləri, qabaqcıl proqramlaşdırma avtomatlaşdırılması, effektiv proqramın dayandırılması sistemləri, vaxt mübadiləsi iş rejimləri, real vaxt rejimləri, çox proqramlı iş rejimləri və yeni interaktiv rabitə rejimləri ilə təmin edilir. Operator və maşın arasında əlaqə üçün effektiv video terminal cihazı da ortaya çıxdı - video monitor və ya displey.

Kompüter işinin etibarlılığının və etibarlılığının artırılmasına və onlara texniki xidmətin asanlaşdırılmasına çox diqqət yetirilir. Etibarlılıq və etibarlılıq səhvlərin avtomatik aşkarlanması və düzəldilməsi (Hamming korreksiya kodları və siklik kodlar) ilə kodların geniş tətbiqi ilə təmin edilir.

Kompüterlərin modul təşkili və onların əməliyyat sistemlərinin modul quruluşu kompüter sistemlərinin konfiqurasiyasının dəyişdirilməsi üçün geniş imkanlar yaratmışdır. Bununla əlaqədar olaraq, istifadəçi və proqramçı nöqteyi-nəzərindən bu sistemin məntiqi təşkilini müəyyən edən hesablama sisteminin yeni “arxitekturası” anlayışı yaranmışdır.

4. Dördüncü nəsil kompüterlər: 1980-1990-cı illər

Üçüncü nəsil maşınların kompüter texnologiyasının inkişafında inqilabi hadisə böyük və çox böyük inteqral sxemlərin (Large Scale Integration - LSI və Very Large Scale Integration - VLSI), mikroprosessorun (1969) və fərdi kompüterin yaradılması oldu. 1980-ci ildən demək olar ki, bütün kompüterlər mikroprosessorlar əsasında yaradılmağa başladı. Ən populyar kompüter fərdi kompüterə çevrildi.

Kompüterlərdə məntiqi inteqral sxemlər birbaşa əlaqələri olan, daha kiçik elektrik gərginlikləri (volt vahidləri) amplitudaları ilə işləyən, bipolyarlardan daha az enerji istehlak edən və bununla da daha çox enerji sərf edən birqütblü sahə effektli CMOS tranzistorları əsasında yaradılmağa başlandı. qabaqcıl nanotexnologiyalar (o illərdə - mikron miqyasında).

İlk fərdi kompüter 1976-cı ilin aprelində iki dost, Atari işçisi Stiv Cob (d. 1955) və Hewlett-Packard-da işləyən Stefan Voznyak (d. 1950) tərəfindən yaradılmışdır. Axşamlar avtomobil qarajında ​​işləyən məşhur elektron oyunun sərt lehimli dövrəsinin inteqrasiya olunmuş 8 bitlik nəzarətçisinə əsaslanaraq, BASIC-də proqramlaşdırılmış sadə bir Apple oyun kompüteri hazırladılar ki, bu da böyük uğur qazandı. 1977-ci ilin əvvəlində Apple şirkəti qeydiyyatdan keçdi və dünyanın ilk fərdi kompüteri olan Apple istehsalına başlandı.

5. Beşinci nəsil kompüterlər: 1990-cı ildən indiyədək

Müasir nəsil kompüterlərin arxitekturasının xüsusiyyətləri bu kursda ətraflı müzakirə olunur.

Qısaca olaraq, beşinci nəsil kompüterin əsas konsepsiyasını aşağıdakı kimi formalaşdırmaq olar:

1. Paralel vektor strukturlu ultra mürəkkəb mikroprosessorlarda eyni vaxtda onlarla ardıcıl proqram göstərişlərini yerinə yetirən kompüterlər.

2. Məlumatların və biliklərin emalı sistemlərinin, səmərəli şəbəkə kompüter sistemlərinin qurulmasına imkan verən yüzlərlə paralel işləyən prosessorlu kompüterlər.

Kompüterlərin altıncı və sonrakı nəsilləri

Kütləvi paralellik, neyron quruluşlu, sinir bioloji sistemlərinin arxitekturasını modelləşdirən çoxlu sayda (on minlərlə) mikroprosessordan ibarət paylanmış şəbəkəyə malik elektron və optoelektron kompüterlər.

Nəticə

Kompüterin inkişafının bütün mərhələləri şərti olaraq nəsillərə bölünür.

Birinci nəsil vakuum elektrik lampaları əsasında yaradılmışdır, maşın pultdan və maşın kodlarından istifadə edərək perfokartlardan idarə olunurdu. Bu kompüterlər bütün otaqları tutan bir neçə böyük metal şkafda yerləşdirilmişdi.

Üçüncü nəsil 20-ci əsrin 60-cı illərində meydana çıxdı. Yarımkeçirici tranzistorlar əsasında kompüter elementləri hazırlanmışdır. Bu maşınlar Assembly dilində olan proqramların nəzarəti altında məlumatları emal edirdi. Məlumat və proqramlar perfokartlardan və perfo lentlərdən daxil edilmişdir.

Üçüncü nəsil bir boşqabda yüzlərlə və ya minlərlə tranzistordan ibarət mikrosxemlərdə həyata keçirildi. Üçüncü nəsil maşının nümunəsi ES kompüteridir. Bu maşınların işi alfanumerik terminallardan idarə olunurdu. Nəzarət üçün yüksək səviyyəli dillər və Assambleyadan istifadə edilmişdir. Məlumat və proqramlar həm terminaldan, həm də perfokartlardan və perfos lentlərdən daxil edilirdi.

Dördüncü nəsil irimiqyaslı inteqral sxemlər (LSI) əsasında yaradılmışdır. Dördüncü nəsil kompüterlərin ən görkəmli nümayəndələri fərdi kompüterlərdir (FK). Universal bir istifadəçi mikrokompüter şəxsi adlanır. İstifadəçi ilə əlaqə yüksək səviyyəli dillərdən istifadə etməklə rəngli qrafik displey vasitəsilə həyata keçirilib.

Beşinci nəsil çipdəki məntiq elementlərinin nəhəng sıxlığı ilə seçilən ultra irimiqyaslı inteqral sxemlərə (VLSI) əsaslanır.

Güman edilir ki, gələcəkdə kompüterə səsdən informasiyanın daxil edilməsi, təbii dildə maşınla əlaqə, kompüterlə görmə, maşın toxunuşu, intellektual robotların və robot cihazların yaradılması geniş vüsət alacaq.

Cədvəl - Müxtəlif nəsil kompüterlərin əsas xüsusiyyətləri

50 il ərzində bir-birini əvəz edən bir neçə nəsil kompüterlər meydana çıxdı. VT-nin bütün dünyada sürətli inkişafı yalnız qabaqcıl element bazası və memarlıq həlləri ilə müəyyən edilir.
Kompüter aparat və proqram təminatından ibarət sistem olduğundan, nəsli eyni texnoloji və proqram həlləri (element bazası, məntiqi arxitektura, proqram təminatı) ilə xarakterizə olunan kompüter modelləri kimi başa düşmək təbiidir. Bu arada, bir sıra hallarda VT-ni nəsillərə görə təsnif etmək çox çətin olur, çünki onlar arasındakı xətt nəsildən-nəslə getdikcə daha çox bulanıqlaşır.
Birinci nəsil.
Element bazası elektron borular və rölelərdir; RAM flip-floplarda, daha sonra ferrit nüvələrdə yerinə yetirildi. Etibarlılıq aşağıdır, soyutma sistemi tələb olunurdu; Kompüterlərin əhəmiyyətli ölçüləri var idi. Performans - 5 - 30 min arifmetik əməliyyat / s; Proqramlaşdırma - kompüter kodlarında (maşın kodu), sonralar avtokodlar və montajçılar meydana çıxdı. Proqramlaşdırma riyaziyyatçılar, fiziklər və elektronika mühəndislərindən ibarət dar bir dairə tərəfindən həyata keçirilirdi. Birinci nəsil kompüterlər əsasən elmi-texniki hesablamalar üçün istifadə olunurdu.

İkinci nəsil.
Yarımkeçirici element bazası. Etibarlılıq və performans əhəmiyyətli dərəcədə artır, ölçülər və enerji istehlakı azalır. Giriş/çıxış vasitələrinin və xarici yaddaşın inkişafı. Bir sıra mütərəqqi memarlıq həlləri və proqramlaşdırma texnologiyasının daha da inkişafı - vaxt mübadiləsi rejimi və çox proqramlaşdırma rejimi (məlumatların emalı və giriş/çıxış kanalları üçün mərkəzi prosessorun işini birləşdirmək, həmçinin əmrlərin və məlumatların yaddaşdan alınması üçün əməliyyatların paralelləşdirilməsi)
İkinci nəsil daxilində kompüterlərin kiçik, orta və böyüklərə diferensiasiyası aydın görünməyə başladı. Problemlərin həlli üçün kompüterlərin tətbiqi sahəsi - planlaşdırma, iqtisadi, istehsal prosesinin idarə edilməsi və s. - xeyli genişləndi.
Müəssisələr, bütün sənaye və texnoloji proseslər üçün avtomatlaşdırılmış idarəetmə sistemləri (AİS) yaradılır. 50-ci illərin sonu bir sıra problem yönümlü yüksək səviyyəli proqramlaşdırma dillərinin (HLP) yaranması ilə xarakterizə olunur: FORTRAN, ALGOL-60 və s. Proqram təminatının hazırlanmasına müxtəlif dillərdə standart proqramların kitabxanalarının yaradılmasında nail olunmuşdur. proqramlaşdırma dilləri və müxtəlif məqsədlər üçün kompüterin iş rejimlərinə nəzarət etmək, onun resurslarını planlaşdırmaq üçün monitorlar və dispetçerlər, yeni nəsil əməliyyat sistemlərinin konsepsiyalarının əsasını qoydu.

Üçüncü nəsil.
İnteqral sxemlərdə element bazası (IC). Aşağıdan yuxarı proqram təminatı ilə uyğun gələn və modeldən modelə artan imkanlara malik bir sıra kompüter modelləri görünür. Kompüterlərin və onların periferik avadanlıqlarının məntiqi arxitekturası mürəkkəbləşdi ki, bu da funksionallığı və hesablama imkanlarını xeyli genişləndirdi. Əməliyyat sistemləri (ƏS) kompüterin bir hissəsinə çevrilir. Yaddaşın, giriş/çıxış cihazlarının və digər resursların idarə edilməsi ilə bağlı bir çox vəzifələr ƏS və ya bilavasitə kompüter avadanlığı tərəfindən həyata keçirilməyə başladı. Proqram təminatı güclənir: verilənlər bazası idarəetmə sistemləri (DBMS), müxtəlif məqsədlər üçün dizayn avtomatlaşdırma sistemləri (CAD) meydana çıxır, avtomatlaşdırılmış idarəetmə sistemləri və proseslərə nəzarət sistemləri təkmilləşdirilir. Müxtəlif məqsədlər üçün tətbiqi proqram paketlərinin (APP) yaradılmasına böyük diqqət yetirilir.
Dillər və proqramlaşdırma sistemləri inkişaf edir.Nümunələr: - IBM/360 modellərinin seriyası, ABŞ, seriyalı istehsal - 1964-cü ildən; -1972-ci ildən AB Kompüterləri, SSRİ və CMEA ölkələri.
Dördüncü nəsil.
Element bazası genişmiqyaslı (LSI) və ultra-böyük miqyaslı (VLSI) inteqral sxemlərə çevrilir. Kompüterlər artıq proqram təminatından səmərəli istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdu (məsələn, UNIX proqram mühitinə ən yaxşı şəkildə daxil olan UNIX-ə bənzər kompüterlər; süni intellekt tapşırıqlarına yönəlmiş Proloq maşınları); müasir atom elektrik stansiyaları. Peyk rabitəsindən istifadə etməklə rabitə kanallarının keyfiyyətinin yüksəldilməsi ilə telekommunikasiya informasiyasının emalı sürətlə inkişaf edir. Bütövlükdə bəşər cəmiyyətinin kompüterləşməsinin başlanğıcından danışmağa imkan verən milli və transmilli informasiya və kompüter şəbəkələri yaradılır.
Kompüter texnologiyasının daha da intellektuallaşdırılması daha çox inkişaf etmiş insan-kompüter interfeyslərinin, bilik bazalarının, ekspert sistemlərinin, paralel proqramlaşdırma sistemlərinin və s.
Element bazası kompüterlərin etibarlılığını və məhsuldarlığını artıraraq, miniatürləşdirmədə böyük uğurlar əldə etməyə imkan verdi. Əvvəlki nəslin orta və böyük kompüterlərinin imkanlarını xeyli aşağı qiymətə üstələyən mikro və mini-kompüterlər meydana çıxdı. VLSI əsaslı prosessorların istehsal texnologiyası kompüter istehsalının sürətini sürətləndirdi və kompüterləri cəmiyyətin geniş kütlələrinə təqdim etməyə imkan verdi. Tək çip üzərində universal prosessorun (mikroprosessor Intel-4004, 1971) meydana çıxması ilə PC erası başladı.
İlk fərdi kompüteri 1974-cü ildə Intel-8080 bazasında yaradılmış Altair-8800 hesab etmək olar. E.Roberts. P.Allen və U.Geyts məşhur Basic dilindən tərcüməçi yaradıb, ilk fərdi kompüterin intellektini əhəmiyyətli dərəcədə artırıb (sonralar onlar məşhur Microsoft Inc şirkətini təsis ediblər). 4-cü nəslin siması əsasən yüksək performans (orta sürət 50 - 130 meqaflops. 1 meqaflops = üzən nöqtə ilə saniyədə 1 milyon əməliyyat) və qeyri-ənənəvi arxitektura (paralelləşdirmə prinsipi əsasında) ilə xarakterizə olunan superkompüterlərin yaradılması ilə müəyyən edilir. əmrlərin boru kəməri ilə işlənməsi). Superkompüterlərdən riyazi fizika, kosmologiya və astronomiya məsələlərinin həllində, mürəkkəb sistemlərin modelləşdirilməsində və s. istifadə olunur.Güclü kompüterlər şəbəkələrdə mühüm kommutasiya rolunu oynadığından və bundan sonra da oynayacaqlarından, şəbəkə məsələləri tez-tez superkompüterlərlə bağlı suallarla birlikdə müzakirə olunur.Yerli inkişaflar arasında. , superkompüterlər -Kompüterləri Elbrus seriyalı maşınlar, ümumi komanda axını ilə idarə olunan 64 prosessordan ibarət PS-2000 və PS-3000 kompüter sistemləri adlandırmaq olar; bir sıra tapşırıqların yerinə yetirilməsi 200 meqaflops səviyyəsində əldə edilmişdir. Eyni zamanda, informatika sahəsində intensiv fundamental tədqiqatlar, elektron texnologiyalar, yüksək istehsal standartları və ciddi maliyyə xərcləri tələb edən müasir superkompüter layihələrinin işlənib hazırlanmasının və həyata keçirilməsinin mürəkkəbliyini nəzərə alsaq, yerli superkompüterlərin bu layihənin həyata keçirilməsinin çox çətin olduğu görünür. ən yaxşı xarici modellərdən geri qalmayan əsas xüsusiyyətlərə görə yaxın gələcəkdə yaradılacaq.
Qeyd etmək lazımdır ki, kompüter istehsalı üçün İP texnologiyasına keçidlə nəsillərin müəyyənedici vurğusu element bazasından getdikcə daha çox digər göstəricilərə keçir: məntiqi arxitektura, proqram təminatı, istifadəçi interfeysi, tətbiq sahələri və s.
Beşinci nəsil.

Üçüncü nəsil kompüterlər

Sürətlə inkişaf edən aviasiya, kosmik texnologiya və digər elm və texnika sahələri miniatür, etibarlı və sürətli hesablama cihazları tələb edirdi. Buna görə də elektron hesablama texnikasının gələcək inkişafı yeni texnologiyanın inkişafını tələb edirdi və belə texnologiyanın meydana çıxması heç də yavaş deyildi. Performans, etibarlılıq və miniatürləşdirmə sahəsində yeni irəliləyişlər 1964-1974-cü illərdə yaradılmış üçüncü nəsil kompüterlərə keçidi qeyd edən inteqral sxem texnologiyası sayəsində mümkün oldu.

İnteqral sxemlərin istifadəsi bir sıra üstünlükləri təmin etdi:

1. Kompyuterin etibarlılığı artıb. İnteqral sxemlərin etibarlılığı, diskret komponentlərdən istifadə edən oxşar sxemlərin etibarlılığından daha yüksək bir böyüklük sırasıdır. Etibarlılığın artması, ilk növbədə, kompüterin dizaynında ən zəif həlqələrdən biri olan dövrələrarası birləşmələrin azalması ilə bağlıdır. Artan etibarlılıq, öz növbəsində, kompüterin istismarı xərclərinin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb oldu.

2. Elektron sxemlərin qablaşdırma sıxlığını artırmaqla, keçiricilər boyunca siqnalın ötürülmə vaxtı azaldı və nəticədə kompüterin sürəti artdı.

3. İnteqral sxemlərin istehsalı avtomatlaşdırmaya yaxşı kömək edir ki, bu da kütləvi istehsalda istehsal xərclərini kəskin şəkildə azaldır və kompüter tətbiqlərinin populyarlaşmasına və əhatə dairəsinin genişlənməsinə kömək edir.

4. Elektron sxemlərin yüksək qablaşdırma sıxlığı kompüterlərin ölçülərini, çəkisini və enerji sərfiyyatını bir neçə dəfə azaldıb ki, bu da onları elm və texnikanın əvvəllər əlçatmaz olan sahələrində, məsələn, aviasiya və kosmik texnikada istifadə etməyə imkan verib.

İnteqral sxem texnologiyasından istifadənin aşkar üstünlüklərinə baxmayaraq, praktikada onların kompüterlərdə geniş tətbiqi 12 il sonra, 1952-ci ildə Böyük Britaniya Müdafiə Nazirliyinin əməkdaşı Geoffrey Dummer tərəfindən nəşr edilmiş inteqral sxem konsepsiyasının işlənib hazırlanmasından sonra başladı. Bununla belə, Dammer yalnız eyni materialdan yarımkeçirici təbəqələrdən istifadə edərək tək blok şəklində elektron elementlərin yaradılması ideyasını ifadə etdi və praktikada bir monolitdə bir neçə elementi necə yerləşdirməyi göstərmədi. 1956-cı ildə Dammer öz ideyalarını reallığa çevirməyə çalışsa da, onun hazırladığı qurğular səmərəsiz olub.

Texas Instruments-dən Cek Kilbi və kiçik Fairchild Semiconductor şirkətindən Robert Noys qeyd olunan ideyaları praktikada həyata keçirməyə müvəffəq oldular.

1958-ci ilin mayında Cek Kilbi Texas Instruments-da işə düzəldi və burada tranzistorlar, kondansatörlər və rezistorlar hazırlamağa başladı (o, əvvəllər Centralab-da işləyib və tranzistor əsaslı eşitmə cihazlarının istehsalı ilə məşğul olub). Bir gün Cek Kilbinin işlədiyi komandaya alternativ mikromodulların yaradılması variantlarını araşdırmaq tapşırığı verildi. Müxtəlif variantlar təklif edildi və Kilbi problem üzərində düşünərək belə nəticəyə gəldi ki, şirkət üçün yalnız yarımkeçirici elementlər istehsal etmək daha sərfəlidir və rezistorlar və kondansatörlər aktiv elementlərlə eyni materialdan hazırlana bilər və orada yerləşdirilə bilər. onları eyni materialdan bir monolit blokda. Bu ideya üzərində düşünərkən Cek multivibrator dövrə topologiyası ilə çıxış etdi. Beləliklə, 24 iyul 1958-ci il İnteqral sxemin praktiki həyata keçirilməsi ideyası yarandı.

Fikirlərini rəhbərlərinə çatdırdıqdan sonra Cek hesablamalarının doğruluğunu sübut etmək üçün prototip yaratmaq tapşırıldı. Sonra diskret germanium elementlərindən bir tətik sxemi quruldu. 28 avqust 1958-ci ildə Jack Kilby planı Uillis Adkoka nümayiş etdirdi.

Rəhbərləri tərəfindən təsdiqləndikdən sonra Kilby əsl monolit inteqral sxemi - faza keçid osilatorunu yaratmağa başladı.

Cek Kilbi ilə paralel olaraq Robert Noys inteqral sxem hazırlayırdı. Robert həqiqətən diskret elementlərin istehsal texnologiyasını sevmirdi. Onun sözlərinə görə, silikon vaflinin ayrı-ayrı elementlərə kəsilməsi və sonra onları bir dövrəyə birləşdirməsi zəhmət tələb edən proses olduqca mənasız görünür. Noyce bir kristaldakı fərdi tranzistorları əks istiqamətli p-n keçidləri ilə bir-birindən təcrid etməyi və səthi izolyasiya edən oksidlə örtməyi təklif etdi. Ayrı-ayrı elementlər arasında əlaqə mikrosxemin səthində xüsusi bir naxışa uyğun olaraq izolyasiya oksidinə həkk olunmuş sahələr vasitəsilə həyata keçirilir. Bu bölmələr bir-birinə nazik alüminium xətlərlə bağlanırdı.

Kilby öz çipini yaratdı və patent üçün Noycedən bir az əvvəl müraciət etdi, lakin Noyce texnologiyası daha düşünülmüş və rahat idi və ərizə sənədləri daha diqqətlə hazırlanmışdı. Nəticədə Noys ixtira üçün patenti daha əvvəl - 1961-ci ilin aprelində, Kilbi isə yalnız 1964-cü ilin iyununda aldı.

Sonrakı çoxsaylı sınaqlar və texnologiyanın ixtiraçısı sayılmaq hüququ uğrunda gedən müharibə sülhlə başa çatdı. Nəhayət, Apellyasiya Məhkəməsi Noyce-nin texnoloji üstünlük iddiasını təsdiqlədi, lakin Kilby-nin ilk işləyən mikrosxem yaratmaqda borclu olduğuna qərar verdi.

İnteqral sxemlərin seriya istehsalına 1961-ci ildə başlanılmış, eyni zamanda ABŞ Hərbi Hava Qüvvələrinin sifarişi ilə Texas Instruments şirkəti tərəfindən inteqral sxemlərə əsaslanan ilk eksperimental kompüter yaradılmışdır. İnkişaf 9 ay çəkdi və 1961-ci ildə tamamlandı. Kompüterdə cəmi 15 əmr var idi, unicast idi, takt tezliyi 100 KHz, yaddaş tutumu cəmi 30 ədəd, rəqəmləri təmsil etmək üçün 11 ikili rəqəmdən istifadə edilmişdir, enerji istehlakı cəmi 16 Vt, çəkisi 585 q, işğal edilmiş həcmi 100 kubsantimetr idi.

İlk inteqral sxemlər aşağı sıxlıqlı idi, lakin zaman keçdikcə onların istehsalı texnologiyası dəqiq tənzimləndi və sıxlıq artdı. Üçüncü nəsil kompüterlərdə aşağı və orta sıxlıqlı inteqral sxemlərdən istifadə olunurdu ki, bu da yüzlərlə elementi bir çipdə birləşdirməyə imkan verirdi. Belə mikrosxemlər ayrıca əməliyyat sxemləri kimi istifadə edilə bilər - registrlər, dekoderlər, sayğaclar və s.

İnteqral sxemlərin yaranması ikinci nəsil EHM-lərin blok diaqramını təkmilləşdirməyə imkan verdi. Beləliklə, sıx birləşdirilmiş idarəetmə cihazları (CU) və arifmetik-məntiqi vahid (ALU) bir prosessor kimi tanınan vahid vahiddə birləşdirildi. Bundan əlavə, prosessorda hər biri öz funksiyasını yerinə yetirən bir neçə arifmetik-məntiqi qurğu ola bilər, məsələn, bir ALU tam ədədlərlə işləməyə, digəri üzən nöqtəli ədədlərə, üçüncüsü isə ünvanlara yönəldilmişdir. Ayrı-ayrı kompüter bloklarını idarə etmək üçün istifadə edilən bir mərkəzi və bir neçə periferik olan bir neçə idarəetmə qurğusu da ola bilər.

Çox vaxt kompüterlər bir neçə prosessordan ibarət idi ki, bu da paralel problemlərin həllində yeni perspektivlərdən tam istifadə etməyə imkan verirdi.

Üçüncü nəsil kompüterlərdə yaddaş iyerarxiyası artıq aydın şəkildə fərqlənir. RAM paralel olaraq işləyən öz idarəetmə sistemləri ilə müstəqil bloklara bölünür. Operativ yaddaşın strukturu səhifələrə və seqmentlərə bölünür. Prosessorun daxili yaddaşı da inkişaf edir - yaddaşın keşləşdirilməsinin tətbiqi üçün ilkin şərtlər yaradılır.

Xarici yaddaş qurğuları (ESD) xüsusi seçici kanal nəzarətçisi (SCC) vasitəsilə birləşdirilir. Onların tutumu və sürəti əhəmiyyətli dərəcədə artır. Beləliklə, 1973-cü ilin iyununda IBM 3340 sərt diski xarici yaddaş qurğusu kimi buraxıldı.

Sürücü möhürlənmişdir - bu, disklərin işçi səthlərini toz və kirdən qorudu, bu da başları diskin maqnit səthinə çox yaxın yerləşdirməyə imkan verdi. İlk dəfə olaraq aerodinamik qüvvənin təsiri altında sərt diskin fırlanan səthinin üstündə sözün həqiqi mənasında uçan aerodinamik maqnit başlığı prinsipi tətbiq olundu.

Bütün bunlar qeyd sıxlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa (kvadrat düym üçün 1,7 Mbit-ə qədər) və tutumu 30 MB-a (çıxarılmayan mediada) artırmağa imkan verdi. Sürücüdə 30 MB tutumlu çıxarıla bilən media da var idi.

Məntiqi cihazların və yaddaşın təkmilləşdirilməsi ilə yanaşı, giriş/çıxış qurğularının modernləşdirilməsi də sürətlə davam edirdi. Yeni kompüterlərin sürəti delikli kart oxuyucuları və teletayplardan daha sürətli və daha etibarlı məlumat daxiletmə/çıxış sistemi tələb edirdi. Onları klaviatura, qrafik daxiletmə panelləri, işıq qələm displeyləri, plazma panelləri, rastr qrafika sistemləri və digər qurğular əvəz etdi.

Geniş çeşidli periferik qurğular, onların nisbətən yüksək sürəti və I/O əməliyyatlarını hesablama prosesindən ayırmaq zərurəti prosessorlara verilənlərin I/ ilə paralel işləməsinə imkan verən ixtisaslaşmış multipleks kanal nəzarətçisinin (MCC) yaradılmasına gətirib çıxardı. O.

Yuxarıdakıları təsvir edən üçüncü nəsil kompüterin ümumiləşdirilmiş blok diaqramı aşağıdakı diaqramda göstərilmişdir.

Diaqramda:

UVV – giriş-çıxış cihazı;
RAM – bir və ya daha çox təsadüfi giriş yaddaş qurğusu;
ALU - bir və ya bir neçə arifmetik-məntiqi vahid;
CU - bir və ya bir neçə nəzarət cihazı;
MK - multipleks kanal nəzarətçisi (yavaş cihazları birləşdirmək üçün kanal);
SK - seçici kanal nəzarətçisi (yüksək sürətli cihazları birləşdirmək üçün kanal);
ESD xarici yaddaş cihazıdır.

İnteqrasiya edilmiş texnologiyaların istifadəsi kompüterlərin qiymətini əhəmiyyətli dərəcədə aşağı saldı və bu, dərhal tələbatın artmasına səbəb oldu. Bir çox təşkilat kompüterlər aldı və onları uğurla idarə etdi. Mühüm amil standartlaşdırma arzusu və aşağıdan yuxarı proqram təminatı ilə uyğun gələn bütün kompüter seriyalarının buraxılmasıdır.

Tətbiqi proqram məhsullarına böyük ehtiyac var və proqram təminatı bazarı hələ inkişaf etmədiyindən və hazır, etibarlı və ucuz proqram təminatı tapmaq demək olar ki, mümkün olmadığından, proqramlaşdırmanın populyarlığında və tələbatda nəhəng artım var. səlahiyyətli proqram tərtibatçıları. Hər bir müəssisə özünün proqramçılar heyətini təşkil etməyə çalışır; proqram təminatını inkişaf etdirən və sürətlə inkişaf edən kompüter texnologiyası arenasında hələ istifadə olunmamış bir nişin bir hissəsini tutmağa çalışan ixtisaslaşmış komandalar yaranır.

Proqram təminatı bazarı sürətlə inkişaf edir, standart problemləri həll etmək üçün proqram paketləri, problem yönümlü proqramlaşdırma dilləri və sonradan əməliyyat sistemləri adlandırılacaq kompüterlərin işini idarə etmək üçün bütün proqram kompleksləri yaradılır.

İlk əməliyyat sistemləri ikinci nəsil kompüterlər dövründə görünməyə başladı. Beləliklə, 1957-ci ildə Bell Labs BESYS (Bell Əməliyyat Sistemi) əməliyyat sistemini inkişaf etdirdi. Və 1962-ci ildə General Electric Mainfreymlərdə işləmək üçün nəzərdə tutulmuş GCOS (General Compresive Operating System) əməliyyat sistemini inkişaf etdirdi. Ancaq bunların hamısı həqiqətən populyar və tələb olunan əməliyyat sistemlərinin yaradılması üçün sadəcə ilkin şərtlər idi. 1960-cı illərin sonunda kompüteri idarə etmək üçün bir çox zəruri funksiyaları həyata keçirən bir sıra əməliyyat sistemləri artıq yaradılmışdır. Ümumilikdə yüzdən çox müxtəlif əməliyyat sistemindən istifadə edilmişdir.

Ən inkişaf etmiş əməliyyat sistemləri arasında:

OS/360, 1964-cü ildə IBM tərəfindən əsas kompüterləri idarə etmək üçün hazırlanmışdır;

MULTICS- vaxt mübadiləsi proqramları ilə ilk əməliyyat sistemlərindən biri;

UNIX, 1969-cu ildə hazırlanmış və sonradan bir çoxu bu gün ən populyar olan əməliyyat sistemlərinin bütün ailəsinə çevrilmişdir.

Əməliyyat sistemlərinin istifadəsi kompüterlərlə işi asanlaşdırdı və elektron hesablama texnologiyasının populyarlaşmasına kömək etdi.

ABŞ, Avropa, Yaponiya və digər ölkələrdə elektron hesablamaya marağın əhəmiyyətli dərəcədə artması fonunda, SSRİ-də elmin bu sahəsində tərəqqidə azalma müşahidə olunur. Beləliklə, 1969-cu ildə Sovet İttifaqı modeli o dövrdə ən yaxşı kompüterlərdən biri olan IBM360 olan Vahid Kompüter Sisteminin hazırlanmasında əməkdaşlıq haqqında müqavilə bağladı. SSRİ-nin xarici nailiyyətlərə diqqət yetirməsi sonradan kompüter texnologiyası sahəsində əhəmiyyətli geriliyə səbəb oldu.

Üçüncü nəsil kompüterlər arasında ən əhəmiyyətli inkişaflar:

IBM Sistemi - 360- istehsalına 1964-cü ildə başlanmış bütün kompüterlər ailəsi. Ailənin bütün modelləri vahid komanda sisteminə malik idi və bir-birindən operativ yaddaşın miqdarına və performansına görə fərqlənirdi və universal idi, həm mürəkkəb məntiqi məsələləri həll etməyə qadir, həm də iqtisadi hesablamalarda faydalı idi. Kompüterin çox yönlü olması onun adında əks olunur. 360 360 dərəcə deməkdir, yəni. istənilən istiqamətdə işləmək bacarığı. System-360-ın hazırlanmasının dəyəri təxminən 5 milyard dollar təşkil edib ki, bu da ABŞ-ın İkinci Dünya Müharibəsi zamanı atom bombası yaratmaq məqsədi daşıyan Manhetten Layihəsinə xərclədiyindən iki dəfə çoxdur. IBM 360-ın yaradılması layihəsi Apollo proqramından sonra dəyərinə görə ikinci idi. IBM 360 arxitekturasının son dərəcə uğurlu olduğu ortaya çıxdı və əsasən hesablama texnologiyasının inkişaf istiqamətini müəyyən etdi;

PDP8- 22 mart 1965-ci ildə Digital Equipment Corporation (DEC) tərəfindən hazırlanmış mini kompüter. "Mini" termini nisbidir. Bu kompüter təxminən soyuducu ölçüsündə idi, lakin elektron kompüterlərin digər nümayəndələri ilə müqayisədə onun ölçüsü həqiqətən miniatür idi. Bu layihə kommersiya baxımından çox sərfəli idi. Ümumilikdə bu avtomobilin təxminən 50 000 nüsxəsi satılıb. PDP-8 sisteminin bir çox oxşar həlli var - bütün dünyada klonlar. Beləliklə, SSRİ-də bu kompüterin bir neçə analoqu hazırlanmışdır: Elektronika-100, Saratov-2 və s.;

Nairi 3- SSRİ-də müstəqil olaraq hazırlanmış ilk üçüncü nəsil kompüterlərdən biri. Bu inkişaf 1970-ci ildə İrəvan Elmi-Tədqiqat Riyazi Maşınlar İnstitutunda buraxılmışdır. Proqramlaşdırmanı asanlaşdırmaq üçün sadələşdirilmiş maşın dilindən istifadə etdi. Riyazi dildə bəzi məsələlər daxil etmək də mümkün idi;

ES KOMPYUTER- IBM System-360-ın uğurlu və yaxşı sübut edilmiş arxitekturasına əsaslanan elektron kompüterlərin vahid sistemi. Bu seriyanın ilk avtomobilləri 1971-ci ildə SSRİ-də yaradılmışdır. İlk nümunələrin performansı saniyədə 2,750 əməliyyatdan (EC-1010) saniyədə 350,000 əməliyyata (EC-1040) qədər idi. Sonradan məhsuldarlıq saniyədə bir neçə on milyon əməliyyata qədər yüksəldi, lakin praktiki olaraq bütün bu inkişaflar 1990-cı illərdə SSRİ-nin dağılmasından sonra dayandırıldı;

ILLIAC 4– ən məhsuldar üçüncü nəsil kompüterlərdən biridir. ILLIAC 4 1972-ci ildə İllinoys Universitetində yaradılmışdır və 64 prosessordan ibarət boru kəməri arxitekturasına malik idi. Kompüter qismən diferensial tənliklər sistemini həll etmək üçün nəzərdə tutulmuşdu və saniyədə təxminən 200 milyon əməliyyat sürətinə malik idi.

Bu siyahını davam etdirmək olar, lakin aydındır ki, kompüterlər artıq möhkəm və uzun müddətdir həyatımıza daxil olub və onların gələcək inkişafı və təkmilləşdirilməsi dayandırıla bilməz. İnteqral sxemlərin istehsalı texnologiyasının inkişafı ilə elementlərin sıxlığı tədricən artmışdır. Super iri inteqral sxemlər meydana çıxmağa başladı, aşağı və orta sıxlıqlı inteqral sxemlər üzərində qurulan üçüncü nəsil kompüterlər tədricən iri və super iri inteqral sxemlərdə olan dördüncü nəsil kompüterlərlə əvəz olunmağa başladı.

Biblioqrafiya

1. Kompyuter texnikasının inkişaf tarixi. Lanina E.P. ISTU, İrkutsk - 2001

2. Kompüter texnologiyasının inkişafı. Apokin I.A. M., “Elm”, 1974

3. Texniki görünüş.

4. Metodist.

6. Abakusdan kompüterə qədər. R. S. Quter. "Bilik" nəşriyyatı, Moskva 1981.

1949-cu ildə İngiltərədə EDSAC modeli yaradıldıqdan sonra ümumi təyinatlı kompüterlərin inkişafına güclü təkan verildi ki, bu da bir sıra ölkələrdə birinci nəsli təşkil edən kompüter modellərinin yaranmasına təkan verdi. Kompüter texnologiyasının (KT) 40 ildən çox inkişafı zamanı bir-birini əvəz edən bir neçə nəsil kompüterlər meydana çıxdı.

Birinci nəsil kompüterlər elementar baza kimi vakuum boruları və relelərdən istifadə edirdilər; RAM flip-floplarda, daha sonra ferrit nüvələrdə yerinə yetirildi; performans, bir qayda olaraq, 5-30 min arifmetik əməliyyat / s diapazonunda idi; onlar aşağı etibarlılıq, tələb olunan soyutma sistemləri ilə xarakterizə olunurdu və əhəmiyyətli ölçülərə malikdir. Proqramlaşdırma prosesi kifayət qədər bacarıq, kompüter arxitekturası və onun proqram imkanları haqqında yaxşı bilik tələb edirdi. Bu mərhələnin əvvəlində kompüter kodlarında (maşın kodu) proqramlaşdırmadan istifadə olunurdu, sonra avtokodlar və assemblerlər meydana çıxdı. Bir qayda olaraq, elmi-texniki hesablamalar üçün birinci nəsil kompüterlərdən istifadə olunurdu və proqramlaşdırma prosesinin özü daha çox riyaziyyatçıların, elektrik mühəndislərinin və fiziklərin çox dar bir dairəsi tərəfindən həyata keçirilən bir sənətə bənzəyirdi.

EDSAC kompüteri, 1949

2-ci nəsil kompüter

1 iyul 1948-ci ildə ABŞ-da ilk tranzistorun yaradılması VT-nin inkişafında yeni bir mərhələni göstərmədi və ilk növbədə radiotexnika ilə əlaqələndirildi. Əvvəlcə o, daha çox ciddi araşdırma və təkmilləşdirmə tələb edən yeni elektron cihazın prototipinə bənzəyirdi. Artıq 1951-ci ildə William Shockley ilk etibarlı tranzistoru nümayiş etdirdi. Bununla belə, onların dəyəri kifayət qədər yüksək idi (hər biri 8 dollara qədər) və yalnız silikon texnologiyası inkişaf etdikdən sonra onların qiyməti kəskin şəkildə aşağı düşdü, elektronikada miniatürləşdirmə prosesini sürətləndirməyə kömək etdi, bu da VT-yə təsir etdi.

Ümumiyyətlə qəbul edilir ki, ikinci nəsil 1959-cu ildə ABŞ-da meydana çıxan və yarımkeçirici elementlər bazasında yaradılmış RCA-501 kompüterindən başlayır. Bu arada, hələ 1955-ci ildə ATLAS qitələrarası ballistik raket üçün bort tranzistorlu kompüter yaradılmışdır. Yeni element texnologiyası VT-nin etibarlılığını kəskin şəkildə artırmağa, ölçülərini və enerji istehlakını azaltmağa və məhsuldarlığı əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verdi. Bu, daha böyük məntiqi imkanlara və məhsuldarlığa malik kompüterlərin yaradılmasına imkan verdi ki, bu da iqtisadi planlaşdırma, istehsal prosesinin idarə edilməsi və s. məsələlərin həlli üçün kompüter tətbiqlərinin əhatə dairəsinin genişlənməsinə öz töhfəsini verdi. İkinci nəsil çərçivəsində kompüterlərin diferensiallaşdırılması kiçik, orta və böyük olmaq getdikcə daha aydın olur. 50-ci illərin sonu proqramlaşdırmanın avtomatlaşdırılması mərhələsinin başlanğıcı ilə xarakterizə olunur ki, bu da Fortran (1957), Algol-60 və s. proqramlaşdırma dillərinin yaranmasına səbəb olur.

3-cü nəsil kompüter

Üçüncü nəsil inteqral sxemlər (IC) üzərində elementar bazaya malik kompüterlərin yaranması ilə bağlıdır. 1959-cu ilin yanvarında Cek Kilbi 1 sm uzunluğunda nazik germanium lövhəsi olan ilk IC-ni yaratdı.Inteqrasiya edilmiş texnologiyanın imkanlarını nümayiş etdirmək üçün Texas Instruments şirkəti ABŞ Hərbi Hava Qüvvələri üçün 587 IC və həcmi (40) olan bort kompüteri yaratdı. sm3) oxşar köhnə tipli kompüterdən 150 dəfə kiçik. Lakin Kilby IC-nin bir sıra əhəmiyyətli çatışmazlıqları var idi və həmin il Robert Noyce-nin planar IC-lərinin meydana çıxması ilə aradan qaldırıldı. Bu andan etibarən IC texnologiyası müasir elektronikanın və ilk növbədə kompüter texnologiyasının getdikcə daha çox yeni bölmələrini ələ keçirərək zəfər yürüşünə başladı.

Kompüterin müxtəlif iş rejimlərində işləməsini təmin edən proqram təminatı əhəmiyyətli dərəcədə güclənir. İnkişaf edilmiş verilənlər bazası idarəetmə sistemləri (DBMS), dizayn avtomatlaşdırma sistemləri (CAD) meydana çıxır; Müxtəlif məqsədlər üçün tətbiqi proqram paketlərinin (APP) yaradılmasına böyük diqqət yetirilir. Yeni dillər və proqramlaşdırma sistemləri görünməyə davam edir və mövcud olanlar inkişaf etdirilir.

4-cü nəsil kompüter

4-cü nəsil VT-nin dizaynı və texnoloji əsasları müvafiq olaraq 70-80-ci illərdə yaradılmış irimiqyaslı (LSI) və ultra-böyük miqyaslı (VLSI) inteqral sxemlərdir. Belə IC-lər artıq bir kristalda (çipdə) on, yüz minlərlə və milyonlarla tranzistordan ibarətdir. Eyni zamanda, LSI texnologiyası qismən əvvəlki nəsil layihələrində (IBM/360, ES Computer Series-2 və s.) istifadə edilmişdir. 4-cü nəsil kompüterləri 3-cü nəsil kompüterlərdən ayıra bilən ən mühüm konseptual meyar ondan ibarətdir ki, birincilər müasir kompüterlərdən səmərəli istifadə etmək və problemli proqramçı üçün proqramlaşdırma prosesini sadələşdirmək gözləntiləri ilə hazırlanmışdır. Aparat baxımından, onlar IC texnologiyasından və yüksək sürətli saxlama cihazlarından geniş istifadə ilə xarakterizə olunur. Dördüncü nəsil kompüterlərin ən məşhur seriyası IBM/370 hesab edilə bilər ki, bu da eyni dərəcədə tanınmış 3-cü nəsil IBM/360 seriyasından fərqli olaraq daha inkişaf etmiş komanda sisteminə və mikroproqramlaşdırmadan daha geniş istifadəyə malikdir. 370 seriyasının köhnə modellərində istifadəçiyə qeyri-məhdud RAM resurslarının görünüşünü yaratmağa imkan verən virtual yaddaş qurğusu tətbiq edilmişdir.

Fərdi kompüter (FK) fenomeni 1965-ci ildə nüvə reaktorunu idarə etmək üçün ixtisaslaşmış mikroprosessorun universallaşdırılması nəticəsində yaranan PDP-8 adlı ilk mini-kompüterin yaradılmasına təsadüf edir. Maşın tez bir zamanda populyarlıq qazandı və bu sinifin ilk kütləvi istehsalı olan kompüter oldu; 70-ci illərin əvvəllərində avtomobillərin sayı 100 min ədədi keçdi. Daha bir mühüm addım mini-kompüterlərdən mikro-kompüterlərə keçid oldu; VT-nin bu yeni struktur səviyyəsi 70-ci illərin əvvəlində, LSI-nin yaranması tək çipdə universal prosessor yaratmağa imkan verən zaman formalaşmağa başladı. İlk mikroprosessor Intel-4004 1971-ci ildə yaradılmış və 2250 elementdən ibarət idi və mikrokompüter texnologiyası üçün standart olan və 1974-cü ildə yaradılmış ilk universal mikroprosessor Intel-8080 artıq 4500 elementdən ibarət idi və mikroprosessorun yaradılması üçün əsas olmuşdur. ilk kompüterlər. 1979-cu ildə 70.000 elementli ən güclü və çox yönlü 16-bitlik mikroprosessorlardan biri olan Motorolla-68000, 1981-ci ildə isə Hewlett Packard-ın 450 min elementli ilk 32-bitlik mikroprosessoru buraxıldı.

Kompüter Altair-8800

İlk fərdi kompüteri 1974-cü ildə Edvard Roberts tərəfindən Intel-8080 mikroprosessoru əsasında yaradılmış Altair-8800 hesab etmək olar. Kompüter poçtla göndərilmişdi, qiyməti cəmi 397 dollar idi və periferiya qurğuları ilə genişləndirilə bilərdi (yalnız 256 bayt RAM!!!). Altair-8800 üçün Paul Allen və Bill Gates məşhur Basic dilindən tərcüməçi yaratdılar, ilk fərdi kompüterin intellektini əhəmiyyətli dərəcədə artırdılar (sonralar indi məşhur Microsoft Inc şirkətini qurdular). PC-nin rəngli monitorla təchiz edilməsi rəqib kompüter modelinin, Z-2-nin yaradılmasına gətirib çıxardı; ilk Altair-8800 PC-nin meydana çıxmasından bir il sonra 20-dən çox müxtəlif şirkət və firma PC istehsalına qoşuldu; PC sənayesi formalaşmağa başladı (FK istehsalının özü, onların satışı, dövri və qeyri-dövri nəşrlər, sərgilər, konfranslar və s.). Və artıq 1977-ci ildə üç kompüter modeli Apple-2 (Apple Computers), TRS-80 (Tandy Radio Shark) və PET (Commodore) kütləvi istehsala buraxıldı ki, bunlardan əvvəlcə rəqabətdə geri qalan Apple tezliklə oldu. PC istehsalında lider (onun Apple-2 modeli böyük uğur qazandı). 1980-ci ilə qədər Apple korporasiyası ən böyük nizamnamə kapitalı və 117 milyon dollar illik gəliri ilə Wall Street-ə daxil oldu.

Lakin artıq 1981-ci ildə IBM kütləvi bazarı itirməmək üçün indi geniş yayılmış IBM PC/XT/AT və PS/2 seriyalı fərdi kompüterləri istehsal etməyə başladı və bu, fərdi kompüter texnologiyasının yeni dövrünü açdı. Nəhəng IBM-in fərdi kompüter sənayesi arenasına daxil olması fərdi kompüterlərin istehsalını sənaye əsasına qoyur ki, bu da istifadəçi üçün bir sıra vacib məsələləri (standartlaşdırma, unifikasiya, hazırlanmış proqram təminatı və s.) həll etməyə imkan verir. şirkət artıq IBM/360 və IBM/370 seriyalarının istehsalına böyük diqqət yetirirdi. Biz əsaslı şəkildə inana bilərik ki, Altair-8800-ün debütündən IBM PC-yə keçən qısa müddət ərzində, Babagenin Analitik Mühərrikindən tutmuş ilk İP-nin ixtirasına qədər bütün uzun müddətə nisbətən daha çox insan VT-yə qoşuldu.

Superkompüter sinfinin özünü açan ilk kompüteri 1975-ci ildə yaradılmış və IBM seriyası ilə uyğun gələn Amdahl 470V16 modeli hesab etmək olar. Maşın əmrlərin boru kəməri emalına əsaslanan effektiv paralelləşdirmə prinsipindən, element bazasında isə LSI texnologiyasından istifadə edilmişdir. Hazırda superkompüterlər sinfinə orta sürəti ən azı 20 meqaflop (1 meqaflops = saniyədə 1 milyon üzən nöqtə əməliyyatı) olan modellər daxildir. Belə performansa malik ilk model 1975-ci ildə ABŞ-da yaradılmış və maksimum sürəti təxminən 50 meqaflops olan, əsasən unikal ILLIAC-IV kompüteri idi. Bu model matris arxitekturasına malik superkompüterlərin sonrakı inkişafına böyük təsir göstərmişdir. Superkompüterlər tarixində parlaq səhifə S. Cray-in Cray seriyası ilə bağlıdır, onun ilk modeli olan Cray-1 1976-cı ildə yaradılmış və pik sürəti 130 meqaflops olmuşdur. Modelin arxitekturası VLSI-də elementar baza ilə vektor və skalyar məlumatların işlənməsi boru xətti prinsipinə əsaslanırdı. Məhz bu model müasir superkompüterlər sinfinin əsasını qoydu. Qeyd edək ki, bir sıra maraqlı memarlıq həllərinə baxmayaraq, modelin uğuru əsasən uğurlu texnoloji həllər hesabına əldə edilib. Sonrakı modellər Cray-2, Cray X-MP, Cray-3, Cray-4 seriya performansını təxminən 10 min meqaflopa çatdırdı və Cray MP modeli, 64 prosessorlu yeni bir arxitektura və yeni silikon çiplər üzərində elementar bazadan istifadə edərək, 50 gigaflops pik performansa sahib idi.

Müasir hərbi texnikanın tarixinə ekskursiyanı onun ayrı-ayrı mərhələlərinin bu və ya digər təfərrüatları ilə yekunlaşdıraraq bir neçə mühüm şərh edilməlidir. Hər şeydən əvvəl, yeni nəslin ideyaları bu və ya digər dərəcədə yetkinləşdikdə və hətta əvvəlki nəsildə həyata keçirildikdə, kompüterlərin bir nəslindən digərinə getdikcə daha rəvan keçid baş verir. Bu, xüsusilə VT istehsalı üçün IC texnologiyasına keçid zamanı, nəsillərin müəyyənedici vurğunun element bazasından getdikcə daha çox digər göstəricilərə: məntiqi arxitektura, proqram təminatı, istifadəçi interfeysi, tətbiq sahələri və s.-ə keçdiyi zaman nəzərə çarpır. Ən müxtəlif VT xüsusiyyətləri ənənəvi təsnifat çərçivələrinə uyğun gəlməyən görünür; İnsanda belə bir təəssürat yaranır ki, biz kompüter texnologiyasının bir növ universallaşmasının başlanğıcındayıq, o zaman ki, bütün siniflər öz hesablama imkanlarını bərabərləşdirməyə çalışırlar. Beşinci nəslin bir çox elementləri bu və ya digər dərəcədə bu gün xarakterikdir.

Kompüterlərin inkişafı bir neçə dövrə bölünür. Hər dövrün kompüterlərinin nəsilləri elementar bazası və proqram təminatı ilə bir-birindən fərqlənir.

Birinci nəsil kompüterlər

Kompüterlərin birinci nəsli (1945-1958) elektron borular - diodlar və triodlar üzərində qurulmuşdur. Birinci nəsil maşınların əksəriyyəti eksperimental cihazlar idi və müəyyən nəzəri prinsipləri yoxlamaq üçün qurulmuşdu. Vakuum boru texnologiyasının istifadəsi, civə gecikdirmə xətləri, maqnit barabanları, katod şüa boruları (Williams boruları) üzərində yaddaş sistemlərinin istifadəsi onların işini çox etibarsız etdi. Bundan əlavə, belə kompüterlər ağır idi və böyük əraziləri, bəzən bütöv binaları tuturdu. Məlumatların daxil edilməsi və çıxarılması üçün perfo lentlər və perfokartlar, maqnit lentləri və çap cihazları istifadə edilmişdir.

Saxlanılan proqram konsepsiyası həyata keçirildi. 1-ci nəsil kompüterlərin proqram təminatı əsasən standart alt proqramlardan ibarət idi, onların sürəti 10-20 min əməliyyat arasında dəyişirdi. /san.

Bu nəslin maşınları: ENIAC (ABŞ), MESM (SSRİ), BESM-1, M-1, M-2, M-Z, "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2" ", "Ural-3", M-20, "Setun", BESM-2, "Hrazdan", IBM - 701, çox elektrik enerjisi istifadə etdi və çox sayda vakuum borularından ibarət idi. Məsələn, Strela maşını 6400 vakuum borusu və 60 min ədəd yarımkeçirici dioddan ibarət idi. Onların performansı saniyədə 2-3 min əməliyyatı keçmədi, RAM 2 KB-dən çox olmadı. Yalnız M-2 maşınında (1958) 4 KB əməli yaddaş və saniyədə 20 min əməliyyat sürəti var idi.

İkinci nəsil kompüterlər

2-ci nəsil kompüterlər 1959-1967-ci illərdə hazırlanmışdır. Əsas element artıq vakuum boruları deyil, yarımkeçirici diodlar və tranzistorlar, müasir sərt disklərin uzaq əcdadları olan maqnit nüvələri və maqnit barabanları yaddaş qurğuları kimi istifadə olunmağa başladı. Kompüterlər daha etibarlı oldu, onların məhsuldarlığı artdı, enerji sərfiyyatı azaldı, maşınların ümumi ölçüləri azaldı.

Maqnit nüvələrdə yaddaşın yaranması ilə onun işləmə dövrü onlarla mikrosaniyə qədər azaldı. Strukturun əsas prinsipi mərkəzləşmədir. Maqnit lentləri ilə işləmək üçün yüksək məhsuldar qurğular və maqnit disklərdə yaddaş qurğuları meydana çıxdı. Bundan əlavə, alqoritmik dillərdə proqramlaşdırmaq mümkün oldu. İlk yüksək səviyyəli dillər hazırlanmışdır - Fortran, Algol, Cobol. 2-ci nəsil maşınların məhsuldarlığı artıq 100-5000 min əməliyyata çatıb. /san.

İkinci nəsil maşınların nümunələri: BESM-6, BESM-4, Minsk-22 - elmi, texniki və iqtisadi planlaşdırma problemlərini həll etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur; Minsk-32 (SSRİ), M-40 kompüteri, - 50 - raketdən müdafiə sistemləri üçün; Ural - 11, - 14, - 16 - mühəndislik və texniki problemlərin həllinə yönəlmiş ümumi təyinatlı kompüterlər.

Üçüncü nəsil kompüterlər

Üçüncü nəsil kompüterlər (1968-1973) inteqral sxemlərdən istifadə edirdilər. 60-cı illərdə inteqral sxemlərin inkişafı - bir yarımkeçirici kristalda hazırlanmış onlarla və yüzlərlə tranzistordan ibarət bütöv qurğular və birləşmələr (indi bunlara mikrosxemlər deyilir) 3-cü nəsil kompüterlərin yaradılmasına səbəb oldu. Eyni zamanda, fərdi kompüterlərdə əməliyyat yaddaşı kimi hələ də istifadə olunan yarımkeçirici yaddaş meydana çıxdı. İnteqral sxemlərdən istifadə kompüterlərin imkanlarını xeyli artırdı.

İndi mərkəzi prosessor paralel işləmək və çoxsaylı periferik cihazları idarə etmək imkanına malikdir. Kompüterlər eyni vaxtda bir neçə proqramı emal edə bilirdilər (çox proqramlaşdırma prinsipi). Multiproqramlaşdırma prinsipinin həyata keçirilməsi nəticəsində interaktiv rejimdə vaxt mübadiləsi rejimində işləmək mümkün olmuşdur. Kompüterdən uzaqda olan istifadəçilərə bir-birindən asılı olmayaraq maşınla tez qarşılıqlı əlaqə yaratmaq imkanı verildi.

Kompüterlər aşağı inteqrasiya dərəcəsi (MIS - hər çip üçün 10-100 komponent) və orta inteqrasiya dərəcəsi (SIS - hər çip üçün 10-1000 komponent) olan inteqral sxemlər əsasında hazırlanmışdır. Əsasən proqram təminatına əsaslanan eyni arxitekturaya malik kompüterlər ailəsinin layihələndirilməsi ideyası həyata keçirildi. 60-cı illərin sonlarında mini kompüterlər meydana çıxdı. 1971-ci ildə ilk mikroprosessor ortaya çıxdı. 3-cü nəsil kompüterlərin sürəti təxminən 1 milyon əməliyyata çatmışdır. /san.

Bu illərdə kompüter istehsalı sənaye miqyası aldı. 3-cü nəsil kompüterlərdən başlayaraq seriyalı kompüterlərin inkişafı ənənəvi hal almışdır. Eyni seriyalı maşınlar imkan və performans baxımından bir-birindən çox fərqli olsalar da, informasiya, proqram və aparat baxımından uyğun idilər. O illərdə ən çox yayılmış IBM-dən System/360 ailəsi idi. CMEA ölkələri "ES Computer" vahid seriyalı kompüterlər istehsal etdi: ES-1022, ES-1030, ES-1033, ES-1046, ES-1061, ES-1066 və s. Bu nəsil kompüterlərə "IVM-370" də daxildir. ", "Elektronika-100/25", "Elektronika-79", "SM-3", "SM-4" və s.

Kompüter seriyaları üçün proqram təminatı xeyli genişləndirildi (əməliyyat sistemləri, yüksək səviyyəli proqramlaşdırma dilləri, tətbiqi proqramlar və s.). 1969-cu ildə Unix əməliyyat sistemi və C proqramlaşdırma dili eyni vaxtda meydana çıxdı ki, bu da proqram dünyasına böyük təsir göstərdi və hələ də lider mövqeyini qoruyur.

Dördüncü nəsil kompüterlər

Dördüncü nəsil kompüterlərdə (1974-1982) irimiqyaslı inteqral sxemlərin (LSI - hər çipdə 1000-100000 komponent) və ultra irimiqyaslı inteqral sxemlərin (VLSI - hər çip üçün 100000-10000000 komponent) istifadəsi onların işini artırdı. on və yüz milyonlarla op. /san.

Bu nəslin başlanğıcı 1975-ci il hesab olunur - Amdahl Corp. elementar baza kimi LSI istifadə edən altı AMDAHL 470 V/6 kompüter buraxdı. İnteqral sxemlər üzrə yüksək sürətli yaddaş sistemləri - bir neçə meqabayt tutumlu MOS RAM istifadə edilməyə başlandı. Maşın söndürülürsə, MOS RAM-da olan məlumatlar avtomatik olaraq diskə köçürülərək saxlanılır. Maşın işə salındıqda, sistem ROM-da (yalnız oxumaq üçün yaddaş) saxlanan yükləmə proqramından istifadə etməyə başlayır, bu proqram əməliyyat sistemini və rezident proqramı MOS RAM-a yükləyir.

4-cü nəsil kompüterlərin inkişafı 2 istiqamətdə getdi: 1-ci istiqamət - superkompüterlərin yaradılması - çoxprosessorlu maşınlar komplekslərinin yaradılması. Belə maşınların sürəti saniyədə bir neçə milyard əməliyyata çatır. Onlar böyük miqdarda məlumatı emal etmək qabiliyyətinə malikdirlər. Bunlara ILLIAS-4, CRAY, CYBER, Elbrus-1, Elbrus-2 və s. komplekslər daxildir. Çoxprosessorlu hesablama kompleksləri (MCC) Elbrus-2 Sovet İttifaqında hər şeydən əvvəl böyük həcmdə hesablamalar tələb edən sahələrdə fəal şəkildə istifadə olunurdu. müdafiə sənayesi.

2-ci istiqamət - LSI və VLSI mikrokompüterləri və fərdi kompüterlər (PC) əsasında gələcək inkişaf. Bu maşınların ilk nümayəndələri Apple, IBM - PC (XT, AT, PS / 2), yerli "Iskra", "Electronics", "Mazovia", "Agat", "ES-1840", "ES-" kompüterləridir. 1841" və s. Bu nəsildən başlayaraq kompüterlər kompüter adlandırılmağa başladı. Proqram təminatı verilənlər bazası və banklarla tamamlanır.

Beşinci nəsil kompüterlər

Beşinci nəsil kompüter gələcəyin kompüteridir. Beşinci nəsil kompüterlərin inkişafı proqramı 1982-ci ildə Yaponiyada qəbul edildi. 1991-ci ilə qədər süni intellekt problemlərinin həllinə yönəlmiş prinsipial olaraq yeni kompüterlərin yaradılacağı güman edilirdi. Proloq dilinin və kompüter dizaynındakı yeniliklərin köməyi ilə informatika elminin bu sahəsinin əsas problemlərindən birinin - biliklərin saxlanması və emalı probleminin həllinə yaxınlaşmaq planlaşdırılırdı. Bir sözlə, beşinci nəsil kompüterlər üçün proqram yazmağa ehtiyac qalmazdı, lakin onlardan nə tələb olunduğunu “demək olar ki, təbii” dildə izah etmək kifayət edərdi.

Ehtimal olunur ki, onların elementar bazası VLSI deyil, onların əsasında süni intellekt elementləri ilə yaradılmış qurğular olacaq. Yaddaş və sürəti artırmaq üçün optoelektronika və bioprosessorlardakı nailiyyətlərdən istifadə ediləcək.

Beşinci nəsil kompüterlər üçün, bütün əvvəlki kompüterlərin inkişafı zamanı olduğundan tamamilə fərqli vəzifələr qoyulur. Əgər 1-4-cü nəsil kompüterlərin tərtibatçılarının qarşısında ədədi hesablamalar sahəsində məhsuldarlığı artırmaq, böyük yaddaş tutumuna nail olmaq kimi vəzifələr dururdusa, onda 5-ci nəsil kompüterlərin tərtibatçılarının əsas vəzifəsi süni intellektin yaradılmasıdır. maşın (təqdim olunan faktlardan məntiqi nəticələr çıxarmaq bacarığı), kompüterlərin "intellektuallaşması" nın inkişafı - insan və kompüter arasındakı maneəni aradan qaldırmaq.

Təəssüf ki, Yaponiyanın beşinci nəsil kompüter layihəsi süni intellekt sahəsində erkən tədqiqatların faciəli taleyini təkrarladı. 50 milyard yendən çox sərmayə boşa getdi, layihə dayandırıldı və hazırlanmış qurğular performans baxımından o dövrün kütləvi istehsal sistemlərindən yüksək olmadığı ortaya çıxdı. Bununla belə, layihə zamanı aparılan tədqiqatlar və biliklərin təqdim edilməsi və paralel nəticə çıxarma üsulları sahəsində əldə edilən təcrübə ümumilikdə süni intellekt sistemləri sahəsində irəliləyişlərə böyük kömək edib.

Artıq kompüterlər məlumatı əl ilə yazılmış və ya çap olunmuş mətndən, formalardan, insan səsindən qəbul etmək, istifadəçini səslə tanımaq və bir dildən digər dilə tərcümə etmək imkanına malikdir. Bu, bütün istifadəçilərə, hətta bu sahədə xüsusi biliyi olmayanlara da kompüterlərlə ünsiyyət qurmağa imkan verir.

Süni intellektin əldə etdiyi irəliləyişlərin bir çoxu sənaye və iş dünyasında istifadə olunur. Təsnifat tapşırıqları üçün ekspert sistemləri və neyroşəbəkələrdən səmərəli şəkildə istifadə olunur (SPAM filtri, mətnlərin təsnifatı və s.). Genetik alqoritmlər insanlara vicdanla xidmət edir (məsələn, investisiya fəaliyyətlərində portfelləri optimallaşdırmaq üçün istifadə olunur), robototexnika (sənaye, həmçinin multi-agent sistemləri. Süni intellektin digər sahələri, məsələn, paylanmış biliklərin təqdim edilməsi və İnternetdə problemlərin həlli bu deyil. yuxuda: onların sayəsində yaxın bir neçə ildə insan fəaliyyətinin bir sıra sahələrində inqilab gözləmək olar.

İndiki mərhələdə kompüter cihazının uzaqdan tarixi

Daha sürətli, daha ucuz və daha çox yönlü prosessorlara ehtiyac istehsalçıları onlarda tranzistorların sayını daim artırmağa məcbur edir. Lakin bu proses sonsuz deyil. 1973-cü ildə Qordon Mur tərəfindən proqnozlaşdırılan bu saydakı eksponensial artımı saxlamaq getdikcə çətinləşir. Mütəxəssislər bildirirlər ki, çipdə informasiya axınını tənzimləyən tranzistorların qapıları elektronun dalğa uzunluğuna uyğun gələn kimi (hal-hazırda istehsalın qurulduğu silikonda bu, təxminən 10-dur) bu qanunun tətbiqi dayandırılacaq. nanometrlər). Və bu, 2010-2020-ci illər arasında baş verəcək. Fiziki həddə yaxınlaşdıqca kompüter arxitekturası daha mürəkkəbləşdikcə, çiplərin layihələndirilməsi, istehsalı və sınaqdan keçirilməsi xərcləri artır. Beləliklə, təkamül inkişaf mərhələsi gec-tez inqilabi dəyişikliklərlə əvəz olunacaq.

Məhsuldarlığı artırmaq yarışı nəticəsində bir çox problemlər yaranır. Onlardan ən kəskini, istilik ötürmə sahəsinin əhəmiyyətli dərəcədə kiçik olması səbəbindən ultra sıx qablaşdırmada həddindən artıq istiləşmədir. Müasir mikroprosessorlarda enerji konsentrasiyası olduqca yüksəkdir. Təchizat gərginliyinin azaldılması və ya mikrosxemlərdə yalnız zəruri hissələrin seçici şəkildə aktivləşdirilməsi kimi yaranan istiliyin yayılması üçün cari strategiyalar, aktiv soyutma istifadə edilmədikcə səmərəsizdir.

Tranzistorların ölçüsü azaldıqca, izolyasiya təbəqələri daha incələşdi, bu da onların etibarlılığının azaldığını göstərir, çünki elektronlar nazik izolyatorlardan keçə bilər (tunel effekti). Bu problem nəzarət gərginliyini azaltmaqla həll edilə bilər, ancaq müəyyən hədlərə qədər.

Bu gün prosessorun performansını artırmaq üçün əsas şərt paralellik üsullarıdır. Bildiyiniz kimi, mikroprosessor müəyyən proqramı təşkil edən əmrlər (əmrlər) ardıcıllığını emal edir. Təlimatların paralel (yəni eyni vaxtda) icrasını təşkil etsəniz, ümumi performans əhəmiyyətli dərəcədə artacaqdır. Paralellik problemi boru xətti hesablamalar, superskalar arxitekturadan istifadə və budaqların proqnozlaşdırılması üsulları ilə həll olunur. Çox nüvəli arxitektura. Bu arxitektura bir çip üzərində bir neçə sadə mikroprosessor nüvəsinin inteqrasiyasını nəzərdə tutur. Hər bir nüvə öz təlimat axını yerinə yetirir. Hər bir mikroprosessor nüvəsi çox yivli prosessor nüvəsindən əhəmiyyətli dərəcədə sadədir və çip dizaynını və testini asanlaşdırır. Lakin bu arada yaddaşa giriş problemi getdikcə pisləşir və kompilyatorları dəyişdirmək lazımdır.

Çox yivli prosessor. Bu prosessorlar arxitektura baxımından izləyicilərə bənzəyir: bütün çip superskalar mikroprosessoru xatırladan emal elementlərinə bölünür. İz prosessorundan fərqli olaraq, burada hər bir element bir saat dövrü ərzində müxtəlif iplərdən gələn təlimatları emal edir və bununla da ip səviyyəsində paralelliyə nail olur. Təbii ki, hər mövzunun öz proqram sayğacı və registrlər dəsti var.

"Kafel" memarlığı. Tərəfdarlar hesab edirlər ki, proqram təminatı birbaşa aparatda tərtib edilməlidir, çünki bu, maksimum paralellik təmin edəcək. Bu yanaşma kifayət qədər mürəkkəb kompilyatorlar tələb edir, onlar hələ yaradılmayıb. Bu vəziyyətdə prosessor, hər birinin öz operativ yaddaşına sahib olan və qovşaqları açılıb-söndürülə bilən bir növ qəfəsdə digər "kafellərə" qoşulmuş bir çox "kafeldən" ibarətdir. Təlimatların yerinə yetirilmə ardıcıllığı proqram təminatı tərəfindən müəyyən edilir.

Çoxmərtəbəli memarlıq. Burada söhbət məntiqdən yox, fiziki quruluşdan gedir. İdeya ondan ibarətdir ki, çiplər TFT displey istehsalından götürülmüş nazik təbəqəli tranzistor texnologiyasından istifadə etməklə hazırlanmış mikrosxemlərin şaquli "yığınlarından" ibarət olacaq. Bu halda, nisbətən uzun üfüqi interconnects qısa şaquli olanlara çevrilir ki, bu da siqnalın gecikməsini azaldır və prosessorun işini artırır. “Üç ölçülü” çiplər ideyası artıq səkkiz mərtəbəli yaddaş çiplərinin işçi nümunələri şəklində həyata keçirilib. Tamamilə mümkündür ki, bu, mikroprosessorlar üçün də məqbuldur və yaxın gələcəkdə bütün mikroçiplər yalnız üfüqi deyil, həm də şaquli olaraq genişləndiriləcəkdir.