Perkenalan

1. Komputer generasi pertama tahun 1950-1960an

2. Komputer generasi kedua : 1960-1970an

3. Komputer generasi ketiga : 1970-1980an

4. Komputer generasi keempat : 1980-1990an

5. Komputer generasi kelima : 1990-sekarang

Kesimpulan

Perkenalan

Sejak tahun 1950, setiap 7-10 tahun, prinsip-prinsip desain-teknologi dan perangkat lunak-algoritmik dalam membangun dan menggunakan komputer telah diperbarui secara radikal. Dalam hal ini, sah-sah saja membicarakan generasi komputer. Secara konvensional, setiap generasi dapat diberi alokasi waktu 10 tahun.

Komputer telah mengalami evolusi yang panjang dalam hal basis elemen (dari lampu hingga mikroprosesor) serta dalam arti munculnya kemampuan baru, perluasan cakupan dan sifat penggunaannya.

Pembagian komputer menjadi beberapa generasi adalah klasifikasi sistem komputasi yang sangat kondisional dan longgar menurut tingkat perkembangan perangkat keras dan perangkat lunak, serta metode komunikasi dengan komputer.

Komputer generasi pertama mencakup mesin yang dibuat pada pergantian tahun 50-an: tabung vakum digunakan di sirkuitnya. Perintahnya sedikit, kontrolnya sederhana, dan kapasitas RAM serta indikator kinerjanya rendah. Performanya sekitar 10-20 ribu operasi per detik. Perangkat pencetakan, pita magnetik, kartu berlubang, dan pita kertas berlubang digunakan untuk input dan output.

Komputer generasi kedua mencakup mesin yang dirancang pada tahun 1955-65. Mereka menggunakan tabung vakum dan transistor. RAM dibangun di atas inti magnetik. Pada saat ini, drum magnet dan piringan magnet pertama muncul. Apa yang disebut bahasa tingkat tinggi telah muncul, yang sarananya memungkinkan deskripsi seluruh rangkaian perhitungan dalam bentuk visual yang mudah dimengerti. Sejumlah besar program perpustakaan telah muncul untuk memecahkan berbagai masalah matematika. Mesin generasi kedua dicirikan oleh ketidakcocokan perangkat lunak, yang menyulitkan pengorganisasian sistem informasi yang besar, sehingga pada pertengahan tahun 60an terjadi transisi ke pembuatan komputer yang kompatibel dengan perangkat lunak dan dibangun di atas basis teknologi mikroelektronik.

Komputer generasi ketiga. Ini adalah mesin yang dibuat setelah tahun 60an yang memiliki arsitektur tunggal, yaitu. kompatibel dengan perangkat lunak. Kemampuan multiprogramming telah muncul, mis. eksekusi beberapa program secara bersamaan. Komputer generasi ketiga menggunakan sirkuit terintegrasi.

Komputer generasi keempat. Ini adalah komputer generasi saat ini yang dikembangkan setelah tahun 1970. Mesin generasi ke-4 dirancang untuk menggunakan bahasa tingkat tinggi modern secara efektif dan menyederhanakan proses pemrograman bagi pengguna akhir.

Dari segi perangkat keras, mereka dicirikan oleh penggunaan sirkuit terintegrasi besar sebagai basis elemen dan kehadiran perangkat penyimpanan akses acak berkecepatan tinggi dengan kapasitas beberapa MB.

Mesin generasi ke-4 adalah multi-prosesor, kompleks multi-mesin yang berjalan dengan daya eksternal. memori dan bidang umum ext. perangkat. Performanya mencapai puluhan juta operasi per detik, memori - beberapa juta kata.

Transisi ke komputer generasi kelima telah dimulai. Ini terdiri dari transisi kualitatif dari pemrosesan data ke pemrosesan pengetahuan dan peningkatan parameter dasar komputer. Penekanan utamanya adalah pada “kecerdasan”.

Sampai saat ini, "kecerdasan" sebenarnya yang ditunjukkan oleh jaringan saraf paling kompleks berada di bawah tingkat cacing tanah, namun, betapapun terbatasnya kemampuan jaringan saraf saat ini, banyak penemuan revolusioner mungkin akan segera terjadi.

1. Komputer generasi pertama tahun 1950-1960an

Sirkuit logika dibuat menggunakan komponen radio diskrit dan tabung vakum elektronik dengan filamen. Perangkat memori akses acak menggunakan drum magnetik, merkuri ultrasonik akustik dan jalur penundaan elektromagnetik, dan tabung sinar katoda (CRT). Drive pada pita magnetik, kartu berlubang, pita berlubang, dan sakelar plug-in digunakan sebagai perangkat penyimpanan eksternal.

Pemrograman komputer generasi ini dilakukan dalam sistem bilangan biner dalam bahasa mesin, yaitu program-program tersebut secara ketat terfokus pada model mesin tertentu dan “mati” bersama dengan model-model tersebut.

Pada pertengahan 1950-an, bahasa berorientasi mesin seperti bahasa pengkodean simbolik (SCL) muncul, yang memungkinkan untuk menggunakan notasi verbal (huruf) yang disingkat dan angka desimal daripada notasi biner untuk perintah dan alamat. Pada tahun 1956, bahasa pemrograman tingkat tinggi pertama untuk masalah matematika diciptakan - bahasa Fortran, dan pada tahun 1958 - bahasa pemrograman universal Algol.

Komputer, mulai dari UNIVAC dan diakhiri dengan BESM-2 serta model pertama komputer Minsk dan Ural, termasuk dalam komputer generasi pertama.

2. Komputer generasi kedua : 1960-1970an

Sirkuit logika dibangun di atas semikonduktor diskrit dan elemen magnetik (dioda, transistor bipolar, mikrotransformator ferit toroidal). Sirkuit sirkuit tercetak (papan yang terbuat dari foil getinax) digunakan sebagai dasar desain dan teknologi. Prinsip blok desain mesin telah banyak digunakan, yang memungkinkan Anda menghubungkan sejumlah besar perangkat eksternal yang berbeda ke perangkat utama, yang memberikan fleksibilitas lebih besar dalam penggunaan komputer. Frekuensi jam sirkuit elektronik telah meningkat hingga ratusan kilohertz.

Drive eksternal pada hard magnetic disk1 dan floppy disk mulai digunakan - memori tingkat menengah antara magnetic tape drive dan RAM.

Pada tahun 1964, monitor komputer pertama muncul - IBM 2250. Itu adalah layar monokrom dengan layar 12 x 12 inci dan resolusi 1024 x 1024 piksel. Itu memiliki kecepatan bingkai 40 Hz.

Sistem kontrol yang dibuat berdasarkan komputer memerlukan kinerja komputer yang lebih tinggi, dan yang terpenting, keandalan. Kode deteksi dan koreksi kesalahan serta sirkuit kontrol internal telah banyak digunakan di komputer.

Mesin generasi kedua adalah yang pertama menerapkan mode pemrosesan batch dan teleproses informasi.

Komputer pertama yang sebagian menggunakan perangkat semikonduktor sebagai pengganti tabung vakum adalah mesin SEAC (Standards Eastern Automatic Computer), yang dibuat pada tahun 1951.

Pada awal tahun 60an, mesin semikonduktor mulai diproduksi di Uni Soviet.

3. Komputer generasi ketiga : 1970-1980an

Pada tahun 1958, Robert Noyce menemukan sirkuit terintegrasi silikon kecil, yang dapat menampung lusinan transistor di area kecil. Sirkuit ini kemudian dikenal sebagai Sirkuit Terpadu Skala Kecil (SSI). Dan sudah di akhir tahun 60an, sirkuit terintegrasi mulai digunakan di komputer.

Sirkuit logika komputer generasi ke-3 seluruhnya sudah dibangun di atas sirkuit terintegrasi kecil. Frekuensi jam sirkuit elektronik telah meningkat hingga beberapa megahertz. Tegangan suplai (satuan volt) dan daya yang dikonsumsi mesin mengalami penurunan. Keandalan dan kinerja komputer telah meningkat secara signifikan.

Memori akses acak menggunakan inti ferit yang lebih kecil, pelat ferit, dan film magnetik dengan loop histeresis persegi panjang. Disk drive telah banyak digunakan sebagai perangkat penyimpanan eksternal.

Dua tingkat perangkat penyimpanan lagi telah muncul: perangkat memori akses ultra-acak pada register pemicu, yang memiliki kecepatan sangat besar tetapi kapasitas kecil (puluhan angka), dan memori cache berkecepatan tinggi.

Sejak meluasnya penggunaan sirkuit terpadu pada komputer, kemajuan teknologi dalam komputasi dapat diamati dengan menggunakan hukum Moore yang terkenal. Salah satu pendiri Intel, Gordon Moore, menemukan undang-undang pada tahun 1965 yang menyatakan bahwa jumlah transistor dalam satu chip berlipat ganda setiap 1,5 tahun.

Karena kompleksitas yang signifikan dari perangkat keras dan struktur logis komputer generasi ke-3, mereka sering disebut sistem.

Jadi, komputer pertama generasi ini adalah model sistem IBM (sejumlah model IBM 360) dan PDP (PDP 1). Di Uni Soviet, bekerja sama dengan negara-negara Dewan Bantuan Ekonomi Bersama (Polandia, Hongaria, Bulgaria, Jerman Timur, dll.), model Sistem Terpadu (UE) dan sistem komputer kecil (SM) mulai diperkenalkan. dihasilkan.

Pada komputer generasi ketiga, perhatian besar diberikan untuk mengurangi kompleksitas pemrograman, efisiensi pelaksanaan program di mesin, dan meningkatkan komunikasi antara operator dan mesin. Hal ini dijamin oleh sistem operasi yang kuat, otomatisasi pemrograman tingkat lanjut, sistem interupsi program yang efisien, mode operasi pembagian waktu, mode operasi real-time, mode operasi multi-program dan mode komunikasi interaktif baru. Perangkat terminal video yang efektif untuk komunikasi antara operator dan mesin juga telah muncul - monitor atau layar video.

Banyak perhatian diberikan untuk meningkatkan keandalan dan keandalan pengoperasian komputer dan memfasilitasi pemeliharaannya. Keandalan dan keandalan dijamin dengan meluasnya penggunaan kode dengan deteksi dan koreksi kesalahan otomatis (kode koreksi Hamming dan kode siklik).

Organisasi modular komputer dan konstruksi modular sistem operasinya telah menciptakan banyak peluang untuk mengubah konfigurasi sistem komputer. Dalam hal ini, konsep baru "arsitektur" sistem komputasi telah muncul, yang mendefinisikan organisasi logis sistem ini dari sudut pandang pengguna dan pemrogram.

4. Komputer generasi keempat : 1980-1990an

Peristiwa revolusioner dalam perkembangan teknologi komputer mesin generasi ketiga adalah terciptanya sirkuit terpadu yang besar dan sangat besar (Large Scale Integration - LSI dan Very Large Scale Integration - VLSI), mikroprosesor (1969) dan komputer pribadi. Sejak tahun 1980, hampir semua komputer mulai dibuat berbasis mikroprosesor. Komputer yang paling populer telah menjadi komputer pribadi.

Sirkuit terpadu logika di komputer mulai dibuat berdasarkan transistor CMOS efek medan unipolar dengan koneksi langsung, beroperasi dengan amplitudo tegangan listrik yang lebih kecil (satuan volt), mengonsumsi daya lebih sedikit daripada yang bipolar, dan dengan demikian memungkinkan penerapan lebih banyak daya. teknologi nano canggih (pada tahun-tahun itu - dalam satuan skala mikron).

Komputer pribadi pertama dibuat pada bulan April 1976 oleh dua orang sahabat, Steve Jobe (lahir 1955), seorang karyawan Atari, dan Stefan Wozniak (lahir 1950), yang bekerja di Hewlett-Packard. Berdasarkan pengontrol 8-bit terintegrasi dari sirkuit permainan elektronik populer yang disolder dengan keras, bekerja di malam hari di garasi mobil, mereka membuat komputer permainan Apple sederhana yang diprogram dalam BASIC, yang merupakan kesuksesan besar. Pada awal tahun 1977, Apple Co. terdaftar, dan produksi komputer pribadi pertama di dunia, Apple, dimulai.

5. Komputer generasi kelima : 1990-sekarang

Ciri-ciri arsitektur komputer generasi modern dibahas secara rinci dalam kursus ini.

Secara singkat konsep dasar komputer generasi kelima dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Komputer pada mikroprosesor ultra-kompleks dengan struktur vektor paralel, secara bersamaan menjalankan lusinan instruksi program berurutan.

2. Komputer dengan ratusan prosesor yang bekerja secara paralel, memungkinkan pembangunan sistem pemrosesan data dan pengetahuan, sistem komputer jaringan yang efisien.

Komputer generasi keenam dan selanjutnya

Komputer elektronik dan optoelektronik dengan paralelisme masif, struktur saraf, dengan jaringan terdistribusi sejumlah besar (puluhan ribu) mikroprosesor yang memodelkan arsitektur sistem biologis saraf.

Kesimpulan

Semua tahapan pengembangan komputer secara kondisional dibagi menjadi beberapa generasi.

Generasi pertama dibuat berdasarkan lampu listrik vakum, mesin dikendalikan dari remote control dan kartu berlubang menggunakan kode mesin. Komputer-komputer ini ditempatkan di beberapa lemari logam besar yang menempati seluruh ruangan.

Generasi ketiga muncul pada tahun 60an abad ke-20. Elemen komputer dibuat berdasarkan transistor semikonduktor. Mesin ini memproses informasi di bawah kendali program dalam bahasa Majelis. Data dan program dimasukkan dari kartu berlubang dan kaset berlubang.

Generasi ketiga dilakukan pada sirkuit mikro yang berisi ratusan atau ribuan transistor dalam satu pelat. Contoh mesin generasi ketiga adalah komputer ES. Pengoperasian mesin ini dikendalikan dari terminal alfanumerik. Bahasa tingkat tinggi dan Majelis digunakan untuk kontrol. Data dan program dimasukkan baik dari terminal maupun dari kartu berlubang dan kaset berlubang.

Generasi keempat dibuat berdasarkan sirkuit terpadu skala besar (LSI). Perwakilan komputer generasi keempat yang paling menonjol adalah komputer pribadi (PC). Komputer mikro pengguna tunggal universal disebut pribadi. Komunikasi dengan pengguna dilakukan melalui tampilan grafik berwarna menggunakan bahasa tingkat tinggi.

Generasi kelima didasarkan pada sirkuit terintegrasi skala ultra-besar (VLSI), yang dibedakan oleh kepadatan elemen logika yang sangat besar pada chip.

Diasumsikan bahwa di masa depan, masukan informasi ke dalam komputer melalui suara, komunikasi dengan mesin dalam bahasa alami, visi komputer, sentuhan mesin, pembuatan robot cerdas dan perangkat robot akan tersebar luas.

Tabel - Ciri-ciri utama komputer dari berbagai generasi

Selama 50 tahun, beberapa generasi komputer telah muncul, saling menggantikan. Pesatnya perkembangan VT di seluruh dunia hanya ditentukan oleh basis elemen dan solusi arsitektur yang canggih.
Karena komputer adalah suatu sistem yang terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak, maka wajar untuk memahami suatu generasi sebagai model komputer yang dicirikan oleh solusi teknologi dan perangkat lunak yang sama (basis elemen, arsitektur logis, perangkat lunak). Sementara itu, dalam beberapa kasus ternyata sangat sulit untuk mengklasifikasikan VT berdasarkan generasi, karena garis di antara keduanya semakin kabur dari generasi ke generasi.
Generasi pertama.
Basis elemennya adalah tabung dan relai elektronik; RAM dijalankan pada flip-flop, kemudian pada inti ferit. Keandalannya rendah, diperlukan sistem pendingin; Komputer memiliki dimensi yang signifikan. Kinerja - 5 - 30 ribu operasi aritmatika; Pemrograman - dalam kode komputer (kode mesin), kemudian autocode dan assembler muncul. Pemrograman dilakukan oleh sekelompok kecil ahli matematika, fisikawan, dan insinyur elektronik. Komputer generasi pertama digunakan terutama untuk perhitungan ilmiah dan teknis.

Generasi kedua.
Basis elemen semikonduktor. Keandalan dan kinerja meningkat secara signifikan, dimensi dan konsumsi daya berkurang. Pengembangan fasilitas input/output dan memori eksternal. Sejumlah solusi arsitektur progresif dan pengembangan lebih lanjut teknologi pemrograman - mode pembagian waktu dan mode multiprogram (menggabungkan kerja prosesor pusat untuk pemrosesan data dan saluran input/output, serta paralelisasi operasi untuk mengambil perintah dan data dari memori)
Pada generasi kedua, diferensiasi komputer menjadi kecil, menengah dan besar mulai terlihat jelas. Ruang lingkup penerapan komputer untuk memecahkan masalah - perencanaan, ekonomi, manajemen proses produksi, dll - telah berkembang secara signifikan.
Sistem kontrol otomatis (ACS) untuk perusahaan, seluruh industri dan proses teknologi (ACS) sedang dibuat. Akhir tahun 50-an ditandai dengan munculnya sejumlah bahasa pemrograman tingkat tinggi (HLP) yang berorientasi masalah: FORTRAN, ALGOL-60, dll. Pengembangan perangkat lunak dicapai dengan pembuatan perpustakaan program standar di berbagai bahasa pemrograman dan untuk berbagai tujuan, monitor dan operator untuk mengontrol mode pengoperasian komputer, merencanakan sumber dayanya, yang meletakkan dasar bagi konsep sistem operasi generasi berikutnya.

Generasi ketiga.
Elemen berdasarkan sirkuit terpadu (IC). Serangkaian model komputer muncul yang kompatibel dengan perangkat lunak dari bawah ke atas dan memiliki kemampuan yang semakin meningkat dari model ke model. Arsitektur logis komputer dan peralatan periferalnya menjadi lebih kompleks, yang secara signifikan memperluas fungsionalitas dan kemampuan komputasi. Sistem operasi (OS) menjadi bagian dari komputer. Banyak tugas pengelolaan memori, perangkat input/output, dan sumber daya lainnya mulai diambil alih oleh OS atau langsung oleh perangkat keras komputer. Perangkat lunak menjadi kuat: sistem manajemen basis data (DBMS), sistem otomasi desain (CAD) untuk berbagai tujuan bermunculan, sistem kontrol otomatis dan sistem kontrol proses ditingkatkan. Banyak perhatian diberikan pada pembuatan paket program aplikasi (APP) untuk berbagai keperluan.
Bahasa dan sistem pemrograman sedang berkembang Contoh: - rangkaian model IBM/360, AS, produksi serial - sejak 1964; -Komputer UE, negara Uni Soviet dan CMEA sejak 1972.
Generasi keempat.
Basis elemen menjadi sirkuit terpadu skala besar (LSI) dan skala ultra besar (VLSI). Komputer telah dirancang untuk penggunaan perangkat lunak secara efisien (misalnya, komputer mirip UNIX, paling baik dibenamkan dalam lingkungan perangkat lunak UNIX; mesin Prolog berfokus pada tugas-tugas kecerdasan buatan); pembangkit listrik tenaga nuklir modern. Pemrosesan informasi telekomunikasi berkembang pesat dengan peningkatan kualitas saluran komunikasi menggunakan komunikasi satelit. Jaringan informasi dan komputer nasional dan transnasional sedang diciptakan, yang memungkinkan kita berbicara tentang awal mula komputerisasi masyarakat manusia secara keseluruhan.
Intelektualisasi lebih lanjut dari teknologi komputer ditentukan oleh penciptaan antarmuka manusia-komputer yang lebih berkembang, basis pengetahuan, sistem pakar, sistem pemrograman paralel, dll.
Basis elemen telah memungkinkan pencapaian sukses besar dalam miniaturisasi, meningkatkan keandalan dan kinerja komputer. Komputer mikro dan mini bermunculan, melampaui kemampuan komputer berukuran sedang dan besar generasi sebelumnya dengan biaya yang jauh lebih rendah. Teknologi produksi prosesor berbasis VLSI mempercepat laju produksi komputer dan memungkinkan pengenalan komputer ke masyarakat luas. Dengan munculnya prosesor universal dalam satu chip (mikroprosesor Intel-4004, 1971), era PC dimulai.
PC pertama adalah Altair-8800, dibuat berdasarkan Intel-8080, pada tahun 1974. E.Roberts. P. Allen dan W. Gates menciptakan penerjemah dari bahasa Basic yang populer, yang secara signifikan meningkatkan kecerdasan PC pertama (mereka kemudian mendirikan perusahaan terkenal Microsoft Inc). Wajah generasi ke-4 sangat ditentukan oleh penciptaan superkomputer yang bercirikan kinerja tinggi (kecepatan rata-rata 50 - 130 megaflops. 1 megaflops = 1 juta operasi per detik dengan floating point) dan arsitektur non-tradisional (prinsip paralelisasi berdasarkan pemrosesan perintah yang disalurkan) . Superkomputer digunakan dalam memecahkan masalah fisika matematika, kosmologi dan astronomi, memodelkan sistem yang kompleks, dll. Karena komputer yang kuat memainkan dan akan terus memainkan peran peralihan yang penting dalam jaringan, masalah jaringan sering kali dibahas bersama dengan pertanyaan tentang superkomputer. , superkomputer -Komputer dapat disebut mesin seri Elbrus, sistem komputer PS-2000 dan PS-3000, berisi hingga 64 prosesor yang dikendalikan oleh aliran perintah umum; kinerja pada sejumlah tugas dicapai pada urutan 200 megaflops. Pada saat yang sama, mengingat kompleksitas pengembangan dan implementasi proyek superkomputer modern, yang memerlukan penelitian mendasar yang intensif di bidang ilmu komputer, teknologi elektronik, standar produksi yang tinggi, dan biaya finansial yang serius, tampaknya sangat tidak mungkin superkomputer dalam negeri akan mampu melakukannya. dibuat di masa mendatang, sesuai dengan karakteristik utama yang tidak kalah dengan model luar negeri terbaik.
Perlu dicatat bahwa dengan transisi ke teknologi IP untuk produksi komputer, penekanan generasi semakin bergeser dari basis elemen ke indikator lain: arsitektur logis, perangkat lunak, antarmuka pengguna, area aplikasi, dll.
Generasi kelima.

Komputer generasi ketiga

Pesatnya perkembangan penerbangan, teknologi luar angkasa, dan bidang ilmu pengetahuan dan teknologi lainnya membutuhkan perangkat komputasi yang mini, andal, dan cepat. Oleh karena itu, perkembangan lebih lanjut dari teknologi komputasi elektronik memerlukan perkembangan teknologi baru, dan teknologi tersebut tidak lambat muncul. Terobosan baru dalam kinerja, keandalan, dan miniaturisasi dimungkinkan oleh teknologi sirkuit terpadu, yang menandai transisi ke komputer generasi ketiga yang dibuat dari tahun 1964 hingga 1974.

Penggunaan sirkuit terpadu telah memberikan sejumlah keuntungan:

1. Keandalan komputer meningkat. Keandalan sirkuit terpadu adalah urutan besarnya lebih tinggi daripada keandalan sirkuit serupa yang menggunakan komponen diskrit. Peningkatan keandalan terutama disebabkan oleh berkurangnya koneksi antar sirkuit, yang merupakan salah satu titik terlemah dalam desain komputer. Peningkatan keandalan, pada gilirannya, menghasilkan pengurangan biaya pengoperasian komputer secara signifikan.

2. Dengan meningkatkan kepadatan pengepakan sirkuit elektronik, waktu transmisi sinyal melalui konduktor berkurang dan, sebagai akibatnya, kecepatan komputer meningkat.

3. Produksi sirkuit terpadu cocok untuk otomatisasi, yang, dalam produksi massal, secara drastis mengurangi biaya produksi dan berkontribusi pada mempopulerkan dan memperluas cakupan aplikasi komputer.

4. Kepadatan pengepakan sirkuit elektronik yang tinggi telah mengurangi dimensi, berat, dan konsumsi daya komputer hingga beberapa kali lipat, sehingga memungkinkan penggunaannya di bidang sains dan teknologi yang sebelumnya tidak dapat diakses, seperti teknologi penerbangan dan luar angkasa.

Terlepas dari keuntungan nyata dari penggunaan teknologi sirkuit terpadu, dalam praktiknya penggunaannya secara luas di komputer dimulai 12 tahun kemudian, setelah pengembangan konsep sirkuit terpadu, yang diterbitkan pada tahun 1952 oleh Geoffrey Dummer dari Kementerian Pertahanan Inggris. Namun, Dammer hanya mengutarakan ide untuk membuat elemen elektronik dalam bentuk satu blok dengan menggunakan lapisan semikonduktor dari bahan yang sama, dan ia tidak menunjukkan cara menempatkan beberapa elemen dalam satu monolit dalam praktiknya. Pada tahun 1956, Dammer mencoba mewujudkan idenya, tetapi perangkat yang ia kembangkan ternyata tidak berfungsi.

Jack Kilby dari Texas Instruments dan Robert Noyce dari perusahaan kecil Fairchild Semiconductor berhasil menerapkan ide-ide yang digariskan dalam praktik.

Pada bulan Mei 1958, Jack Kilby mengambil pekerjaan di Texas Instruments, di mana dia mulai mengembangkan transistor, kapasitor dan resistor (dia sebelumnya bekerja di Centralab dan terlibat dalam produksi alat bantu dengar berbasis transistor). Suatu hari, tim tempat Jack Kilby bekerja ditugaskan untuk mengeksplorasi opsi untuk membuat mikromodul alternatif. Berbagai pilihan diajukan, dan Kilby, sambil merenungkan masalahnya, sampai pada kesimpulan bahwa akan lebih menguntungkan bagi perusahaan jika hanya memproduksi elemen semikonduktor, dan resistor serta kapasitor dapat dibuat dari bahan yang sama dengan elemen aktif, dan ditempatkan mereka dalam satu blok monolitik dari bahan yang sama. Sambil memikirkan ide ini, Jack datang dengan topologi rangkaian multivibrator. Jadi 24 Juli 1958 Ide implementasi praktis dari sirkuit terpadu lahir.

Setelah menguraikan idenya kepada atasannya, Jack ditugaskan membuat prototipe untuk membuktikan keabsahan perhitungannya. Kemudian rangkaian pemicu dibangun dari elemen germanium diskrit. Pada tanggal 28 Agustus 1958, Jack Kilby mendemonstrasikan tata letaknya kepada Willis Adcock.

Setelah mendapat persetujuan dari atasannya, Kilby mulai menciptakan sirkuit terpadu monolitik sejati - osilator pergeseran fasa.

Sejalan dengan Jack Kilby, Robert Noyce mengembangkan sirkuit terintegrasi. Robert sangat tidak menyukai teknologi produksi elemen diskrit. Dia mengatakan bahwa proses padat karya untuk memotong wafer silikon menjadi elemen-elemen individual dan kemudian menghubungkannya ke dalam satu sirkuit tampaknya tidak ada gunanya. Noyce mengusulkan untuk mengisolasi masing-masing transistor dalam kristal satu sama lain dengan sambungan pn bias balik, dan menutupi permukaannya dengan oksida isolasi. Kontak antara elemen individu dilakukan melalui area yang tergores pada oksida isolasi sesuai dengan pola khusus pada permukaan sirkuit mikro. Bagian-bagian ini dihubungkan satu sama lain dengan garis aluminium tipis.

Kilby membuat chipnya dan mengajukan paten sedikit lebih awal dari Noyce, namun teknologi Noyce lebih bijaksana dan nyaman, dan dokumen permohonan disiapkan dengan lebih hati-hati. Akibatnya, Noyce menerima paten atas penemuan tersebut lebih awal - pada bulan April 1961, dan Kilby - hanya pada bulan Juni 1964.

Berbagai uji coba yang diikuti dan perang untuk mendapatkan hak untuk dianggap sebagai penemu teknologi berakhir dengan damai. Pada akhirnya, Pengadilan Banding menguatkan klaim Noyce atas keunggulan teknologi, tetapi memutuskan bahwa Kilby dikreditkan dengan menciptakan sirkuit mikro pertama yang berfungsi.

Produksi serial sirkuit terpadu dimulai pada tahun 1961, pada saat yang sama komputer eksperimental pertama berdasarkan sirkuit terpadu diciptakan oleh Texas Instruments, yang ditugaskan oleh Angkatan Udara AS. Pembangunan memakan waktu 9 bulan dan selesai pada tahun 1961. Komputer hanya memiliki 15 perintah, unicast, frekuensi clock 100 KHz, kapasitas penyimpanan hanya 30 angka, 11 digit biner digunakan untuk mewakili angka, konsumsi daya hanya 16 W, berat 585 g, terisi volumenya adalah 100 sentimeter kubik.

Sirkuit terpadu pertama memiliki kepadatan rendah, tetapi seiring waktu teknologi produksinya disempurnakan dan kepadatannya meningkat. Komputer generasi ketiga menggunakan sirkuit terintegrasi berdensitas rendah dan menengah, yang memungkinkan penggabungan ratusan elemen dalam satu chip. Sirkuit mikro semacam itu dapat digunakan sebagai sirkuit operasional terpisah - register, decoder, counter, dll.

Munculnya sirkuit terpadu memungkinkan perbaikan diagram blok komputer generasi kedua. Dengan demikian, perangkat kontrol (CU) dan unit aritmatika-logis (ALU) yang digabungkan secara erat digabungkan menjadi satu unit, yang kemudian dikenal sebagai prosesor. Selain itu, prosesor dapat memiliki beberapa perangkat logika aritmatika, yang masing-masing menjalankan fungsinya sendiri, misalnya, satu ALU difokuskan untuk bekerja dengan bilangan bulat, yang lain pada bilangan floating-point, dan yang ketiga pada alamat. Mungkin juga ada beberapa perangkat kontrol, satu perangkat pusat, dan beberapa perangkat periferal, yang digunakan untuk mengontrol blok komputer individual.

Seringkali komputer terdiri dari beberapa prosesor, yang memungkinkan untuk memanfaatkan sepenuhnya prospek baru dalam pemecahan masalah secara paralel.

Pada komputer generasi ketiga, hierarki memori sudah dibedakan dengan jelas. RAM dibagi menjadi blok independen dengan sistem kontrolnya sendiri, yang beroperasi secara paralel. Struktur RAM dibagi menjadi halaman dan segmen. Memori internal prosesor juga berkembang - prasyarat sedang dibuat untuk pengenalan cache memori.

Perangkat penyimpanan eksternal (ESD) dihubungkan melalui pengontrol saluran pemilih khusus (SCC). Kapasitas dan kecepatannya meningkat secara signifikan. Maka pada bulan Juni 1973, hard drive IBM 3340 dirilis sebagai perangkat penyimpanan eksternal.

Drive disegel - ini melindungi permukaan kerja disk dari debu dan kotoran, yang memungkinkan kepala ditempatkan sangat dekat dengan permukaan magnetik disk. Untuk pertama kalinya, prinsip kepala magnet aerodinamis diterapkan, yang secara harfiah melayang di atas permukaan berputar hard drive di bawah pengaruh gaya aerodinamis.

Semua ini memungkinkan peningkatan kepadatan perekaman secara signifikan (hingga 1,7 Mbit per inci persegi) dan meningkatkan kapasitas hingga 30 MB (pada media yang tidak dapat dilepas). Drive tersebut juga memiliki media yang dapat dipindahkan dengan kapasitas 30 MB.

Seiring dengan peningkatan perangkat logis dan memori, modernisasi perangkat input/output pun berjalan lancar. Kecepatan komputer baru memerlukan sistem input/output data yang lebih cepat dan lebih andal dibandingkan pembaca kartu berlubang dan teletipe. Mereka digantikan oleh keyboard, panel input grafis, layar pena ringan, panel plasma, sistem grafis raster dan perangkat lainnya.

Berbagai macam perangkat periferal, kecepatannya yang relatif tinggi, dan kebutuhan untuk memisahkan operasi I/O dari proses komputasi menyebabkan terciptanya pengontrol saluran multipleks (MCC) khusus, yang memungkinkan prosesor bekerja secara paralel dengan data I/ HAI.

Diagram blok umum dari komputer generasi ketiga, yang menggambarkan hal di atas, ditunjukkan pada diagram di bawah.

Pada diagram:

UVV – perangkat masukan-keluaran;
RAM – satu atau lebih perangkat memori akses acak;
ALU - satu atau lebih unit aritmatika-logis;
CU - satu atau lebih perangkat kontrol;
MK - pengontrol saluran multipleks (saluran untuk menghubungkan perangkat lambat);
SK - pengontrol saluran pemilih (saluran untuk menghubungkan perangkat berkecepatan tinggi);
ESD adalah perangkat penyimpanan eksternal.

Penggunaan teknologi terintegrasi secara signifikan mengurangi biaya komputer, yang segera menyebabkan peningkatan permintaan. Banyak organisasi membeli komputer dan berhasil mengoperasikannya. Faktor penting adalah keinginan untuk standardisasi dan pelepasan seluruh rangkaian komputer yang kompatibel dengan perangkat lunak dari bawah ke atas.

Ada kebutuhan yang sangat besar terhadap produk perangkat lunak aplikasi, dan karena pasar perangkat lunak belum berkembang, dan hampir tidak mungkin menemukan perangkat lunak yang siap pakai, andal, dan murah, terdapat peningkatan besar dalam popularitas pemrograman dan permintaan akan produk tersebut. pengembang perangkat lunak yang kompeten. Setiap perusahaan berusaha untuk mengatur staf pemrogramnya sendiri; tim khusus muncul yang mengembangkan perangkat lunak dan berusaha untuk menempati bagian dari ceruk yang belum dimanfaatkan di arena teknologi komputer yang berkembang pesat.

Pasar perangkat lunak berkembang pesat, paket perangkat lunak diciptakan untuk memecahkan masalah standar, bahasa pemrograman berorientasi masalah dan seluruh kompleks perangkat lunak untuk mengelola pengoperasian komputer, yang nantinya disebut sistem operasi.

Sistem operasi pertama mulai muncul pada zaman komputer generasi kedua. Maka pada tahun 1957, Bell Labs mengembangkan sistem operasi BESYS (Bell Operating System). Dan pada tahun 1962, General Electric mengembangkan sistem operasi GCOS (General Comprehensive Operating System), yang dirancang untuk bekerja pada Mainframe. Namun ini semua hanyalah prasyarat untuk terciptanya sistem operasi yang benar-benar populer dan banyak diminati. Pada akhir tahun 1960-an, sejumlah sistem operasi telah diciptakan, mengimplementasikan banyak fungsi yang diperlukan untuk mengelola komputer. Secara total, lebih dari seratus sistem operasi berbeda digunakan.

Di antara sistem operasi yang paling berkembang adalah:

OS/360, dikembangkan oleh IBM pada tahun 1964 untuk mengelola komputer mainframe;

MULTIKA- salah satu sistem operasi pertama dengan program pembagian waktu;

UNIX, dikembangkan pada tahun 1969 dan kemudian berkembang menjadi seluruh keluarga sistem operasi, banyak di antaranya termasuk yang paling populer saat ini.

Penggunaan sistem operasi menyederhanakan pekerjaan dengan komputer dan berkontribusi pada mempopulerkan teknologi komputasi elektronik.

Dengan latar belakang peningkatan signifikan minat terhadap komputasi elektronik di Amerika Serikat, Eropa, Jepang dan negara-negara lain, di Uni Soviet terjadi penurunan kemajuan dalam bidang ilmu pengetahuan ini. Maka pada tahun 1969, Uni Soviet mengadakan perjanjian kerja sama dalam pengembangan Sistem Komputer Terpadu, yang modelnya adalah salah satu komputer terbaik saat itu - IBM360. Fokus Uni Soviet pada pencapaian luar negeri kemudian menyebabkan keterbelakangan yang signifikan di bidang teknologi komputer.

Di antara komputer generasi ketiga, perkembangan yang paling signifikan adalah:

Sistem IBM - 360- seluruh keluarga komputer, yang produksinya dimulai pada tahun 1964. Semua model keluarga memiliki sistem perintah tunggal dan berbeda satu sama lain dalam jumlah RAM dan kinerja, serta bersifat universal, mampu memecahkan masalah logika yang kompleks dan berguna dalam perhitungan ekonomi. Fleksibilitas komputer tercermin dari namanya. 360 berarti 360 derajat, mis. kemampuannya untuk bekerja ke segala arah. Biaya pengembangan System-360 berjumlah sekitar $5 miliar, dua kali lipat dari biaya yang dikeluarkan Amerika Serikat selama Perang Dunia II untuk Proyek Manhattan, yang bertujuan untuk membuat bom atom. Proyek pembuatan IBM 360 menempati urutan kedua dalam hal biaya setelah program Apollo. Arsitektur IBM 360 ternyata sangat sukses dan sangat menentukan arah perkembangan teknologi komputasi;

PDP8- komputer mini yang dikembangkan pada 22 Maret 1965 oleh Digital Equipment Corporation (DEC). Istilah "mini" itu relatif. Komputer ini kira-kira seukuran lemari es, tetapi dibandingkan dengan komputer elektronik lainnya, ukurannya benar-benar mini. Proyek ini secara komersial sangat menguntungkan. Total, sekitar 50.000 eksemplar mobil ini terjual. Sistem PDP-8 memiliki banyak solusi serupa - klon di seluruh dunia. Jadi di Uni Soviet beberapa analog komputer ini dikembangkan: Elektronika-100, Saratov-2, dll.;

Nairi 3- salah satu komputer generasi ketiga pertama yang dikembangkan secara independen di Uni Soviet. Perkembangan ini dirilis pada tahun 1970 di Yerevan Research Institute of Mathematical Machines. Itu menggunakan bahasa mesin yang disederhanakan untuk membuat pemrograman lebih mudah. Hal ini juga memungkinkan untuk memasukkan beberapa masalah dalam bahasa matematika;

ES KOMPUTER- sistem komputer elektronik terpadu, berdasarkan arsitektur IBM System-360 yang sukses dan telah terbukti. Mobil pertama dari seri ini dibuat di Uni Soviet pada tahun 1971. Performa sampel pertama berkisar antara 2.750 operasi per detik (EC-1010) hingga 350.000 operasi per detik (EC-1040). Selanjutnya, produktivitas ditingkatkan menjadi beberapa puluh juta operasi per detik, namun secara praktis semua perkembangan ini terhenti pada tahun 1990an setelah runtuhnya Uni Soviet;

ILLIA 4– salah satu komputer generasi ketiga yang paling produktif. ILLIAC 4 dibuat pada tahun 1972 di Universitas Illinois dan memiliki arsitektur pipeline yang terdiri dari 64 prosesor. Komputer ini dimaksudkan untuk menyelesaikan sistem persamaan diferensial parsial dan memiliki kecepatan sekitar 200 juta operasi per detik.

Daftar ini dapat dilanjutkan, tetapi jelas bahwa komputer telah lama dan kuat memasuki kehidupan kita, dan perkembangan serta peningkatan lebih lanjut tidak dapat dihentikan. Dengan berkembangnya teknologi produksi sirkuit terpadu, kepadatan elemen secara bertahap meningkat. Sirkuit terpadu super besar mulai bermunculan, dan komputer generasi ketiga, yang dibangun di atas sirkuit terpadu berdensitas rendah dan menengah, secara bertahap mulai digantikan oleh komputer generasi keempat pada sirkuit terpadu besar dan super besar.

Bibliografi

1. Sejarah perkembangan teknologi komputer. Lanina E.P. ISTU, Irkutsk – 2001

2. Perkembangan teknologi komputer. Apokin I.A. M., “Ilmu Pengetahuan”, 1974

3. Penampilan teknisi.

4. Ahli metodologi.

6. Dari sempoa ke komputer. R.S.Guter. Rumah penerbitan "Pengetahuan", Moskow 1981.

Setelah terciptanya model EDSAC di Inggris pada tahun 1949, dorongan kuat diberikan pada pengembangan komputer serba guna, yang mendorong munculnya model komputer generasi pertama di sejumlah negara. Selama lebih dari 40 tahun perkembangan teknologi komputer (CT), telah muncul beberapa generasi komputer yang saling menggantikan.

Komputer generasi pertama menggunakan tabung vakum dan relay sebagai basis elemennya; RAM dijalankan pada flip-flop, kemudian pada inti ferit; kinerjanya, pada umumnya, berada pada kisaran 5-30 ribu operasi aritmatika; mereka dicirikan oleh keandalan yang rendah, sistem pendingin yang diperlukan dan memiliki dimensi yang signifikan. Proses pemrograman memerlukan keterampilan yang cukup, pengetahuan yang baik tentang arsitektur komputer dan kemampuan perangkat lunaknya. Pada awal tahap ini digunakan pemrograman dalam kode-kode komputer (kode mesin), kemudian muncul autocode dan assembler. Biasanya, komputer generasi pertama digunakan untuk perhitungan ilmiah dan teknis, dan proses pemrograman itu sendiri lebih seperti seni, yang dipraktikkan oleh kalangan matematikawan, insinyur listrik, dan fisikawan yang sangat sempit.

Komputer EDSAC, 1949

komputer generasi ke-2

Penciptaan transistor pertama di AS pada tanggal 1 Juli 1948 tidak menandakan tahap baru dalam pengembangan VT dan terutama dikaitkan dengan teknik radio. Pada awalnya, ini lebih seperti prototipe perangkat elektronik baru, yang memerlukan penelitian dan penyempurnaan serius. Dan sudah pada tahun 1951, William Shockley mendemonstrasikan transistor pertama yang andal. Namun, biayanya cukup tinggi (hingga $8 per buah), dan hanya setelah perkembangan teknologi silikon, harganya turun tajam, membantu mempercepat proses miniaturisasi elektronik, yang juga mempengaruhi VT.

Secara umum diterima bahwa generasi kedua dimulai dengan komputer RCA-501, yang muncul pada tahun 1959 di AS dan dibuat berdasarkan elemen semikonduktor. Sementara itu, pada tahun 1955, komputer transistor terpasang untuk rudal balistik antarbenua ATLAS. Teknologi elemen baru telah memungkinkan peningkatan signifikan dalam keandalan VT, mengurangi dimensi dan konsumsi daya, serta meningkatkan produktivitas secara signifikan. Hal ini memungkinkan terciptanya komputer dengan kemampuan logis dan produktivitas yang lebih besar, yang berkontribusi pada perluasan cakupan aplikasi komputer untuk memecahkan masalah perencanaan ekonomi, manajemen proses produksi, dll. Dalam kerangka generasi kedua, diferensiasi komputer menjadi kecil, menengah dan besar menjadi semakin jelas. Akhir tahun 50-an ditandai dengan dimulainya tahap otomatisasi pemrograman, yang menyebabkan munculnya bahasa pemrograman Fortran (1957), Algol-60, dll.

komputer generasi ke-3

Generasi ketiga dikaitkan dengan munculnya komputer dengan basis elemen sirkuit terpadu (IC). Pada bulan Januari 1959, Jack Kilby menciptakan IC pertama, yaitu pelat germanium tipis sepanjang 1 cm.Untuk mendemonstrasikan kemampuan teknologi terintegrasi, Texas Instruments membuat komputer on-board yang berisi 587 IC dan volume (40) untuk Angkatan Udara AS. cm3) 150 kali lebih kecil dari komputer model lama yang serupa. Namun IC Kilby memiliki sejumlah kekurangan yang signifikan, yang dihilangkan dengan munculnya IC planar Robert Noyce pada tahun yang sama. Sejak saat itu, teknologi IC memulai perjalanan kemenangannya, menangkap semakin banyak sektor elektronik modern dan, pertama-tama, teknologi komputer.

Perangkat lunak yang memastikan berfungsinya komputer dalam berbagai mode operasi menjadi jauh lebih kuat. Sistem manajemen basis data (DBMS) yang dikembangkan, sistem otomasi desain (CAD) bermunculan; Banyak perhatian diberikan pada pembuatan paket program aplikasi (APP) untuk berbagai keperluan. Bahasa dan sistem pemrograman baru terus bermunculan dan yang sudah ada dikembangkan.

komputer generasi ke-4

Desain dan dasar teknologi VT generasi ke-4 adalah sirkuit terpadu skala besar (LSI) dan skala ultra-besar (VLSI), yang dibuat masing-masing pada tahun 70-80an. IC semacam itu sudah memuat puluhan, ratusan ribu, dan jutaan transistor dalam satu kristal (chip). Pada saat yang sama, teknologi LSI sebagian digunakan dalam proyek generasi sebelumnya (IBM/360, ES Computer Series-2, dll.). Kriteria konseptual terpenting yang membedakan komputer generasi ke-4 dari komputer generasi ke-3 adalah bahwa komputer generasi ke-3 dirancang dengan harapan dapat menggunakan komputer modern secara efektif dan menyederhanakan proses pemrograman untuk pemrogram bermasalah. Dalam hal perangkat keras, mereka dicirikan oleh penggunaan teknologi IC yang ekstensif dan perangkat penyimpanan berkecepatan tinggi. Seri komputer generasi keempat yang paling terkenal adalah IBM/370, yang, tidak seperti seri IBM/360 generasi ke-3 yang sama terkenalnya, memiliki sistem perintah yang lebih berkembang dan penggunaan mikroprogram yang lebih luas. Pada model lama seri 370, perangkat memori virtual diterapkan, yang memungkinkan pengguna menciptakan tampilan sumber daya RAM tak terbatas.

Fenomena komputer pribadi (PC) dimulai pada penciptaan komputer mini pertama pada tahun 1965, PDP-8, yang muncul sebagai hasil universalisasi mikroprosesor khusus untuk mengendalikan reaktor nuklir. Mesin tersebut dengan cepat mendapatkan popularitas dan menjadi komputer produksi massal pertama di kelas ini; di awal tahun 70-an, jumlah mobil melebihi 100 ribu unit. Langkah penting selanjutnya adalah transisi dari komputer mini ke komputer mikro; tingkat struktural VT baru ini mulai terbentuk pada pergantian tahun 70-an, ketika munculnya LSI memungkinkan terciptanya prosesor universal dalam satu chip. Mikroprosesor pertama Intel-4004 dibuat pada tahun 1971 dan berisi 2.250 elemen, dan mikroprosesor universal pertama Intel-8080, yang merupakan standar untuk teknologi komputer mikro dan dibuat pada tahun 1974, sudah berisi 4.500 elemen dan menjadi dasar pembuatannya. PC pertama. Pada tahun 1979, salah satu mikroprosesor 16-bit paling kuat dan serbaguna Motorolla-68000 dengan 70.000 elemen dirilis, dan pada tahun 1981, mikroprosesor 32-bit pertama Hewlett Packard dengan 450 ribu elemen dirilis.

PC Altair-8800

PC pertama adalah Altair-8800, dibuat berdasarkan mikroprosesor Intel-8080 pada tahun 1974 oleh Edward Roberts. Komputer telah dikirimkan, harganya hanya $397, dan dapat diperluas dengan periferal (hanya 256 byte RAM!!!). Untuk Altair-8800, Paul Allen dan Bill Gates menciptakan penerjemah dari bahasa Basic yang populer, yang secara signifikan meningkatkan kecerdasan PC pertama (mereka kemudian mendirikan Microsoft Inc yang sekarang terkenal). Melengkapi PC dengan monitor berwarna menyebabkan terciptanya model PC pesaing, Z-2; setahun setelah kemunculan PC Altair-8800 pertama, lebih dari 20 perusahaan dan firma berbeda bergabung dalam produksi PC; Industri PC mulai terbentuk (produksi PC itu sendiri, penjualannya, publikasi berkala dan non-berkala, pameran, konferensi, dll). Dan sudah pada tahun 1977, tiga model PC Apple-2 (Apple Computers), TRS-80 (Tandy Radio Shark) dan PET (Commodore) dimasukkan ke dalam produksi massal, di mana Apple, yang awalnya tertinggal dalam persaingan, segera menjadi pemimpin dalam produksi PC (model Apple-2-nya sukses besar). Pada tahun 1980, Apple Corporation memasuki Wall Street dengan modal saham terbesar dan pendapatan tahunan sebesar $117 juta.

Namun sudah pada tahun 1981, IBM, untuk menghindari kehilangan pasar massal, mulai memproduksi PC seri IBM PC/XT/AT dan PS/2 yang sekarang dikenal luas, yang membuka era baru teknologi komputer pribadi. Masuknya raksasa IBM ke dalam arena industri PC menempatkan produksi PC pada basis industri, yang memungkinkan penyelesaian sejumlah masalah penting bagi pengguna (standardisasi, unifikasi, perangkat lunak yang dikembangkan, dll.), yang meliputi: perusahaan telah menaruh perhatian besar dalam kerangka produksi seri IBM/360 dan IBM/370. Kami cukup percaya bahwa dalam waktu singkat yang berlalu sejak debut Altair-8800 hingga IBM PC, lebih banyak orang yang bergabung dengan VT dibandingkan dalam jangka waktu yang lama - dari Analytical Engine Babage hingga penemuan IP pertama.

Komputer pertama yang membuka kelas superkomputer sendiri adalah model Amdahl 470V16, dibuat pada tahun 1975 dan kompatibel dengan seri IBM. Mesin tersebut menggunakan prinsip paralelisasi yang efektif berdasarkan pemrosesan perintah pipeline, dan basis elemennya menggunakan teknologi LSI. Saat ini, kelas superkomputer mencakup model dengan kecepatan rata-rata minimal 20 megaflops (1 megaflops = 1 juta operasi floating-point per detik). Model pertama dengan kinerja seperti itu adalah komputer ILLIAC-IV yang unik, dibuat pada tahun 1975 di AS dan memiliki kecepatan maksimum sekitar 50 megaflops. Model ini berdampak besar pada perkembangan superkomputer selanjutnya dengan arsitektur matriks. Halaman cerah dalam sejarah superkomputer dikaitkan dengan seri Cray dari S. Cray, model pertamanya, Cray-1, dibuat pada tahun 1976 dan memiliki kecepatan puncak 130 megaflops. Arsitektur model didasarkan pada prinsip pipeline pemrosesan data vektor dan skalar dengan basis elemen pada VLSI. Model inilah yang meletakkan dasar bagi kelas superkomputer modern. Perlu dicatat bahwa meskipun terdapat sejumlah solusi arsitektur yang menarik, keberhasilan model ini dicapai terutama karena solusi teknologi yang berhasil. Model berikutnya Cray-2, Cray X-MP, Cray-3, Cray-4 membawa kinerja seri menjadi sekitar 10 ribu megaflops, dan model Cray MP, menggunakan arsitektur baru dengan 64 prosesor dan basis elemen pada chip silikon baru, memiliki kinerja puncak sekitar 50 gigaflops.

Sebagai penutup perjalanan ke dalam sejarah teknologi militer modern dengan satu atau beberapa detail dari masing-masing tahapannya, beberapa komentar penting harus dibuat. Pertama-tama, terdapat transisi yang semakin mulus dari satu generasi komputer ke generasi lainnya, ketika ide-ide generasi baru sampai tingkat tertentu matang dan bahkan diterapkan pada generasi sebelumnya. Hal ini terutama terlihat selama transisi ke teknologi IC untuk produksi VT, ketika penekanan pada generasi semakin bergeser dari basis elemen ke indikator lain: arsitektur logis, perangkat lunak, antarmuka pengguna, area aplikasi, dll. VT yang paling beragam muncul, karakteristik yang tidak sesuai dengan kerangka klasifikasi tradisional; orang mendapat kesan bahwa kita berada di awal universalisasi teknologi komputer, ketika semua kelasnya berusaha untuk meningkatkan kemampuan komputasi mereka. Banyak elemen generasi kelima, pada tingkat tertentu, merupakan ciri khas saat ini.

Perkembangan komputer terbagi menjadi beberapa periode. Generasi komputer pada setiap periode berbeda satu sama lain dalam basis elemen dan perangkat lunaknya.

Komputer generasi pertama

Komputer generasi pertama (1945-1958) dibangun di atas tabung elektronik - dioda dan trioda. Sebagian besar mesin generasi pertama adalah perangkat eksperimental dan dibuat untuk menguji prinsip-prinsip teoretis tertentu. Penggunaan teknologi tabung vakum, penggunaan sistem memori pada jalur penundaan merkuri, drum magnet, tabung sinar katoda (tabung Williams), membuat pengoperasiannya sangat tidak dapat diandalkan. Selain itu, komputer semacam itu berat dan menempati area yang luas, terkadang seluruh gedung. Pita berlubang dan kartu berlubang, pita magnetik, dan perangkat pencetakan digunakan untuk input dan output data.

Konsep program tersimpan diimplementasikan. Perangkat lunak komputer generasi pertama sebagian besar terdiri dari subrutin standar; kecepatannya berkisar antara 10 hingga 20 ribu operasi. /detik.

Mesin generasi ini: ENIAC (USA), MESM (USSR), 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, menggunakan banyak listrik dan terdiri dari sejumlah besar tabung vakum. Misalnya saja mesin Strela yang terdiri dari 6.400 tabung vakum dan 60 ribu keping dioda semikonduktor. Performanya tidak melebihi 2-3 ribu operasi per detik, RAM tidak melebihi 2 KB. Hanya mesin M-2 (1958) yang memiliki RAM 4 KB dan kecepatan 20 ribu operasi per detik.

Komputer generasi kedua

Komputer generasi ke-2 dikembangkan pada tahun 1959-1967. Elemen utamanya bukan lagi tabung vakum, tetapi dioda dan transistor semikonduktor, dan inti magnet serta drum magnet, nenek moyang jauh dari hard drive modern, mulai digunakan sebagai perangkat memori. Komputer menjadi lebih andal, kinerjanya meningkat, konsumsi energi menurun, dan dimensi keseluruhan mesin menurun.

Dengan munculnya memori pada inti magnetik, siklus operasinya menurun hingga puluhan mikrodetik. Prinsip utama strukturnya adalah sentralisasi. Perangkat berkinerja tinggi untuk bekerja dengan pita magnetik dan perangkat memori pada disk magnetik muncul. Selain itu, menjadi mungkin untuk memprogram dalam bahasa algoritmik. Bahasa tingkat tinggi pertama dikembangkan - Fortran, Algol, Cobol. Performa mesin generasi ke-2 sudah mencapai 100-5000 ribu ops. /detik.

Contoh mesin generasi kedua: BESM-6, BESM-4, Minsk-22 - dirancang untuk memecahkan masalah perencanaan ilmiah, teknis dan ekonomi; Minsk-32 (USSR), komputer M-40, - 50 - untuk sistem pertahanan rudal; Ural - 11, - 14, - 16 - komputer serba guna, berfokus pada pemecahan masalah teknik dan teknis.

Komputer generasi ketiga

Komputer generasi ketiga (1968-1973) menggunakan sirkuit terpadu. Perkembangan sirkuit terpadu pada tahun 60an - seluruh perangkat dan rakitan puluhan dan ratusan transistor yang dibuat pada satu kristal semikonduktor (yang sekarang disebut sirkuit mikro) mengarah pada penciptaan komputer generasi ke-3. Pada saat yang sama, memori semikonduktor muncul, yang masih digunakan di komputer pribadi sebagai memori operasional. Penggunaan sirkuit terpadu telah sangat meningkatkan kemampuan komputer.

Sekarang prosesor pusat memiliki kemampuan untuk bekerja secara paralel dan mengontrol banyak perangkat periferal. Komputer dapat memproses beberapa program secara bersamaan (prinsip multiprogramming). Sebagai hasil dari penerapan prinsip multiprogramming, pekerjaan dalam mode pembagian waktu menjadi mungkin dalam mode interaktif. Pengguna yang jauh dari komputer diberi kesempatan, secara independen satu sama lain, untuk berinteraksi dengan mesin dengan cepat.

Komputer dirancang berdasarkan sirkuit terpadu dengan integrasi tingkat rendah (MIS - 10-100 komponen per chip) dan integrasi tingkat menengah (SIS - 10-1000 komponen per chip). Muncul ide, yang diimplementasikan, untuk merancang keluarga komputer dengan arsitektur yang sama, yang sebagian besar didasarkan pada perangkat lunak. Pada akhir tahun 60an, komputer mini muncul. Pada tahun 1971, mikroprosesor pertama kali muncul. Kecepatan komputer generasi ke 3 sudah mencapai sekitar 1 juta ops. /detik.

Selama tahun-tahun ini, produksi komputer mencapai skala industri. Dimulai dengan komputer generasi ke-3, perkembangan komputer serial sudah menjadi tradisional. Meskipun mesin-mesin dari seri yang sama sangat berbeda satu sama lain dalam hal kemampuan dan kinerja, mesin-mesin tersebut kompatibel secara informasi, perangkat lunak, dan perangkat keras. Yang paling umum pada tahun-tahun itu adalah keluarga System/360 dari IBM. Negara-negara CMEA memproduksi komputer dari satu seri "ES Computer": ES-1022, ES-1030, ES-1033, ES-1046, ES-1061, ES-1066, dll. Komputer generasi ini juga mencakup "IVM-370 ", "Elektronik-100/25", "Elektronik-79", "SM-3", "SM-4", dll.

Untuk seri komputer, perangkat lunaknya diperluas secara signifikan (sistem operasi, bahasa pemrograman tingkat tinggi, program aplikasi, dll.). Pada tahun 1969, sistem operasi Unix dan bahasa pemrograman C muncul secara bersamaan, yang berdampak besar pada dunia perangkat lunak dan masih mempertahankan posisi terdepan.

Komputer generasi keempat

Pada komputer generasi keempat (1974-1982), penggunaan sirkuit terintegrasi skala besar (LSI - 1000-100000 komponen per chip) dan sirkuit terintegrasi skala ultra-besar (VLSI - 100000-10000000 komponen per chip) meningkatkan kinerjanya hingga puluhan dan ratusan juta.op. /detik.

Awal generasi ini dianggap tahun 1975 - Amdahl Corp. merilis enam komputer AMDAHL 470 V/6, yang menggunakan LSI sebagai basis elemen. Sistem memori berkecepatan tinggi pada sirkuit terintegrasi mulai digunakan - MOS RAM dengan kapasitas beberapa megabyte. Jika mesin dimatikan, data yang terdapat dalam MOS RAM disimpan dengan mentransfer secara otomatis ke disk. Saat mesin dihidupkan, sistem mulai menggunakan program boot yang disimpan dalam ROM (memori hanya baca), yang membongkar sistem operasi dan perangkat lunak residen ke dalam MOS RAM.

Perkembangan komputer generasi ke-4 berjalan dalam 2 arah: arah pertama - penciptaan superkomputer - kompleks mesin multiprosesor. Kecepatan mesin tersebut mencapai beberapa miliar operasi per detik. Mereka mampu memproses informasi dalam jumlah besar. Ini termasuk kompleks ILLIAS-4, CRAY, CYBER, Elbrus-1, Elbrus-2, dll. Kompleks komputasi multiprosesor (MCC) Elbrus-2 secara aktif digunakan di Uni Soviet di area yang memerlukan perhitungan dalam jumlah besar, sebelum semuanya masuk industri pertahanan.

Arah ke-2 - pengembangan lebih lanjut berdasarkan mikrokomputer LSI dan VLSI serta komputer pribadi (PC). Perwakilan pertama dari mesin ini adalah komputer dari Apple, IBM - PC (XT, AT, PS / 2), "Iskra", "Electronics", "Mazovia", "Agat", "ES-1840", "ES-" domestik 1841" dst. Mulai generasi ini komputer mulai disebut komputer. Perangkat lunak ini dilengkapi dengan database dan bank.

Komputer generasi kelima

Komputer generasi kelima merupakan komputer masa depan. Program pengembangan untuk apa yang disebut komputer generasi kelima diadopsi di Jepang pada tahun 1982. Diasumsikan bahwa pada tahun 1991 pada dasarnya komputer baru akan dibuat, dengan fokus pada pemecahan masalah kecerdasan buatan. Dengan bantuan bahasa Prolog dan inovasi dalam desain komputer, direncanakan untuk memecahkan salah satu masalah utama cabang ilmu komputer ini - masalah penyimpanan dan pemrosesan pengetahuan. Singkatnya, untuk komputer generasi kelima tidak perlu menulis program, tetapi cukup menjelaskan dalam bahasa yang “hampir alami” apa yang diperlukan dari komputer tersebut.

Diasumsikan bahwa basis elemennya bukanlah VLSI, tetapi perangkat yang dibuat berdasarkan elemen kecerdasan buatan. Untuk meningkatkan memori dan kecepatan, kemajuan optoelektronik dan bioprosesor akan digunakan.

Komputer generasi kelima memiliki tugas yang sangat berbeda dibandingkan selama pengembangan semua komputer sebelumnya. Jika para pengembang komputer generasi ke-1 hingga ke-4 dihadapkan pada tugas-tugas seperti meningkatkan produktivitas di bidang perhitungan numerik, mencapai kapasitas memori yang besar, maka tugas utama para pengembang komputer generasi ke-5 adalah menciptakan kecerdasan buatan. mesin (kemampuan menarik kesimpulan logis dari fakta yang disajikan), perkembangan "intelektualisasi" komputer - menghilangkan penghalang antara manusia dan komputer.

Sayangnya, proyek komputer generasi kelima Jepang mengulangi nasib tragis penelitian awal di bidang kecerdasan buatan. Lebih dari 50 miliar yen investasi terbuang percuma, proyek dihentikan, dan perangkat yang dikembangkan ternyata kinerjanya tidak lebih tinggi daripada sistem yang diproduksi secara massal pada waktu itu. Namun, penelitian yang dilakukan selama proyek dan pengalaman yang diperoleh dalam representasi pengetahuan dan metode inferensi paralel telah sangat membantu kemajuan di bidang sistem kecerdasan buatan secara umum.

Saat ini, komputer sudah mampu melihat informasi dari teks tulisan tangan atau cetakan, dari bentuk, dari suara manusia, mengenali pengguna melalui suara, dan menerjemahkan dari satu bahasa ke bahasa lain. Hal ini memungkinkan semua pengguna untuk berkomunikasi dengan komputer, bahkan mereka yang tidak memiliki pengetahuan khusus di bidang ini.

Banyak kemajuan yang dicapai oleh kecerdasan buatan yang digunakan dalam industri dan dunia bisnis. Sistem pakar dan jaringan saraf secara efektif digunakan untuk tugas klasifikasi (penyaringan SPAM, kategorisasi teks, dll.). Algoritme genetika dengan cermat melayani manusia (digunakan, misalnya, untuk mengoptimalkan portofolio dalam kegiatan investasi), robotika (industri, juga sistem multi-agen. Bidang kecerdasan buatan lainnya, misalnya, representasi pengetahuan terdistribusi dan pemecahan masalah di Internet, adalah tidak tertidur: berkat mereka, dalam beberapa tahun mendatang revolusi dapat terjadi di sejumlah bidang aktivitas manusia.

Pada tahap ini, sejarah jarak jauh perangkat komputer

Kebutuhan akan prosesor yang lebih cepat, lebih murah, dan serbaguna memaksa produsen untuk terus meningkatkan jumlah transistor di dalamnya. Namun, proses ini tidak ada habisnya. Pertumbuhan eksponensial angka yang diprediksi oleh Gordon Moore pada tahun 1973 menjadi semakin sulit dipertahankan. Para ahli mengatakan bahwa hukum ini akan berhenti berlaku segera setelah gerbang transistor, yang mengatur aliran informasi dalam sebuah chip, menjadi sepadan dengan panjang gelombang elektron (dalam silikon, tempat produksinya saat ini dibangun, jumlahnya sekitar 10 nanometer). Dan ini akan terjadi antara tahun 2010 dan 2020. Ketika arsitektur komputer menjadi lebih canggih dan mendekati batas fisik, biaya perancangan, pembuatan, dan pengujian chip meningkat. Dengan demikian, tahap perkembangan evolusioner cepat atau lambat akan tergantikan oleh perubahan-perubahan revolusioner.

Akibat perlombaan meningkatkan produktivitas, banyak permasalahan yang muncul. Yang paling parah adalah panas berlebih dalam kemasan ultra-padat, yang disebabkan oleh area perpindahan panas yang jauh lebih kecil. Konsentrasi energi dalam mikroprosesor modern sangat tinggi. Strategi saat ini untuk menghilangkan panas yang dihasilkan, seperti mengurangi tegangan suplai atau secara selektif hanya mengaktifkan bagian-bagian yang diperlukan dalam sirkuit mikro, tidak akan efektif kecuali jika pendinginan aktif digunakan.

Ketika ukuran transistor berkurang, lapisan isolasi menjadi lebih tipis, yang berarti keandalannya juga menurun, karena elektron dapat menembus isolator tipis (efek terowongan). Masalah ini dapat diatasi dengan menurunkan tegangan kendali, namun hanya sampai batas tertentu.

Saat ini, syarat utama untuk meningkatkan kinerja prosesor adalah metode paralelisme. Seperti yang Anda ketahui, mikroprosesor memproses serangkaian instruksi (perintah) yang membentuk suatu program tertentu. Jika Anda mengatur eksekusi instruksi secara paralel (yaitu simultan), kinerja keseluruhan akan meningkat secara signifikan. Masalah paralelisme diselesaikan dengan metode perhitungan pipelining, menggunakan arsitektur superscalar dan prediksi cabang. Arsitektur multi-inti. Arsitektur ini melibatkan integrasi beberapa inti mikroprosesor sederhana dalam satu chip. Setiap inti menjalankan aliran instruksinya sendiri. Setiap inti mikroprosesor secara signifikan lebih sederhana daripada inti prosesor multi-thread, sehingga membuat desain dan pengujian chip menjadi lebih mudah. Namun sementara itu, masalah akses memori semakin parah, dan kompiler perlu diganti.

Prosesor multi-utas. Prosesor ini memiliki arsitektur yang mirip dengan pelacak: seluruh chip dibagi menjadi elemen pemrosesan yang mengingatkan pada mikroprosesor superscalar. Berbeda dengan prosesor jejak, di sini setiap elemen memproses instruksi dari thread berbeda dalam satu siklus clock, sehingga mencapai paralelisme tingkat thread. Tentu saja, setiap thread memiliki penghitung program dan kumpulan registernya sendiri.

Arsitektur "Ubin". Para pendukungnya percaya bahwa perangkat lunak harus dikompilasi langsung ke dalam perangkat keras, karena hal ini akan memberikan paralelisme maksimum. Pendekatan ini memerlukan kompiler yang cukup kompleks, yang belum dibuat. Prosesor dalam hal ini terdiri dari banyak “ubin”, yang masing-masing memiliki RAM sendiri dan dihubungkan ke “ubin” lain dalam semacam kisi, yang node-nodenya dapat dihidupkan dan dimatikan. Urutan pelaksanaan instruksi diatur oleh perangkat lunak.

Arsitektur bertingkat. Di sini kita tidak berbicara tentang logika, tetapi tentang struktur fisik. Idenya adalah bahwa chip tersebut akan berisi "tumpukan" vertikal dari sirkuit mikro yang dibuat menggunakan teknologi transistor film tipis yang dipinjam dari manufaktur layar TFT. Dalam hal ini, interkoneksi horizontal yang relatif panjang diubah menjadi interkoneksi vertikal pendek, yang mengurangi latensi sinyal dan meningkatkan kinerja prosesor. Ide chip “tiga dimensi” telah diimplementasikan dalam bentuk sampel kerja chip memori delapan lantai. Ada kemungkinan bahwa hal ini juga dapat diterima untuk mikroprosesor, dan dalam waktu dekat semua microchip akan diperluas tidak hanya secara horizontal, tetapi juga secara vertikal.