გამოყენებული იყო ნახევარგამტარული ელემენტები, რომელ თაობის მანქანები. რა არის კომპიუტერი? კომპიუტერების თაობები. ინტეგრაციის მაღალი ხარისხი ხელს უწყობს ელექტრონული აღჭურვილობის შეფუთვის სიმკვრივის გაზრდას, მისი საიმედოობის გაზრდას, რაც იწვევს სიჩქარის გაზრდას

შესავალი

1. კომპიუტერების პირველი თაობა 1950-1960 წწ

2. კომპიუტერების მეორე თაობა: 1960-1970 წწ

3. კომპიუტერების მესამე თაობა: 1970-1980 წწ

4. კომპიუტერების მეოთხე თაობა: 1980-1990 წწ

5. კომპიუტერების მეხუთე თაობა: 1990-დღემდე

დასკვნა

შესავალი

1950 წლიდან ყოველ 7-10 წელიწადში რადიკალურად განახლდება კომპიუტერების აგებისა და გამოყენების საპროექტო-ტექნოლოგიური და პროგრამულ-ალგორითმული პრინციპები. ამ მხრივ ლეგიტიმურია საუბარი კომპიუტერების თაობებზე. პირობითად, თითოეულ თაობას შეიძლება გამოეყოს 10 წელი.

კომპიუტერებმა გრძელი ევოლუციური გზა გაიარეს ელემენტის ბაზის თვალსაზრისით (ნათურებიდან მიკროპროცესორებამდე), ასევე ახალი შესაძლებლობების გაჩენის, მათი გამოყენების ფარგლების და ბუნების გაფართოების თვალსაზრისით.

კომპიუტერების დაყოფა თაობებად არის გამოთვლითი სისტემების ძალიან პირობითი, თავისუფალი კლასიფიკაცია ტექნიკისა და პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარების ხარისხის, ასევე კომპიუტერთან კომუნიკაციის მეთოდების მიხედვით.

კომპიუტერების პირველი თაობა მოიცავს 50-იანი წლების ბოლოს შექმნილ მანქანებს: სქემებში გამოიყენებოდა ვაკუუმური მილები. იყო რამდენიმე ბრძანება, კონტროლი მარტივი იყო, ხოლო ოპერატიული მეხსიერება და შესრულების ინდიკატორები დაბალი იყო. შესრულება არის დაახლოებით 10-20 ათასი ოპერაცია წამში. საბეჭდი მოწყობილობები, მაგნიტური ლენტები, პუნჩირებული ბარათები და ქაღალდის დაფქული ლენტები გამოიყენებოდა შეყვანისა და გამოსატანად.

კომპიუტერების მეორე თაობა მოიცავს იმ მანქანებს, რომლებიც შეიქმნა 1955-65 წლებში. ისინი იყენებდნენ როგორც ვაკუუმურ მილებს, ასევე ტრანზისტორებს. ოპერატიული მეხსიერება აშენდა მაგნიტურ ბირთვებზე. ამ დროს გამოჩნდა მაგნიტური დოლები და პირველი მაგნიტური დისკები. გაჩნდა ეგრეთ წოდებული მაღალი დონის ენები, რომელთა საშუალებები საშუალებას იძლევა აღწეროს გამოთვლების მთელი თანმიმდევრობა ვიზუალური, ადვილად გასაგები ფორმით. გამოჩნდა ბიბლიოთეკის პროგრამების დიდი ნაკრები სხვადასხვა მათემატიკური ამოცანების გადასაჭრელად. მეორე თაობის მანქანები ხასიათდებოდა პროგრამული შეუთავსებლობით, რამაც გაართულა დიდი საინფორმაციო სისტემების ორგანიზება, ამიტომ 60-იანი წლების შუა ხანებში მოხდა გადასვლა კომპიუტერების შექმნაზე, რომლებიც იყო პროგრამული უზრუნველყოფის თავსებადი და აგებული მიკროელექტრონულ ტექნოლოგიურ ბაზაზე.

კომპიუტერების მესამე თაობა. ეს არის 60-იანი წლების შემდეგ შექმნილი მანქანები, რომლებსაც აქვთ ერთიანი არქიტექტურა, ე.ი. პროგრამული თავსებადი. გაჩნდა მულტიპროგრამირების შესაძლებლობები, ე.ი. რამდენიმე პროგრამის ერთდროული შესრულება. მესამე თაობის კომპიუტერები იყენებდნენ ინტეგრირებულ სქემებს.

მეოთხე თაობის კომპიუტერები. ეს არის 1970 წლის შემდეგ შემუშავებული კომპიუტერების ამჟამინდელი თაობა. მე-4 თაობის მანქანები შექმნილია თანამედროვე მაღალი დონის ენების ეფექტურად გამოყენებისა და საბოლოო მომხმარებლისთვის პროგრამირების პროცესის გასამარტივებლად.

ტექნიკის თვალსაზრისით, მათ ახასიათებთ დიდი ინტეგრირებული სქემების გამოყენება, როგორც ელემენტარული ბაზა და მაღალი სიჩქარით შემთხვევითი წვდომის შესანახი მოწყობილობების არსებობა რამდენიმე MB სიმძლავრით.

მე-4 თაობის მანქანები არის მრავალპროცესორული, მრავალმანქანიანი კომპლექსები, რომლებიც მუშაობენ გარე სიმძლავრეზე. მეხსიერება და ზოგადი ველი ext. მოწყობილობები. შესრულება აღწევს ათეულ მილიონ ოპერაციას წამში, მეხსიერება - რამდენიმე მილიონ სიტყვას.

კომპიუტერების მეხუთე თაობაზე გადასვლა უკვე დაწყებულია. იგი მოიცავს ხარისხობრივ გადასვლას მონაცემთა დამუშავებიდან ცოდნის დამუშავებაზე და კომპიუტერის ძირითადი პარამეტრების გაზრდაში. მთავარი აქცენტი გაკეთდება "დაზვერვაზე".

დღემდე, ყველაზე რთული ნერვული ქსელების მიერ დემონსტრირებული ფაქტობრივი „ინტელექტი“ მიწის ჭიის დონეს ქვემოთაა, თუმცა, რაც არ უნდა შეზღუდული იყოს დღეს ნერვული ქსელების შესაძლებლობები, ბევრი რევოლუციური აღმოჩენა შეიძლება ახლოს იყოს.

1. კომპიუტერების პირველი თაობა 1950-1960 წწ

ლოგიკური სქემები შეიქმნა დისკრეტული რადიო კომპონენტების და ელექტრონული ვაკუუმის მილების გამოყენებით ძაფით. შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების მოწყობილობები იყენებდნენ მაგნიტურ დასარტყამებს, აკუსტიკური ულტრაბგერითი ვერცხლისწყლის და ელექტრომაგნიტური დაყოვნების ხაზებს და კათოდური სხივების მილებს (CRT). დისკები მაგნიტურ ფირებზე, პუნჩირებული ბარათები, პუნჩირებული ლენტები და ჩამრთველები გამოიყენებოდა როგორც გარე შენახვის მოწყობილობა.

ამ თაობის კომპიუტერების პროგრამირება განხორციელდა ორობითი რიცხვების სისტემაში მანქანურ ენაზე, ანუ პროგრამები მკაცრად იყო ორიენტირებული აპარატის კონკრეტულ მოდელზე და ამ მოდელებთან ერთად „მოკვდა“.

1950-იანი წლების შუა ხანებში გამოჩნდა მანქანაზე ორიენტირებული ენები, როგორიცაა სიმბოლური კოდირების ენები (SCL), რამაც შესაძლებელი გახადა მათი შემოკლებული ვერბალური (ასო) აღნიშვნა და ათობითი რიცხვები ბრძანებების და მისამართების ორობითი აღნიშვნის ნაცვლად. 1956 წელს შეიქმნა მათემატიკური ამოცანების პირველი მაღალი დონის პროგრამირების ენა - Fortran ენა, ხოლო 1958 წელს - უნივერსალური პროგრამირების ენა Algol.

კომპიუტერები, დაწყებული UNIVAC-დან და დამთავრებული BESM-2-ით და მინსკის და ურალის კომპიუტერების პირველი მოდელებით, მიეკუთვნება კომპიუტერების პირველ თაობას.

2. კომპიუტერების მეორე თაობა: 1960-1970 წწ

ლოგიკური სქემები აგებული იყო დისკრეტულ ნახევარგამტარულ და მაგნიტურ ელემენტებზე (დიოდები, ბიპოლარული ტრანზისტორები, ტოროიდული ფერიტის მიკროტრანსფორმატორები). საპროექტო და ტექნოლოგიურ საფუძვლად გამოიყენებოდა ბეჭდური მიკროსქემები (ფოლგა getinax-ისგან დამზადებული დაფები). ფართოდ გამოიყენება მანქანების დიზაინის ბლოკის პრინციპი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ დიდი რაოდენობით სხვადასხვა გარე მოწყობილობები მთავარ მოწყობილობებთან, რაც უზრუნველყოფს კომპიუტერების გამოყენებაში მეტ მოქნილობას. ელექტრონული სქემების საათის სიხშირე გაიზარდა ასობით კილოჰერცამდე.

დაიწყო გარე დისკების გამოყენება მყარ მაგნიტურ დისკებზე1 და ფლოპი დისკებზე - მეხსიერების შუალედური დონე მაგნიტური ლენტის დისკებსა და RAM-ს შორის.

1964 წელს გამოჩნდა პირველი კომპიუტერის მონიტორი - IBM 2250. ეს იყო მონოქრომული დისპლეი 12 x 12 დიუმიანი ეკრანით და 1024 x 1024 პიქსელის გარჩევადობით. მას ჰქონდა კადრების სიხშირე 40 ჰც.

კომპიუტერების ბაზაზე შექმნილი საკონტროლო სისტემები კომპიუტერებისგან უფრო მაღალ შესრულებას და რაც მთავარია საიმედოობას მოითხოვდა. შეცდომების გამოვლენისა და კორექტირების კოდები და ჩაშენებული საკონტროლო სქემები ფართოდ გამოიყენება კომპიუტერებში.

მეორე თაობის მანქანები პირველებმა განახორციელეს ინფორმაციის პარტიული დამუშავებისა და ტელეპროცესირების რეჟიმი.

პირველი კომპიუტერი, რომელიც ნაწილობრივ იყენებდა ნახევარგამტარ მოწყობილობებს ვაკუუმური მილების ნაცვლად იყო SEAC (Standards Eastern Automatic Computer) მანქანა, რომელიც შეიქმნა 1951 წელს.

60-იანი წლების დასაწყისში სსრკ-ში დაიწყო ნახევარგამტარული მანქანების წარმოება.

3. კომპიუტერების მესამე თაობა: 1970-1980 წწ

1958 წელს რობერტ ნოისმა გამოიგონა პატარა სილიკონის ინტეგრირებული წრე, რომელიც ათეულობით ტრანზისტორს მცირე ფართობზე ათავსებდა. ეს სქემები მოგვიანებით გახდა ცნობილი როგორც მცირე მასშტაბის ინტეგრირებული სქემები (SSI). და უკვე 60-იანი წლების ბოლოს დაიწყო ინტეგრირებული სქემების გამოყენება კომპიუტერებში.

მე-3 თაობის კომპიუტერების ლოგიკური სქემები უკვე მთლიანად იყო აგებული მცირე ინტეგრირებულ სქემებზე. ელექტრონული სქემების საათის სიხშირე გაიზარდა რამდენიმე მეგაჰერცამდე. შემცირდა მიწოდების ძაბვა (ვოლტის ერთეული) და აპარატის მიერ მოხმარებული სიმძლავრე. მნიშვნელოვნად გაიზარდა კომპიუტერების საიმედოობა და სიჩქარე.

შემთხვევითი წვდომის მეხსიერებაში გამოყენებულია უფრო პატარა ფერიტის ბირთვები, ფერიტის ფირფიტები და მაგნიტური ფილმები მართკუთხა ჰისტერეზის მარყუჟით. დისკის დისკები ფართოდ გამოიყენება როგორც გარე შენახვის მოწყობილობა.

გამოჩნდა შენახვის მოწყობილობების კიდევ ორი ​​დონე: ულტრა შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების მოწყობილობები ტრიგერების რეგისტრებზე, რომლებსაც აქვთ უზარმაზარი სიჩქარე, მაგრამ მცირე ტევადობა (ათობით რიცხვი) და მაღალი სიჩქარით ქეში მეხსიერება.

მას შემდეგ, რაც კომპიუტერებში ინტეგრირებული სქემები ფართოდ გამოიყენება, ტექნოლოგიური პროგრესი გამოთვლებში შეიძლება შეინიშნოს ცნობილი მურის კანონის გამოყენებით. Intel-ის ერთ-ერთმა დამფუძნებელმა გორდონ მურმა 1965 წელს აღმოაჩინა კანონი, რომლის მიხედვითაც ტრანზისტორების რაოდენობა ერთ ჩიპში ყოველ 1,5 წელიწადში ორჯერ იზრდება.

მე-3 თაობის კომპიუტერების როგორც აპარატურის, ასევე ლოგიკური სტრუქტურის მნიშვნელოვანი სირთულის გამო, მათ ხშირად იწყებდნენ სისტემების სახელწოდებას.

ამრიგად, ამ თაობის პირველი კომპიუტერები იყო IBM სისტემების მოდელები (IBM 360 მოდელების რაოდენობა) და PDP (PDP 1). საბჭოთა კავშირში, ურთიერთეკონომიკური დახმარების საბჭოს ქვეყნებთან (პოლონეთი, უნგრეთი, ბულგარეთი, აღმოსავლეთ გერმანია და ა.შ.) თანამშრომლობით დაიწყო ერთიანი სისტემის (EU) და მცირე კომპიუტერების სისტემის (SM) მოდელები. იყოს წარმოებული.

მესამე თაობის კომპიუტერებში მნიშვნელოვანი ყურადღება ეთმობა პროგრამირების სირთულის შემცირებას, მანქანებში პროგრამის შესრულების ეფექტურობას და ოპერატორსა და მანქანას შორის კომუნიკაციის გაუმჯობესებას. ეს უზრუნველყოფილია მძლავრი ოპერაციული სისტემებით, მოწინავე პროგრამირების ავტომატიზაციის, ეფექტური პროგრამების შეფერხების სისტემებით, დროის გაზიარების ოპერაციული რეჟიმებით, რეალურ დროში მუშაობის რეჟიმებით, მრავალპროგრამიანი მუშაობის რეჟიმებით და ახალი ინტერაქტიული კომუნიკაციის რეჟიმებით. ასევე გამოჩნდა ეფექტური ვიდეო ტერმინალის მოწყობილობა ოპერატორსა და მანქანას შორის კომუნიკაციისთვის - ვიდეო მონიტორი, ან დისპლეი.

დიდი ყურადღება ეთმობა კომპიუტერის მუშაობის სანდოობისა და სანდოობის გაზრდას და მათი შენარჩუნების ხელშეწყობას. სანდოობა და სანდოობა უზრუნველყოფილია კოდების ფართოდ გამოყენებით შეცდომების ავტომატური გამოვლენითა და კორექტირებით (ჰამინგის კორექტირების კოდები და ციკლური კოდები).

კომპიუტერების მოდულურმა ორგანიზაციამ და მათი ოპერაციული სისტემების მოდულურმა კონსტრუქციამ შექმნა კომპიუტერული სისტემების კონფიგურაციის შეცვლის უამრავი შესაძლებლობა. ამასთან დაკავშირებით გაჩნდა გამოთვლითი სისტემის „არქიტექტურის“ ახალი კონცეფცია, რომელიც განსაზღვრავს ამ სისტემის ლოგიკურ ორგანიზაციას მომხმარებლისა და პროგრამისტის თვალსაზრისით.

4. კომპიუტერების მეოთხე თაობა: 1980-1990 წწ

რევოლუციური მოვლენა მესამე თაობის მანქანების კომპიუტერული ტექნოლოგიის განვითარებაში იყო დიდი და ძალიან დიდი ინტეგრირებული სქემების შექმნა (Large Scale Integration - LSI და Very Large Scale Integration - VLSI), მიკროპროცესორი (1969) და პერსონალური კომპიუტერი. 1980 წლიდან დაიწყო თითქმის ყველა კომპიუტერის შექმნა მიკროპროცესორების ბაზაზე. ყველაზე პოპულარული კომპიუტერი გახდა პერსონალური კომპიუტერი.

კომპიუტერებში ლოგიკური ინტეგრირებული სქემების შექმნა დაიწყო ცალპოლარული ველის ეფექტიანი CMOS ტრანზისტორების საფუძველზე პირდაპირი კავშირებით, რომლებიც მუშაობენ ელექტრული ძაბვის უფრო მცირე ამპლიტუდებით (ვოლტი), მოიხმარენ ნაკლებ ენერგიას, ვიდრე ბიპოლარული და ამით საშუალებას იძლევა უფრო მეტი განხორციელების. მოწინავე ნანოტექნოლოგიები (იმ წლებში - მიკრონების მასშტაბით).

პირველი პერსონალური კომპიუტერი შეიქმნა 1976 წლის აპრილში ორმა მეგობარმა, სტივ ჯობმა (დ. 1955), Atari-ს თანამშრომელმა და სტეფან ვოზნიაკმა (დ. 1950), რომელიც მუშაობდა Hewlett-Packard-ში. პოპულარული ელექტრონული თამაშის მყარი შედუღებული მიკროსქემის ინტეგრირებულ 8-ბიტიან კონტროლერზე დაყრდნობით, რომელიც მუშაობდა საღამოობით მანქანის ავტოფარეხში, მათ შექმნეს მარტივი Apple სათამაშო კომპიუტერი, დაპროგრამებული BASIC-ში, რაც უდავოდ წარმატებული იყო. 1977 წლის დასაწყისში Apple Co. დარეგისტრირდა და დაიწყო მსოფლიოში პირველი პერსონალური კომპიუტერის Apple-ის წარმოება.

5. კომპიუტერების მეხუთე თაობა: 1990-დღემდე

ამ კურსში დეტალურად არის განხილული თანამედროვე თაობის კომპიუტერების არქიტექტურის თავისებურებები.

მოკლედ, მეხუთე თაობის კომპიუტერის ძირითადი კონცეფცია შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად:

1. კომპიუტერები ულტრა რთულ მიკროპროცესორებზე პარალელური ვექტორული სტრუქტურით, ერთდროულად ასრულებენ ათობით თანმიმდევრული პროგრამის ინსტრუქციას.

2. კომპიუტერები ასობით პარალელური სამუშაო პროცესორით, რაც იძლევა მონაცემთა და ცოდნის დამუშავების სისტემების, ეფექტური ქსელური კომპიუტერული სისტემების აგების საშუალებას.

კომპიუტერების მეექვსე და მომდევნო თაობები

ელექტრონული და ოპტოელექტრონული კომპიუტერები მასიური პარალელიზმით, ნერვული სტრუქტურით, მიკროპროცესორების დიდი რაოდენობის (ათიათასობით) განაწილებული ქსელით, რომლებიც მოდელირებენ ნერვული ბიოლოგიური სისტემების არქიტექტურას.

დასკვნა

კომპიუტერული განვითარების ყველა ეტაპი პირობითად იყოფა თაობებად.

პირველი თაობა შეიქმნა ვაკუუმური ელექტრო ნათურების საფუძველზე, მანქანა კონტროლდებოდა დისტანციური მართვისგან და პანჩ ბარათებიდან მანქანის კოდების გამოყენებით. ეს კომპიუტერები რამდენიმე დიდ მეტალის კარადაში იყო განთავსებული, რომლებიც მთელ ოთახებს იკავებდნენ.

მესამე თაობა მე-20 საუკუნის 60-იან წლებში გამოჩნდა. კომპიუტერული ელემენტები დამზადდა ნახევარგამტარული ტრანზისტორების საფუძველზე. ეს მანქანები ამუშავებდნენ ინფორმაციას პროგრამების კონტროლის ქვეშ ასამბლეის ენაზე. მონაცემები და პროგრამები შეყვანილი იყო დაქუცმაცებული ბარათებიდან და ფირებიდან.

მესამე თაობა შესრულდა მიკროსქემებზე, რომლებიც შეიცავდნენ ასობით ან ათასობით ტრანზისტორს ერთ ფირფიტაზე. მესამე თაობის აპარატის მაგალითია ES კომპიუტერი. ამ მანქანების მუშაობა კონტროლდებოდა ალფანუმერული ტერმინალებიდან. კონტროლისთვის გამოიყენებოდა მაღალი დონის ენები და ასამბლეა. მონაცემები და პროგრამები შეყვანილი იყო როგორც ტერმინალიდან, ასევე პუნჩირებული ბარათებიდან და პუნჩირებული ფირებიდან.

მეოთხე თაობა შეიქმნა დიდი ინტეგრირებული სქემების (LSI) საფუძველზე. მეოთხე თაობის კომპიუტერების ყველაზე თვალსაჩინო წარმომადგენლები არიან პერსონალური კომპიუტერები (PC). უნივერსალურ ერთ მომხმარებლის მიკროკომპიუტერს პერსონალური ეწოდება. მომხმარებელთან კომუნიკაცია განხორციელდა ფერადი გრაფიკული დისპლეის მეშვეობით მაღალი დონის ენების გამოყენებით.

მეხუთე თაობა ეფუძნება ულტრამასშტაბიან ინტეგრირებულ სქემებს (VLSI), რომლებიც გამოირჩევიან ჩიპზე ლოგიკური ელემენტების კოლოსალური სიმკვრივით.

ვარაუდობენ, რომ მომავალში ფართოდ გავრცელდება კომპიუტერში ინფორმაციის შეყვანა ხმიდან, მანქანასთან კომუნიკაცია ბუნებრივ ენაზე, კომპიუტერული ხედვა, მანქანური შეხება, ინტელექტუალური რობოტებისა და რობოტული მოწყობილობების შექმნა.

შედარების ვარიანტები კომპიუტერული თაობები
პირველი მეორე მესამე მეოთხე
დროის პერიოდი 1946 - 1959 1960 - 1969 1970 - 1979 1980 წლიდან
ელემენტის ბაზა (საკონტროლო ერთეულისთვის, ALU) ელექტრონული (ან ელექტრო) ნათურები ნახევარგამტარები (ტრანზისტორები) ინტეგრირებული სქემები დიდი მასშტაბის ინტეგრირებული სქემები (LSI)
კომპიუტერის ძირითადი ტიპი დიდი პატარა (მინი) მიკრო
ძირითადი შეყვანის მოწყობილობები დისტანციური მართვის პულტი, დარტყმული ბარათი, პუნჩირებული ფირის შეყვანა დამატებულია ალფანუმერული დისპლეი და კლავიატურა ალფანუმერული დისპლეი, კლავიატურა ფერადი გრაფიკული დისპლეი, სკანერი, კლავიატურა
ძირითადი გამომავალი მოწყობილობები ალფანუმერული ბეჭდვის მოწყობილობა (ADP), პუნჩირებული ფირის გამომავალი პლოტერი, პრინტერი
გარე მეხსიერება მაგნიტური ლენტები, დასარტყამი ლენტები, პუნჟირებული ლენტები, დაფქული ბარათები დამატებულია მაგნიტური დისკი დაქუცმაცებული ქაღალდის ლენტები, მაგნიტური დისკი მაგნიტური და ოპტიკური დისკები
ძირითადი პროგრამული გადაწყვეტილებები უნივერსალური პროგრამირების ენები, მთარგმნელები სერიული ოპერაციული სისტემები, რომლებიც აუმჯობესებენ მთარგმნელებს ინტერაქტიული ოპერაციული სისტემები, სტრუქტურირებული პროგრამირების ენები მეგობრული პროგრამული უზრუნველყოფა, ქსელური ოპერაციული სისტემები
კომპიუტერის მუშაობის რეჟიმი ერთი პროგრამა პარტია Დროის განაწილება პერსონალური სამუშაო და ქსელის დამუშავება
კომპიუტერის გამოყენების მიზანი სამეცნიერო და ტექნიკური გათვლები ტექნიკური და ეკონომიკური გათვლები მენეჯმენტი და ეკონომიკური გათვლები ტელეკომუნიკაცია, საინფორმაციო მომსახურება

ცხრილი - სხვადასხვა თაობის კომპიუტერების ძირითადი მახასიათებლები


თაობა

1

2

3

4

პერიოდი, წლები

1946 -1960

1955-1970

1965-1980

1980-დღემდე vr.

ელემენტის ბაზა

ვაკუუმური მილები

ნახევარგამტარული დიოდები და ტრანზისტორები

ინტეგრირებული სქემები

ძალიან დიდი მასშტაბის ინტეგრირებული სქემები

არქიტექტურა

ფონ ნეუმანის არქიტექტურა

მრავალპროგრამული რეჟიმი

ლოკალური კომპიუტერული ქსელები, საერთო გამოთვლითი სისტემები

მრავალპროცესორული სისტემები, პერსონალური კომპიუტერები, გლობალური ქსელები

Შესრულება

10 – 20 ათასი ოპ/წმ

100-500 ათასი ოპ/წმ

დაახლოებით 1 მილიონი ოპ/წმ

ათობით და ასობით მილიონი ოპერაციები

პროგრამული უზრუნველყოფა

მანქანების ენები

ოპერაციული სისტემები, ალგორითმული ენები

ოპერაციული სისტემები, დიალოგური სისტემები, კომპიუტერული გრაფიკული სისტემები

აპლიკაციის პაკეტები, მონაცემთა ბაზები და ცოდნა, ბრაუზერები

გარე მოწყობილობები

შეყვანილი მოწყობილობები პუნქტირებული ლენტებიდან და დაფქული ბარათებიდან,

ATsPU, ტელეპრინტერები, NML, NMB

ვიდეო ტერმინალები, HDD

NGMD, მოდემები, სკანერები, ლაზერული პრინტერები

განაცხადი

გაანგარიშების პრობლემები

საინჟინრო, სამეცნიერო, ეკონომიკური ამოცანები

ACS, CAD, სამეცნიერო და ტექნიკური ამოცანები

მართვის ამოცანები, კომუნიკაციები, სამუშაო სადგურების შექმნა, ტექსტის დამუშავება, მულტიმედია

მაგალითები

ENIAC, UNIVAC (აშშ);
BESM - 1,2, M-1, M-20 (სსრკ)

IBM 701/709 (აშშ)
BESM-4, M-220, მინსკი, BESM-6 (სსრკ)

IBM 360/370, PDP -11/20, Cray -1 (აშშ);
EU 1050, 1066,
Elbrus 1.2 (სსრკ)

Cray T3 E, SGI (აშშ),
კომპიუტერები, სერვერები, სამუშაო სადგურები სხვადასხვა მწარმოებლებისგან

50 წლის განმავლობაში გამოჩნდა კომპიუტერების რამდენიმე თაობა, რომლებმაც ერთმანეთი შეცვალეს. VT-ის სწრაფი განვითარება მთელს მსოფლიოში განისაზღვრება მხოლოდ მოწინავე ელემენტების ბაზით და არქიტექტურული გადაწყვეტილებებით.
ვინაიდან კომპიუტერი არის სისტემა, რომელიც შედგება ტექნიკისა და პროგრამული უზრუნველყოფისგან, ბუნებრივია თაობის გაგება, როგორც კომპიუტერული მოდელები, რომლებიც ხასიათდება იგივე ტექნოლოგიური და პროგრამული გადაწყვეტილებებით (ელემენტების ბაზა, ლოგიკური არქიტექტურა, პროგრამული უზრუნველყოფა). იმავდროულად, რიგ შემთხვევებში ძალიან რთული აღმოჩნდება VT კლასიფიკაცია თაობის მიხედვით, რადგან მათ შორის ზღვარი თაობიდან თაობას უფრო და უფრო ბუნდოვანი ხდება.
Პირველი თაობა.
ელემენტის ბაზა არის ელექტრონული მილები და რელეები; ოპერატიული მეხსიერება შესრულდა ფლიპ-ფლოპებზე, მოგვიანებით კი ფერიტის ბირთვებზე. საიმედოობა დაბალია, საჭირო იყო გაგრილების სისტემა; კომპიუტერებს მნიშვნელოვანი ზომები ჰქონდათ. შესრულება - 5 - 30 ათასი არითმეტიკული ოპ/წმ; პროგრამირება - კომპიუტერულ კოდებში (მანქანის კოდი), მოგვიანებით გამოჩნდა ავტოკოდები და ასამბლერები. პროგრამირებას ახორციელებდა მათემატიკოსების, ფიზიკოსების და ელექტრონიკის ინჟინრების ვიწრო წრე. პირველი თაობის კომპიუტერები გამოიყენებოდა ძირითადად სამეცნიერო და ტექნიკური გამოთვლებისთვის.

მეორე თაობა.
ნახევარგამტარული ელემენტის ბაზა. საიმედოობა და შესრულება მნიშვნელოვნად გაიზარდა, ზომები და ენერგიის მოხმარება მცირდება. შეყვანის/გამოსვლის საშუალებების და გარე მეხსიერების განვითარება. მთელი რიგი პროგრესული არქიტექტურული გადაწყვეტილებები და პროგრამირების ტექნოლოგიის შემდგომი განვითარება - დროის გაზიარების რეჟიმი და მულტიპროგრამირების რეჟიმი (ცენტრალური პროცესორის მუშაობის გაერთიანება მონაცემთა დამუშავებისა და შეყვანის/გამომავალი არხებისთვის, აგრეთვე ოპერაციების პარალელიზება ბრძანებების და მონაცემების მეხსიერებიდან ამოღებისთვის)
მეორე თაობაში აშკარად გამოჩნდა კომპიუტერების დიფერენცირება მცირე, საშუალო და დიდებად. საგრძნობლად გაფართოვდა კომპიუტერების გამოყენების სფერო პრობლემების გადასაჭრელად - დაგეგმვა, ეკონომიკური, წარმოების პროცესის მართვა და ა.შ.
იქმნება ავტომატური კონტროლის სისტემები (ACS) საწარმოებისთვის, მთელი ინდუსტრიებისთვის და ტექნოლოგიური პროცესებისთვის (ACS). 50-იანი წლების ბოლოს დამახასიათებელია მრავალი პრობლემაზე ორიენტირებული მაღალი დონის პროგრამირების ენების (HLP) გაჩენა: FORTRAN, ALGOL-60 და ა. პროგრამირების ენები და სხვადასხვა მიზნებისათვის, მონიტორები და დისპეტჩერები კომპიუტერის მუშაობის რეჟიმების კონტროლისთვის, მისი რესურსების დაგეგმვისთვის, რამაც საფუძველი ჩაუყარა შემდეგი თაობის ოპერაციული სისტემების კონცეფციებს.

მესამე თაობა.
ელემენტის საფუძველი ინტეგრირებულ სქემებზე (IC). ჩნდება კომპიუტერული მოდელების სერია, რომლებიც თავსებადია ქვემოდან ზემოდან და აქვთ მზარდი შესაძლებლობები მოდელიდან მოდელამდე. კომპიუტერებისა და მათი პერიფერიული აღჭურვილობის ლოგიკური არქიტექტურა უფრო რთული გახდა, რამაც მნიშვნელოვნად გააფართოვა ფუნქციონირება და გამოთვლითი შესაძლებლობები. ოპერაციული სისტემები (OS) ხდება კომპიუტერის ნაწილი. მეხსიერების, შეყვანის/გამომავალი მოწყობილობების და სხვა რესურსების მართვის მრავალი ამოცანის შესრულება დაიწყო OS-ის ან უშუალოდ კომპიუტერული ტექნიკის მიერ. პროგრამული უზრუნველყოფა ხდება მძლავრი: ჩნდება მონაცემთა ბაზის მართვის სისტემები (DBMS), დიზაინის ავტომატიზაციის სისტემები (CAD) სხვადასხვა მიზნებისთვის, იხვეწება კონტროლის ავტომატური სისტემები და პროცესის კონტროლის სისტემები. დიდი ყურადღება ეთმობა აპლიკაციის პროგრამის პაკეტების (APP) შექმნას სხვადასხვა მიზნებისთვის.
ენები და პროგრამირების სისტემები ვითარდება მაგალითები: - IBM/360 მოდელების სერია, აშშ, სერიული წარმოება - 1964 წლიდან; -ევროკავშირის კომპიუტერები, სსრკ და CMEA ქვეყნები 1972 წლიდან.
მეოთხე თაობა.
ელემენტის ბაზა ხდება ფართომასშტაბიანი (LSI) და ულტრამასშტაბიანი (VLSI) ინტეგრირებული სქემები. კომპიუტერები უკვე შექმნილია პროგრამული უზრუნველყოფის ეფექტური გამოყენებისთვის (მაგალითად, UNIX-ის მსგავსი კომპიუტერები, საუკეთესოდ ჩაძირული UNIX პროგრამულ გარემოში; Prolog მანქანები ორიენტირებული ხელოვნური ინტელექტის ამოცანებზე); თანამედროვე ატომური ელექტროსადგურები. სატელეკომუნიკაციო ინფორმაციის დამუშავება სწრაფად ვითარდება სატელიტური კომუნიკაციების გამოყენებით საკომუნიკაციო არხების ხარისხის გაუმჯობესებით. იქმნება ეროვნული და ტრანსნაციონალური საინფორმაციო და კომპიუტერული ქსელები, რომლებიც შესაძლებელს ხდის ვისაუბროთ მთლიანად ადამიანური საზოგადოების კომპიუტერიზაციის დასაწყისზე.
კომპიუტერული ტექნოლოგიების შემდგომი ინტელექტუალიზაცია განისაზღვრება უფრო განვითარებული ადამიანი-კომპიუტერის ინტერფეისების, ცოდნის ბაზების, საექსპერტო სისტემების, პარალელური პროგრამირების სისტემების შექმნით და ა.შ.
ელემენტის ბაზამ შესაძლებელი გახადა მინიატურიზაციაში დიდი წარმატების მიღწევა, კომპიუტერების საიმედოობისა და მუშაობის გაზრდა. გამოჩნდა მიკრო და მინი კომპიუტერები, რომლებიც აჭარბებენ წინა თაობის საშუალო და დიდი ზომის კომპიუტერების შესაძლებლობებს მნიშვნელოვნად დაბალი ღირებულებით. VLSI-ზე დაფუძნებული პროცესორების წარმოების ტექნოლოგიამ დააჩქარა კომპიუტერული წარმოების ტემპი და შესაძლებელი გახადა კომპიუტერების გაცნობა საზოგადოების ფართო მასებისთვის. უნივერსალური პროცესორის გამოჩენით ერთ ჩიპზე (მიკროპროცესორი Intel-4004, 1971), დაიწყო კომპიუტერის ერა.
პირველ კომპიუტერად შეიძლება ჩაითვალოს Altair-8800, რომელიც შეიქმნა Intel-8080-ის ბაზაზე, 1974 წელს. ე.რობერტსი. პ. ალენმა და ვ. გეითსმა შექმნეს მთარგმნელი პოპულარული Basic ენიდან, რამაც საგრძნობლად გაზარდა პირველი კომპიუტერის ინტელექტი (მოგვიანებით მათ დააარსეს ცნობილი კომპანია Microsoft Inc). მე-4 თაობის სახე დიდწილად განპირობებულია სუპერკომპიუტერების შექმნით, რომლებიც ხასიათდება მაღალი წარმადობით (საშუალო სიჩქარე 50 - 130 მეგაფლოპსი. 1 მეგაფლოპსი = 1 მილიონი ოპერაცია წამში მცურავი წერტილით) და არატრადიციული არქიტექტურით (პარალელიზაციის პრინციპი ეფუძნება ბრძანებების მილსადენის დამუშავება) . სუპერკომპიუტერები გამოიყენება მათემატიკური ფიზიკის, კოსმოლოგიისა და ასტრონომიის პრობლემების გადასაჭრელად, რთული სისტემების მოდელირებისთვის და ა.შ. ვინაიდან მძლავრი კომპიუტერები თამაშობენ და გააგრძელებენ მნიშვნელოვან გადამრთველ როლს ქსელებში, ქსელის საკითხები ხშირად განიხილება სუპერკომპიუტერების შესახებ კითხვებთან ერთად , სუპერკომპიუტერები - კომპიუტერებს შეიძლება ეწოდოს Elbrus სერიის მანქანები, PS-2000 და PS-3000 კომპიუტერული სისტემები, რომლებიც შეიცავს 64-მდე პროცესორს, რომლებიც აკონტროლებენ საერთო ბრძანების ნაკადს, შესრულება მიღწეულია 200 მეგაფლოპსის შეკვეთით. ამავდროულად, თანამედროვე სუპერკომპიუტერული პროექტების შემუშავებისა და განხორციელების სირთულის გათვალისწინებით, რომლებიც საჭიროებენ ინტენსიურ ფუნდამენტურ კვლევას კომპიუტერული მეცნიერების, ელექტრონული ტექნოლოგიების, წარმოების მაღალი სტანდარტებისა და სერიოზული ფინანსური დანახარჯების სფეროში, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ შიდა უახლოეს მომავალში შეიქმნება სუპერკომპიუტერები, რომლებიც არ ჩამოუვარდება საუკეთესო უცხოურ მოდელებს ძირითადი მახასიათებლების მიხედვით.
უნდა აღინიშნოს, რომ კომპიუტერული წარმოებისთვის IP ტექნოლოგიაზე გადასვლასთან ერთად, თაობების განმსაზღვრელი აქცენტი სულ უფრო და უფრო გადადის ელემენტის ბაზიდან სხვა ინდიკატორებზე: ლოგიკური არქიტექტურა, პროგრამული უზრუნველყოფა, მომხმარებლის ინტერფეისი, განაცხადის სფეროები და ა.შ.
მეხუთე თაობა.

კომპიუტერების მესამე თაობა

სწრაფად განვითარებადი ავიაცია, კოსმოსური ტექნოლოგია და მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვა სფეროები მოითხოვდა მინიატურულ, საიმედო და სწრაფ გამოთვლით მოწყობილობებს. აქედან გამომდინარე, ელექტრონული გამოთვლითი ტექნოლოგიის შემდგომი განვითარება მოითხოვდა ახალი ტექნოლოგიების განვითარებას და ასეთი ტექნოლოგია არ ნელდებოდა. ახალი მიღწევები შესრულებაში, საიმედოობაში და მინიატურიზაციაში შესაძლებელი გახდა ინტეგრირებული მიკროსქემის ტექნოლოგიის წყალობით, რომელმაც აღნიშნა 1964 წლიდან 1974 წლამდე შექმნილ კომპიუტერების მესამე თაობაზე გადასვლა.

ინტეგრირებული სქემების გამოყენებას აქვს მრავალი უპირატესობა:

1. გაიზარდა კომპიუტერის საიმედოობა. ინტეგრირებული სქემების საიმედოობა უფრო მაღალია, ვიდრე მსგავსი სქემების საიმედოობა დისკრეტული კომპონენტების გამოყენებით. საიმედოობის მატება უპირველეს ყოვლისა განპირობებულია სქემთაშორისი კავშირების შემცირებით, რომლებიც ერთ-ერთი ყველაზე სუსტი რგოლია კომპიუტერის დიზაინში. გაზრდილმა საიმედოობამ, თავის მხრივ, გამოიწვია კომპიუტერის მუშაობის ღირებულების მნიშვნელოვანი შემცირება.

2. ელექტრონული სქემების შეფუთვის სიმკვრივის გაზრდით მცირდება გამტარების გასწვრივ სიგნალის გადაცემის დრო და შედეგად გაიზარდა კომპიუტერის სიჩქარე.

3. ინტეგრირებული სქემების წარმოება კარგად ერგება ავტომატიზაციას, რაც მასობრივ წარმოებაში მკვეთრად ამცირებს წარმოების ხარჯებს და ხელს უწყობს კომპიუტერული აპლიკაციების არეალის პოპულარიზაციას და გაფართოებას.

4. ელექტრონული სქემების შეფუთვის მაღალმა სიმკვრივემ შეამცირა კომპიუტერების ზომები, წონა და ენერგიის მოხმარება რამდენიმე რიგით მასშტაბით, რამაც შესაძლებელი გახადა მათი გამოყენება მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების მანამდე მიუწვდომელ სფეროებში, როგორიცაა ავიაცია და კოსმოსური ტექნოლოგია.

ინტეგრირებული მიკროსქემის ტექნოლოგიის გამოყენების აშკარა უპირატესობების მიუხედავად, პრაქტიკაში მათი ფართო გამოყენება კომპიუტერებში დაიწყო 12 წლის შემდეგ, ინტეგრირებული მიკროსქემის კონცეფციის შემუშავების შემდეგ, რომელიც გამოქვეყნდა 1952 წელს ბრიტანეთის თავდაცვის სამინისტროს ჯეფრი დუმერის მიერ. თუმცა, დამმერმა გამოხატა მხოლოდ ერთი ბლოკის სახით ელექტრონული ელემენტების შექმნის იდეა იმავე მასალისგან ნახევარგამტარული ფენების გამოყენებით და მან არ მიუთითა, თუ როგორ უნდა მოათავსოთ რამდენიმე ელემენტი ერთ მონოლითში პრაქტიკაში. 1956 წელს დამერი ცდილობდა თავისი იდეები რეალობად ექცია, მაგრამ მის მიერ შემუშავებული მოწყობილობები არაეფექტური აღმოჩნდა.

ჯეკ კილბიმ Texas Instruments-დან და რობერტ ნოისმა მცირე კომპანია Fairchild Semiconductor-დან შეძლეს გამოკვეთილი იდეების პრაქტიკაში განხორციელება.


1958 წლის მაისში ჯეკ კილბი მუშაობდა Texas Instruments-ში, სადაც მან დაიწყო ტრანზისტორების, კონდენსატორებისა და რეზისტორების შემუშავება (ადრე მუშაობდა Centralab-ში და მონაწილეობდა ტრანზისტორზე დაფუძნებული სმენის აპარატების წარმოებაში). ერთ დღეს გუნდს, რომელშიც ჯეკ კილბი მუშაობდა, დაევალა ალტერნატიული მიკრომოდულების შექმნის ვარიანტების შესწავლა. შესთავაზეს სხვადასხვა ვარიანტები და კილბი, პრობლემის ფიქრით, მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ კომპანიისთვის ყველაზე მომგებიანი იქნებოდა მხოლოდ ნახევარგამტარული ელემენტების წარმოება და რომ რეზისტორები და კონდენსატორები შეიძლება დამზადდეს იმავე მასალისგან, როგორც აქტიური ელემენტები და განთავსდეს. ისინი იმავე მასალის ერთ მონოლითურ ბლოკში. ამ იდეის განხილვისას ჯეკმა მოიფიქრა მულტივიბრატორის მიკროსქემის ტოპოლოგია. ასე რომ, 1958 წლის 24 ივლისი დაიბადა ინტეგრირებული მიკროსქემის პრაქტიკული განხორციელების იდეა.

ზემდგომებთან თავისი იდეების გაცნობის შემდეგ, ჯეკს დაევალა შეექმნა პროტოტიპი მისი გამოთვლების მართებულობის დასამტკიცებლად. შემდეგ აშენდა ტრიგერის წრე დისკრეტული გერმანიუმის ელემენტებისგან. 1958 წლის 28 აგვისტოს ჯეკ კილბიმ აჩვენა განლაგება უილის ადკოკს.

მისი ზემდგომების დამტკიცების შემდეგ, კილბიმ დაიწყო ნამდვილი მონოლითური ინტეგრირებული მიკროსქემის შექმნა - ფაზის ცვლის ოსცილატორი.

ჯეკ კილბის პარალელურად, რობერტ ნოისი ავითარებდა ინტეგრირებულ წრეს. რობერტს ნამდვილად არ მოსწონდა დისკრეტული ელემენტების წარმოების ტექნოლოგია. მისი თქმით, სილიკონის ვაფლის ცალკეულ ელემენტებად დაჭრისა და შემდეგ მათი ერთ წრედ დაკავშირების შრომატევადი პროცესი საკმაოდ უაზრო ჩანდა. ნოისმა შესთავაზა ცალკეული ტრანზისტორების იზოლირება კრისტალში ერთმანეთისგან საპირისპირო მიკერძოებული p-n შეერთებით და ზედაპირის დაფარვა საიზოლაციო ოქსიდით. ცალკეულ ელემენტებს შორის კონტაქტი ხდებოდა საიზოლაციო ოქსიდში ამოტვიფრული უბნების მეშვეობით მიკროსქემის ზედაპირზე სპეციალური ნიმუშის მიხედვით. ეს მონაკვეთები ერთმანეთთან დაკავშირებული იყო თხელი ალუმინის ხაზებით.

კილბიმ შექმნა თავისი ჩიპი და ნოისზე ცოტა ადრე მოითხოვა პატენტი, თუმცა ნოისის ტექნოლოგია უფრო გააზრებული და მოსახერხებელი იყო და განაცხადის დოკუმენტები უფრო ფრთხილად მომზადდა. შედეგად, ნოისმა გამოგონების პატენტი ადრე მიიღო - 1961 წლის აპრილში, ხოლო კილბიმ - მხოლოდ 1964 წლის ივნისში.

მრავალი განსაცდელი, რომელიც მოჰყვა და ომი უფლებისთვის, რომ ჩაეთვალათ ტექნოლოგიის გამომგონებლად, დასრულდა მშვიდობით. საბოლოოდ, სააპელაციო სასამართლომ დააკმაყოფილა ნოისის მოთხოვნა ტექნოლოგიურ უპირატესობაზე, მაგრამ დაადგინა, რომ კილბის მიენიჭა პირველი სამუშაო მიკროსქემის შექმნა.

ინტეგრირებული სქემების სერიული წარმოება დაიწყო 1961 წელს, ამავე დროს პირველი ექსპერიმენტული კომპიუტერი, რომელიც დაფუძნებულია ინტეგრირებულ სქემებზე, შეიქმნა Texas Instruments-ის მიერ, აშშ-ის საჰაერო ძალების დაკვეთით. განვითარებას 9 თვე დასჭირდა და 1961 წელს დასრულდა. კომპიუტერს ჰქონდა მხოლოდ 15 ბრძანება, იყო unicast, საათის სიხშირე იყო 100 KHz, შენახვის ტევადობა იყო მხოლოდ 30 ნომერი, 11 ორობითი ციფრი იყო გამოყენებული რიცხვების წარმოსაჩენად, ენერგიის მოხმარება იყო მხოლოდ 16 W, წონა იყო 585 გ, დაკავებული მოცულობა იყო 100 კუბური სანტიმეტრი.

პირველი ინტეგრირებული სქემები იყო დაბალი სიმკვრივის, მაგრამ დროთა განმავლობაში მათი წარმოების ტექნოლოგია დაზუსტდა და სიმკვრივე გაიზარდა. მესამე თაობის კომპიუტერები იყენებდნენ დაბალი და საშუალო სიმკვრივის ინტეგრირებულ სქემებს, რამაც შესაძლებელი გახადა ასობით ელემენტის გაერთიანება ერთ ჩიპში. ასეთი მიკროსქემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ცალკეული ოპერატიული სქემები - რეგისტრები, დეკოდერები, მრიცხველები და ა.შ.

ინტეგრირებული სქემების გამოჩენამ შესაძლებელი გახადა მეორე თაობის კომპიუტერების ბლოკ-სქემის გაუმჯობესება. ამრიგად, მჭიდროდ დაკავშირებული საკონტროლო მოწყობილობები (CU) და არითმეტიკული-ლოგიკური ერთეული (ALU) გაერთიანდა ერთ ერთეულში, რომელიც ცნობილი გახდა როგორც პროცესორი. უფრო მეტიც, პროცესორს შეიძლება ჰქონოდა რამდენიმე არითმეტიკულ-ლოგიკური მოწყობილობა, რომელთაგან თითოეული ასრულებდა თავის ფუნქციას, მაგალითად, ერთი ALU იყო ორიენტირებული მთელ რიცხვებთან მუშაობაზე, მეორე მცურავი პუნქტიან ციფრებზე, მესამე კი მისამართებზე. ასევე შეიძლება იყოს რამდენიმე საკონტროლო მოწყობილობა, ერთი ცენტრალური და რამდენიმე პერიფერიული, რომლებიც გამოიყენება ცალკეული კომპიუტერის ბლოკების გასაკონტროლებლად.

ხშირად კომპიუტერები შედგებოდა რამდენიმე პროცესორისგან, რამაც შესაძლებელი გახადა ახალი პერსპექტივების სრულად გამოყენება პრობლემის პარალელურად გადაჭრაში.

მესამე თაობის კომპიუტერებში მეხსიერების იერარქია უკვე აშკარად გამოირჩევა. ოპერატიული მეხსიერება დაყოფილია დამოუკიდებელ ბლოკებად, საკუთარი კონტროლის სისტემებით, რომლებიც მუშაობენ პარალელურად. RAM-ის სტრუქტურა დაყოფილია გვერდებად და სეგმენტებად. ასევე ვითარდება პროცესორის შიდა მეხსიერება - იქმნება წინაპირობები მეხსიერების ქეშირების დანერგვისთვის.

გარე შენახვის მოწყობილობები (ESD) დაკავშირებულია სპეციალური სელექტორი არხის კონტროლერის (SCC) მეშვეობით. მათი სიმძლავრე და სიჩქარე მნიშვნელოვნად იზრდება. ასე რომ, 1973 წლის ივნისში გამოვიდა IBM 3340 მყარი დისკი, როგორც გარე შენახვის მოწყობილობა.

დისკი დალუქული იყო - ეს იცავდა დისკების სამუშაო ზედაპირებს მტვრისგან და ჭუჭყისაგან, რამაც შესაძლებელი გახადა თავების დაყენება დისკის მაგნიტურ ზედაპირთან ძალიან ახლოს. პირველად გამოიყენეს აეროდინამიკური მაგნიტური ხელმძღვანელის პრინციპი, რომელიც ფაქტიურად ჩერდებოდა მყარი დისკის მბრუნავი ზედაპირის ზემოთ აეროდინამიკური ძალის გავლენის ქვეშ.

ამ ყველაფერმა შესაძლებელი გახადა ჩაწერის სიმკვრივის მნიშვნელოვნად გაზრდა (1,7 მბიტამდე კვადრატულ ინჩზე) და ტევადობის გაზრდა 30 მბ-მდე (არამოხსნადი მედიაზე). დისკს ასევე ჰქონდა მოსახსნელი მედია 30 მბ ტევადობით.

ლოგიკური მოწყობილობებისა და მეხსიერების გაუმჯობესების პარალელურად მიმდინარეობდა შემავალი/გამომავალი მოწყობილობების მოდერნიზაცია. ახალი კომპიუტერების სიჩქარე მოითხოვდა მონაცემთა შეყვანის/გამოტანის უფრო სწრაფ და საიმედო სისტემას, ვიდრე მუშტი ბარათის წამკითხველები და ტელეტიპები. ისინი შეიცვალა კლავიატურებით, გრაფიკული შეყვანის პანელებით, მსუბუქი კალმის ეკრანებით, პლაზმური პანელებით, რასტრული გრაფიკული სისტემებით და სხვა მოწყობილობებით.

პერიფერიული მოწყობილობების მრავალფეროვნებამ, მათმა შედარებით მაღალმა სიჩქარემ და გამოთვლითი პროცესისგან I/O ოპერაციების გამოყოფის აუცილებლობამ განაპირობა სპეციალიზებული მულტიპლექსის არხის კონტროლერის (MCC) შექმნა, რომელიც პროცესორებს საშუალებას აძლევდა იმუშაონ პარალელურად მონაცემთა I/. ო.

მესამე თაობის კომპიუტერის განზოგადებული ბლოკ-სქემა, რომელიც ასახავს ზემოთ მოცემულ დიაგრამას, ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაზე.

დიაგრამაზე:

UVV – შეყვანა-გამომავალი მოწყობილობა;
ოპერატიული მეხსიერება - ერთი ან მეტი შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების მოწყობილობა;
ALU - ერთი ან მეტი არითმეტიკულ-ლოგიკური ერთეული;
CU - ერთი ან მეტი საკონტროლო მოწყობილობა;
MK - მულტიპლექსური არხის კონტროლერი (ნელი მოწყობილობების დამაკავშირებელი არხი);
SK - სელექტორი არხის კონტროლერი (არხი მაღალსიჩქარიანი მოწყობილობების დასაკავშირებლად);
ESD არის გარე შესანახი მოწყობილობა.

ინტეგრირებული ტექნოლოგიების გამოყენებამ მნიშვნელოვნად შეამცირა კომპიუტერების ღირებულება, რამაც მაშინვე გამოიწვია მოთხოვნის ზრდა. ბევრმა ორგანიზაციამ შეიძინა კომპიუტერები და წარმატებით აწარმოა ისინი. მნიშვნელოვანი ფაქტორია სტანდარტიზაციის სურვილი და კომპიუტერების მთელი სერიის გამოშვება, რომლებიც თავსებადია ქვემოდან ზემოდან.

აპლიკაციის პროგრამული პროდუქტების დიდი მოთხოვნილებაა და რადგანაც პროგრამული უზრუნველყოფის ბაზარი ჯერ არ განვითარებულა და თითქმის შეუძლებელია მზა, საიმედო და იაფი პროგრამული უზრუნველყოფის პოვნა, პროგრამირების პოპულარობის გიგანტური ზრდა და მოთხოვნაა. კომპეტენტური პროგრამული უზრუნველყოფის შემქმნელები. თითოეული საწარმო ცდილობს მოაწყოს პროგრამისტების საკუთარი პერსონალი, რომლებიც ქმნიან პროგრამულ უზრუნველყოფას და ცდილობენ დაიკავონ ჯერ კიდევ გამოუყენებელი ნიშა სწრაფად მზარდი კომპიუტერული ტექნოლოგიების არენაზე.

პროგრამული უზრუნველყოფის ბაზარი სწრაფად ვითარდება, იქმნება პროგრამული პაკეტები სტანდარტული პრობლემების გადასაჭრელად, პრობლემაზე ორიენტირებული პროგრამირების ენები და კომპიუტერების მუშაობის მართვის მთელი პროგრამული სისტემები, რომლებსაც მოგვიანებით ოპერაციული სისტემები ეწოდება.

პირველი ოპერაციული სისტემები გამოჩნდა ჯერ კიდევ მეორე თაობის კომპიუტერების დღეებში. ასე რომ, 1957 წელს Bell Labs-მა შეიმუშავა BESYS (Bell Operating System) ოპერაციული სისტემა. და 1962 წელს General Electric-მა შეიმუშავა GCOS (General Comprehensive Operating System) ოპერაციული სისტემა, რომელიც შექმნილია Mainframes-ზე მუშაობისთვის. მაგრამ ეს ყველაფერი მხოლოდ წინაპირობა იყო ჭეშმარიტად პოპულარული და მოთხოვნადი ოპერაციული სისტემების შესაქმნელად. 1960-იანი წლების ბოლოს უკვე შეიქმნა მრავალი ოპერაციული სისტემა, რომლებიც ახორციელებენ კომპიუტერის მართვისთვის საჭირო ბევრ ფუნქციას. საერთო ჯამში, ასზე მეტი სხვადასხვა ოპერაციული სისტემა იყო გამოყენებული.

ყველაზე განვითარებულ ოპერაციულ სისტემებს შორის იყო:

OS/360, შემუშავებული IBM-ის მიერ 1964 წელს მთავარი კომპიუტერების მართვისთვის;

MULTICS- ერთ-ერთი პირველი ოპერაციული სისტემა დროის გაზიარების პროგრამებით;

UNIX, შეიქმნა 1969 წელს და შემდგომში გადაიზარდა ოპერაციული სისტემების მთელ ოჯახად, რომელთაგან ბევრი დღეს ყველაზე პოპულარულია.

ოპერაციული სისტემების გამოყენებამ გაამარტივა კომპიუტერთან მუშაობა და ხელი შეუწყო ელექტრონული გამოთვლითი ტექნოლოგიის პოპულარიზაციას.

შეერთებულ შტატებში, ევროპაში, იაპონიასა და სხვა ქვეყნებში ელექტრონული გამოთვლისადმი ინტერესის მნიშვნელოვანი ზრდის ფონზე, სსრკ-ში მეცნიერების ამ დარგში პროგრესი შემცირდა. ასე რომ, 1969 წელს საბჭოთა კავშირმა დადო ხელშეკრულება თანამშრომლობის შესახებ ერთიანი კომპიუტერული სისტემის შემუშავებაში, რომლის მოდელი იყო იმ დროის ერთ-ერთი საუკეთესო კომპიუტერი - IBM360. სსრკ-ის ფოკუსირებამ უცხოურ მიღწევებზე შემდგომში გამოიწვია მნიშვნელოვანი ჩამორჩენა კომპიუტერული ტექნოლოგიების სფეროში.

მესამე თაობის კომპიუტერებს შორის ყველაზე მნიშვნელოვანი განვითარება იყო:

IBM System - 360- კომპიუტერების მთელი ოჯახი, რომლის წარმოებაც 1964 წელს დაიწყო. ოჯახის ყველა მოდელს გააჩნდა ერთიანი ბრძანების სისტემა და განსხვავდებოდა ერთმანეთისგან ოპერატიული მეხსიერებითა და შესრულებით, და იყო უნივერსალური, შეეძლო როგორც რთული ლოგიკური პრობლემების გადაჭრა და ასევე გამოსადეგი ეკონომიკურ გამოთვლებში. კომპიუტერის მრავალფეროვნება მის სახელში აისახება. 360 ნიშნავს 360 გრადუსს, ე.ი. მისი ნებისმიერი მიმართულებით მუშაობის უნარი. System-360-ის შემუშავების ღირებულებამ შეადგინა დაახლოებით 5 მილიარდი დოლარი, რაც ორჯერ მეტია, ვიდრე შეერთებულმა შტატებმა მეორე მსოფლიო ომის დროს დახარჯა მანჰეტენის პროექტზე, რომელიც მიზნად ისახავდა ატომური ბომბის შექმნას. IBM 360-ის შექმნის პროექტი ღირებულებით მეორე იყო მხოლოდ Apollo პროგრამის შემდეგ. IBM 360 არქიტექტურა უაღრესად წარმატებული აღმოჩნდა და დიდწილად განსაზღვრა გამოთვლითი ტექნოლოგიის განვითარების მიმართულება;

PDP8- მინიკომპიუტერი, რომელიც შეიქმნა 1965 წლის 22 მარტს Digital Equipment Corporation-ის (DEC) მიერ. ტერმინი "მინი" შედარებითია. ეს კომპიუტერი დაახლოებით მაცივრის ზომის იყო, მაგრამ, ელექტრონული კომპიუტერების სხვა წარმომადგენლებთან შედარებით, მისი ზომა მართლაც მინიატურული იყო. ეს პროექტი კომერციულად ძალიან მომგებიანი იყო. სულ გაიყიდა ამ მანქანის დაახლოებით 50 000 ეგზემპლარი. PDP-8 სისტემას ჰქონდა უამრავი მსგავსი გამოსავალი - კლონები მთელ მსოფლიოში. ასე რომ, სსრკ-ში შეიქმნა ამ კომპიუტერის რამდენიმე ანალოგი: Elektronika-100, Saratov-2 და ა.შ.

ნაირი 3- ერთ-ერთი პირველი მესამე თაობის კომპიუტერი დამოუკიდებლად განვითარებული სსრკ-ში. ეს განვითარება გამოიცა 1970 წელს ერევნის მათემატიკური მანქანების კვლევით ინსტიტუტში. ის იყენებდა გამარტივებულ მანქანურ ენას პროგრამირების გასაადვილებლად. ასევე შესაძლებელი იყო მათემატიკური ენის ზოგიერთი ამოცანის შეტანა;

ES კომპიუტერი- ელექტრონული კომპიუტერების ერთიანი სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია IBM System-360-ის წარმატებულ და კარგად დადასტურებულ არქიტექტურაზე. ამ სერიის პირველი მანქანები შეიქმნა სსრკ-ში 1971 წელს. პირველი ნიმუშების შესრულება მერყეობდა 2750 ოპერაცია წამში (EC-1010) 350000 ოპერაცია წამში (EC-1040). შემდგომში პროდუქტიულობა გაიზარდა რამდენიმე ათეულ მილიონ ოპერაციამდე წამში, მაგრამ პრაქტიკულად ყველა ეს განვითარება შეჩერდა 1990-იან წლებში სსრკ-ს დაშლის შემდეგ;

ILLIAC 4- მესამე თაობის ერთ-ერთი ყველაზე პროდუქტიული კომპიუტერი. ILLIAC 4 შეიქმნა 1972 წელს ილინოისის უნივერსიტეტში და ჰქონდა მილსადენის არქიტექტურა, რომელიც შედგებოდა 64 პროცესორისგან. კომპიუტერი განკუთვნილი იყო ნაწილობრივი დიფერენციალური განტოლებების სისტემის ამოსახსნელად და ჰქონდა დაახლოებით 200 მილიონი ოპერაცია წამში.

ამ სიის გაგრძელება შეიძლება, მაგრამ ცხადია, რომ კომპიუტერები უკვე მტკიცედ და დიდი ხნის განმავლობაში შემოვიდა ჩვენს ცხოვრებაში და მათი შემდგომი განვითარება და გაუმჯობესება შეუძლებელია. ინტეგრირებული მიკროსქემის წარმოების ტექნოლოგიის განვითარებით, ელემენტების სიმკვრივე თანდათან გაიზარდა. დაიწყო სუპერ დიდი ინტეგრირებული სქემების გამოჩენა და მესამე თაობის კომპიუტერები, რომლებიც აგებულია დაბალი და საშუალო სიმკვრივის ინტეგრირებულ სქემებზე, თანდათანობით დაიწყეს მეოთხე თაობის კომპიუტერებით ჩანაცვლება დიდ და სუპერ დიდ ინტეგრირებულ სქემებზე.

ბიბლიოგრაფია

1. კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარების ისტორია. ლანინა ე.პ. ISTU, ირკუტსკი – 2001 წ

2. კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარება. აპოკინი ი.ა. მ., „მეცნიერება“, 1974 წ

3. ტექნიკური სახე.

4. მეთოდოლოგი.

6. აბაკიდან კომპიუტერამდე. რ.ს გუტერი. გამომცემლობა "ცოდნა", მოსკოვი 1981 წ.

1949 წელს ინგლისში EDSAC მოდელის შექმნის შემდეგ, ძლიერი იმპულსი მიეცა ზოგადი დანიშნულების კომპიუტერების განვითარებას, რამაც სტიმული მისცა კომპიუტერული მოდელების გაჩენას, რომლებიც შეადგენდნენ პირველ თაობას მთელ რიგ ქვეყნებში. კომპიუტერული ტექნოლოგიების (CT) განვითარების 40 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში გამოჩნდა კომპიუტერების რამდენიმე თაობა, რომლებიც შეცვალეს ერთმანეთი.

პირველი თაობის კომპიუტერები ელემენტარულ ბაზად იყენებდნენ ვაკუუმურ მილებს და რელეებს; ოპერატიული მეხსიერება შესრულდა ფლიპ-ფლოპებზე, მოგვიანებით ფერიტის ბირთვებზე; შესრულება, როგორც წესი, იყო 5-30 ათასი არითმეტიკული ოპ/წმ-ის ფარგლებში; ისინი გამოირჩეოდნენ დაბალი საიმედოობით, საჭირო გაგრილების სისტემებით და ჰქონდათ მნიშვნელოვანი ზომები. პროგრამირების პროცესი საჭიროებდა მნიშვნელოვან უნარს, კომპიუტერული არქიტექტურისა და მისი პროგრამული შესაძლებლობების კარგ ცოდნას. ამ ეტაპის დასაწყისში გამოიყენებოდა პროგრამირება კომპიუტერულ კოდებში (მანქანის კოდი), შემდეგ გამოჩნდა ავტოკოდები და ასამბლერები. როგორც წესი, პირველი თაობის კომპიუტერები გამოიყენებოდა სამეცნიერო და ტექნიკური გამოთვლებისთვის, ხოლო თავად პროგრამირების პროცესი უფრო ჰგავდა ხელოვნებას, რომელსაც მათემატიკოსების, ელექტრო ინჟინრებისა და ფიზიკოსების ძალიან ვიწრო წრე ახორციელებდა.

EDSAC კომპიუტერი, 1949 წ

მე-2 თაობის კომპიუტერი

აშშ-ში პირველი ტრანზისტორის შექმნა 1948 წლის 1 ივლისს არ იწინასწარმეტყველა ახალი ეტაპი VT-ის განვითარებაში და უპირველეს ყოვლისა ასოცირდება რადიო ინჟინერიასთან. თავიდან ის უფრო ახალი ელექტრონული მოწყობილობის პროტოტიპს ჰგავდა, რომელიც სერიოზულ კვლევასა და დახვეწას მოითხოვდა. და უკვე 1951 წელს უილიამ შოკლიმ აჩვენა პირველი საიმედო ტრანზისტორი. თუმცა, მათი ღირებულება საკმაოდ მაღალი იყო (8 დოლარამდე ცალი) და მხოლოდ სილიკონის ტექნოლოგიის განვითარების შემდეგ მკვეთრად დაეცა მათი ფასი, რაც დაეხმარა ელექტრონიკაში მინიატურიზაციის პროცესის დაჩქარებას, რამაც ასევე იმოქმედა VT-ზე.

ზოგადად მიღებულია, რომ მეორე თაობა იწყება RCA-501 კომპიუტერით, რომელიც გამოჩნდა 1959 წელს აშშ-ში და შეიქმნა ნახევარგამტარული ელემენტის ბაზაზე. იმავდროულად, ჯერ კიდევ 1955 წელს შეიქმნა საბორტო ტრანზისტორი კომპიუტერი ATLAS ინტერკონტინენტური ბალისტიკური რაკეტისთვის. ახალი ელემენტების ტექნოლოგიამ შესაძლებელი გახადა მკვეთრად გაზარდოს VT-ის საიმედოობა, შეამციროს მისი ზომები და ენერგიის მოხმარება და მნიშვნელოვნად გაზარდოს პროდუქტიულობა. ამან შესაძლებელი გახადა უფრო მეტი ლოგიკური შესაძლებლობებისა და პროდუქტიულობის მქონე კომპიუტერების შექმნა, რამაც ხელი შეუწყო კომპიუტერული აპლიკაციების არეალის გაფართოებას ეკონომიკური დაგეგმვის, წარმოების პროცესის მართვის პრობლემების გადასაჭრელად. მეორე თაობის ფარგლებში კომპიუტერების დიფერენციაცია მოხდა. მცირე, საშუალო და დიდში სულ უფრო და უფრო ნათელი ხდება. 50-იანი წლების ბოლოს ხასიათდება პროგრამირების ავტომატიზაციის ეტაპის დასაწყისი, რამაც გამოიწვია პროგრამირების ენების გაჩენა Fortran (1957), Algol-60 და ა.შ.

მე-3 თაობის კომპიუტერი

მესამე თაობა დაკავშირებულია კომპიუტერების გამოჩენასთან, რომელთა ელემენტარული ბაზაა ინტეგრირებულ სქემებზე (IC). 1959 წლის იანვარში ჯეკ კილბიმ შექმნა პირველი IC, რომელიც იყო 1 სმ სიგრძის თხელი გერმანიუმის ფირფიტა, ინტეგრირებული ტექნოლოგიის შესაძლებლობების საჩვენებლად, Texas Instruments-მა შექმნა ბორტ კომპიუტერი აშშ-ს საჰაერო ძალებისთვის, რომელიც შეიცავდა 587 IC-ს და მოცულობას (40). სმ3) 150-ჯერ უფრო პატარა, ვიდრე მსგავსი ძველი სტილის კომპიუტერი. მაგრამ Kilby IC-ს ჰქონდა მთელი რიგი მნიშვნელოვანი ნაკლოვანებები, რომლებიც აღმოიფხვრა იმავე წელს რობერტ ნოისის გეგმური IC-ების გამოჩენით. იმ მომენტიდან, IC ტექნოლოგიამ დაიწყო თავისი ტრიუმფალური მარში, დაიპყრო თანამედროვე ელექტრონიკის უფრო და უფრო ახალი სექციები და, პირველ რიგში, კომპიუტერული ტექნოლოგიები.

პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც უზრუნველყოფს კომპიუტერის მუშაობას სხვადასხვა ოპერაციულ რეჟიმში, საგრძნობლად მძლავრი ხდება. ჩნდება განვითარებული მონაცემთა ბაზის მართვის სისტემები (DBMS), დიზაინის ავტომატიზაციის სისტემები (CAD); დიდი ყურადღება ეთმობა აპლიკაციის პროგრამის პაკეტების (APP) შექმნას სხვადასხვა მიზნებისთვის. ახალი ენები და პროგრამირების სისტემები კვლავ ჩნდება და მუშავდება არსებული.

მე-4 თაობის კომპიუტერი

მე-4 თაობის VT-ის დიზაინი და ტექნოლოგიური საფუძველია ფართომასშტაბიანი (LSI) და ულტრამასშტაბიანი (VLSI) ინტეგრირებული სქემები, რომლებიც შეიქმნა შესაბამისად 70-80-იან წლებში. ასეთი IC-ები უკვე შეიცავს ათობით, ასეულ ათასობით და მილიონობით ტრანზისტორს ერთ კრისტალზე (ჩიპზე). ამავდროულად, LSI ტექნოლოგია ნაწილობრივ გამოიყენებოდა წინა თაობის პროექტებში (IBM/360, ES Computer Series-2 და ა.შ.). ყველაზე მნიშვნელოვანი კონცეპტუალური კრიტერიუმი, რომლითაც მე-4 თაობის კომპიუტერები შეიძლება გამოვყოთ მე-3 თაობის კომპიუტერებისგან, არის ის, რომ პირველი შექმნილია თანამედროვე კომპიუტერების ეფექტურად გამოყენებისა და პრობლემური პროგრამისტისთვის პროგრამირების პროცესის გამარტივების მოლოდინით. ტექნიკის თვალსაზრისით, მათ ახასიათებთ IC ტექნოლოგიისა და მაღალსიჩქარიანი შენახვის მოწყობილობების ფართო გამოყენება. მეოთხე თაობის კომპიუტერების ყველაზე ცნობილ სერიად შეიძლება მივიჩნიოთ IBM/370, რომელსაც, არანაკლებ ცნობილი მე-3 თაობის IBM/360 სერიებისგან განსხვავებით, აქვს უფრო განვითარებული ბრძანების სისტემა და უფრო ფართოდ იყენებს მიკროპროგრამირებას. 370 სერიის ძველ მოდელებში განხორციელდა ვირტუალური მეხსიერების მოწყობილობა, რომელიც მომხმარებელს საშუალებას აძლევს შექმნას შეუზღუდავი ოპერატიული მეხსიერება.

პერსონალური კომპიუტერის (PC) ფენომენი თარიღდება 1965 წელს პირველი მინიკომპიუტერის, PDP-8-ის შექმნით, რომელიც წარმოიშვა ბირთვული რეაქტორის მართვის სპეციალიზებული მიკროპროცესორის უნივერსალიზაციის შედეგად. მანქანამ სწრაფად მოიპოვა პოპულარობა და გახდა ამ კლასის პირველი მასობრივი წარმოების კომპიუტერი; 70-იანი წლების დასაწყისში მანქანების რაოდენობამ 100 ათას ერთეულს გადააჭარბა. შემდგომი მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყო მინი კომპიუტერიდან მიკროკომპიუტერებზე გადასვლა; VT-ის ამ ახალმა სტრუქტურულმა დონემ ჩამოყალიბება დაიწყო 70-იანი წლების ბოლოს, როდესაც LSI-ს გამოჩენამ შესაძლებელი გახადა უნივერსალური პროცესორის შექმნა ერთ ჩიპზე. პირველი მიკროპროცესორი Intel-4004 შეიქმნა 1971 წელს და შეიცავდა 2250 ელემენტს, ხოლო პირველი უნივერსალური მიკროპროცესორი Intel-8080, რომელიც იყო მიკროკომპიუტერის ტექნოლოგიის სტანდარტი და შეიქმნა 1974 წელს, უკვე შეიცავდა 4500 ელემენტს და ემსახურებოდა საფუძველს. პირველი კომპიუტერები. 1979 წელს გამოვიდა ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი და მრავალმხრივი 16-ბიტიანი მიკროპროცესორი Motorolla-68000 70000 ელემენტით, ხოლო 1981 წელს გამოვიდა Hewlett Packard-ის პირველი 32-ბიტიანი მიკროპროცესორი 450 ათასი ელემენტით.

PC Altair-8800

პირველ კომპიუტერად შეიძლება ჩაითვალოს Altair-8800, რომელიც შეიქმნა Intel-8080 მიკროპროცესორის საფუძველზე 1974 წელს ედვარდ რობერტსის მიერ. კომპიუტერი გაიგზავნა ფოსტით, ღირდა მხოლოდ $397 და გაფართოვდა პერიფერიული მოწყობილობებით (მხოლოდ 256 ბაიტი ოპერატიული მეხსიერება!!!). Altair-8800-ისთვის პოლ ალენმა და ბილ გეიტსმა შექმნეს თარჯიმანი პოპულარული Basic ენიდან, რაც მნიშვნელოვნად გაზრდის პირველი კომპიუტერის ინტელექტს (მათ მოგვიანებით დააარსეს ახლა ცნობილი Microsoft Inc). კომპიუტერის ფერადი მონიტორით აღჭურვამ განაპირობა კონკურენტი კომპიუტერის მოდელის, Z-2-ის შექმნა; პირველი Altair-8800 PC-ის გამოჩენიდან ერთი წლის შემდეგ, 20-ზე მეტი სხვადასხვა კომპანია და ფირმა შეუერთდა კომპიუტერების წარმოებას; კომპიუტერების ინდუსტრიამ ჩამოყალიბება დაიწყო (თავად კომპიუტერების წარმოება, მათი გაყიდვები, პერიოდული და არაპერიოდული პუბლიკაციები, გამოფენები, კონფერენციები და ა.შ.). და უკვე 1977 წელს მასობრივ წარმოებაში შევიდა სამი კომპიუტერის მოდელი Apple-2 (Apple Computers), TRS-80 (Tandy Radio Shark) და PET (Commodore), რომელთაგან Apple, რომელიც თავდაპირველად ჩამორჩებოდა კონკურენციას, მალე გახდა. ლიდერი კომპიუტერების წარმოებაში (მისი Apple-2 მოდელი იყო დიდი წარმატება). 1980 წლისთვის Apple Corporation შევიდა უოლ სტრიტში ყველაზე დიდი სააქციო კაპიტალით და წლიური შემოსავლით $117 მილიონი.

მაგრამ უკვე 1981 წელს, IBM-მა, მასობრივი ბაზრის დაკარგვის თავიდან ასაცილებლად, დაიწყო მისი ახლა ფართოდ ცნობილი IBM PC/XT/AT და PS/2 სერიების კომპიუტერების წარმოება, რამაც გახსნა პერსონალური კომპიუტერული ტექნოლოგიების ახალი ერა. გიგანტური IBM-ის შემოსვლა კომპიუტერების ინდუსტრიის ასპარეზზე კომპიუტერების წარმოებას აყენებს ინდუსტრიულ ბაზაზე, რაც შესაძლებელს ხდის მომხმარებლისთვის გადაჭრას მრავალი მნიშვნელოვანი საკითხი (სტანდარტიზაცია, გაერთიანება, განვითარებული პროგრამული უზრუნველყოფა და ა.შ.), რომელსაც კომპანიამ დიდი ყურადღება დაუთმო უკვე IBM/360 სერიის და IBM/370 წარმოების ფარგლებში. ჩვენ შეგვიძლია გონივრულად დავიჯეროთ, რომ მოკლე დროში, რომელიც გავიდა Altair-8800-ის დებიუტიდან IBM PC-მდე, უფრო მეტი ადამიანი შეუერთდა VT-ს, ვიდრე მთელი ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში - Babage-ის ანალიტიკური ძრავიდან პირველი IP-ების გამოგონებამდე.

პირველი კომპიუტერი, რომელმაც თავად გახსნა სუპერკომპიუტერების კლასი, შეიძლება ჩაითვალოს Amdahl 470V16 მოდელი, რომელიც შეიქმნა 1975 წელს და თავსებადია IBM სერიებთან. მანქანამ გამოიყენა ეფექტური პარალელიზაციის პრინციპი, რომელიც დაფუძნებულია ბრძანებების მილსადენის დამუშავებაზე, ხოლო ელემენტის ბაზა გამოიყენა LSI ტექნოლოგია. ამჟამად სუპერკომპიუტერების კლასი მოიცავს მოდელებს, რომელთა საშუალო სიჩქარე მინიმუმ 20 მეგაფლოპია (1 მეგაფლოპსი = 1 მილიონი მცურავი წერტილის ოპერაცია წამში). პირველი მოდელი ასეთი წარმადობით იყო დიდწილად უნიკალური ILLIAC-IV კომპიუტერი, რომელიც შეიქმნა 1975 წელს აშშ-ში და ჰქონდა მაქსიმალური სიჩქარე დაახლოებით 50 მეგაფლოპსი. ამ მოდელმა დიდი გავლენა მოახდინა მატრიცული არქიტექტურის მქონე სუპერკომპიუტერების შემდგომ განვითარებაზე. სუპერკომპიუტერების ისტორიაში ნათელი გვერდი ასოცირდება S. Cray-ის Cray სერიებთან, რომლის პირველი მოდელი Cray-1 შეიქმნა 1976 წელს და ჰქონდა პიკური სიჩქარე 130 მეგაფლოპსს. მოდელის არქიტექტურა ეფუძნებოდა ვექტორული და სკალარული მონაცემთა დამუშავების მილსადენის პრინციპს VLSI-ზე ელემენტარული ბაზისით. სწორედ ამ მოდელმა ჩაუყარა საფუძველი თანამედროვე სუპერკომპიუტერების კლასს. აღსანიშნავია, რომ მიუხედავად არაერთი საინტერესო არქიტექტურული გადაწყვეტისა, მოდელის წარმატება მიღწეული იქნა ძირითადად წარმატებული ტექნოლოგიური გადაწყვეტილებების წყალობით. შემდგომმა მოდელებმა Cray-2, Cray X-MP, Cray-3, Cray-4 მიიყვანა სერიის შესრულება დაახლოებით 10 ათასი მეგაფლოპსამდე, ხოლო Cray MP მოდელი, ახალი არქიტექტურის გამოყენებით 64 პროცესორით და ელემენტარული ბაზა სილიკონის ახალ ჩიპებზე. ჰქონდა მაქსიმალური შესრულება დაახლოებით 50 გიგაფლოპსი.

თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიების ისტორიაში ექსკურსიის დასასრულს მისი ცალკეული ეტაპების ამა თუ იმ დეტალით, რამდენიმე მნიშვნელოვანი კომენტარი უნდა გაკეთდეს. უპირველეს ყოვლისა, ხდება უფრო შეუფერხებელი გადასვლა კომპიუტერების ერთი თაობიდან მეორეზე, როდესაც ახალი თაობის იდეები ამა თუ იმ ხარისხით მწიფდება და წინა თაობაშიც კი განხორციელდება. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევია VT-ის წარმოებისთვის IC ტექნოლოგიაზე გადასვლისას, როდესაც თაობების განმსაზღვრელი აქცენტი სულ უფრო მეტად გადადის ელემენტის ბაზიდან სხვა ინდიკატორებზე: ლოგიკური არქიტექტურა, პროგრამული უზრუნველყოფა, მომხმარებლის ინტერფეისი, აპლიკაციის სფეროები და ა.შ. ყველაზე მრავალფეროვანი VT. ჩნდება, რომლის მახასიათებლები არ ჯდება ტრადიციული კლასიფიკაციის ჩარჩოებში; იქმნება შთაბეჭდილება, რომ ჩვენ ვართ კომპიუტერული ტექნოლოგიის ერთგვარი უნივერსალიზაციის დასაწყისში, როდესაც მისი ყველა კლასი ცდილობს გაათანაბროს თავისი გამოთვლითი შესაძლებლობები. მეხუთე თაობის მრავალი ელემენტი, ამა თუ იმ ხარისხით, დღეს დამახასიათებელია.

კომპიუტერების განვითარება რამდენიმე პერიოდად იყოფა. თითოეული პერიოდის კომპიუტერების თაობები განსხვავდება ერთმანეთისგან ელემენტარული ბაზით და პროგრამული უზრუნველყოფით.

პირველი თაობის კომპიუტერები

კომპიუტერების პირველი თაობა (1945-1958) აშენდა ელექტრონულ მილებზე - დიოდებსა და ტრიოდებზე. პირველი თაობის მანქანების უმეტესობა იყო ექსპერიმენტული მოწყობილობები და აშენდა გარკვეული თეორიული პრინციპების შესამოწმებლად. ვაკუუმური მილების ტექნოლოგიის გამოყენებამ, მეხსიერების სისტემების გამოყენებამ ვერცხლისწყლის დაყოვნების ხაზებზე, მაგნიტურ დასარტყამებზე, კათოდური სხივების მილებზე (უილიამსის მილები), მათი მუშაობა ძალიან არასანდო გახადა. გარდა ამისა, ასეთი კომპიუტერები მძიმე იყო და იკავებდა დიდ ტერიტორიებს, ზოგჯერ მთელ შენობებს. მონაცემების შეყვანისა და გამოსატანად გამოიყენებოდა დაქუცმაცებული ლენტები და პუნჩირებული ბარათები, მაგნიტური ლენტები და ბეჭდვის მოწყობილობები.

განხორციელდა შენახული პროგრამის კონცეფცია. 1-ლი თაობის კომპიუტერების პროგრამული უზრუნველყოფა შედგებოდა ძირითადად სტანდარტული ქვეპროგრამებისაგან. /წმ.

ამ თაობის მანქანები: ENIAC (აშშ), MESM (სსრკ), BESM-1, M-1, M-2, M-Z, "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2" ", "ურალ-3", M-20, "Setun", BESM-2, "Hrazdan", IBM - 701, იყენებდა უამრავ ელექტროენერგიას და შედგებოდა ძალიან დიდი რაოდენობის ვაკუუმური მილებისგან. მაგალითად, სტრელას მანქანა შედგებოდა 6400 ვაკუუმური მილისა და 60 ათასი ცალი ნახევარგამტარული დიოდისგან. მათი შესრულება არ აღემატებოდა 2-3 ათას ოპერაციას წამში, ოპერატიული მეხსიერება არ აღემატებოდა 2 კბ-ს. მხოლოდ M-2 მანქანას (1958 წ.) ჰქონდა 4 KB ოპერატიული მეხსიერება და სიჩქარე 20 ათასი ოპერაცია წამში.

მეორე თაობის კომპიუტერები

მე-2 თაობის კომპიუტერები შეიქმნა 1959-1967 წლებში. მთავარი ელემენტი აღარ იყო ვაკუუმური მილები, არამედ ნახევარგამტარული დიოდები და ტრანზისტორები, და მაგნიტური ბირთვები და მაგნიტური დასარტყამი, თანამედროვე მყარი დისკების შორეული წინაპრები, დაიწყეს მეხსიერების მოწყობილობების გამოყენება. კომპიუტერები გახდა უფრო საიმედო, გაიზარდა მათი შესრულება, შემცირდა ენერგიის მოხმარება და შემცირდა მანქანების საერთო ზომები.

მაგნიტურ ბირთვებზე მეხსიერების მოსვლასთან ერთად, მისი ოპერაციული ციკლი ათობით მიკროწამამდე შემცირდა. სტრუქტურის მთავარი პრინციპი ცენტრალიზაციაა. გამოჩნდა მაღალი ხარისხის მოწყობილობები მაგნიტურ ლენტებთან და მეხსიერების მოწყობილობებთან მუშაობისთვის მაგნიტურ დისკებზე. გარდა ამისა, შესაძლებელი გახდა დაპროგრამება ალგორითმულ ენებზე. შეიქმნა პირველი მაღალი დონის ენები - Fortran, Algol, Cobol. მე-2 თაობის მანქანების შესრულებამ უკვე მიაღწია 100-5000 ათას ოპერაციას. /წმ.

მეორე თაობის მანქანების მაგალითები: BESM-6, BESM-4, Minsk-22 - შექმნილია სამეცნიერო, ტექნიკური და ეკონომიკური დაგეგმვის პრობლემების გადასაჭრელად; მინსკი-32 (სსრკ), M-40 კომპიუტერი, - 50 - სარაკეტო თავდაცვის სისტემებისთვის; ურალი - 11, - 14, - 16 - ზოგადი დანიშნულების კომპიუტერები, ორიენტირებული საინჟინრო და ტექნიკური პრობლემების გადაჭრაზე.

კომპიუტერების მესამე თაობა

მესამე თაობის კომპიუტერები (1968-1973) იყენებდნენ ინტეგრირებულ სქემებს. 60-იან წლებში ინტეგრირებული სქემების განვითარებამ - ათობით და ასობით ტრანზისტორების მთლიანმა მოწყობილობებმა და შეკრებებმა, რომლებიც დამზადებულია ერთ ნახევარგამტარულ კრისტალზე (რასაც ახლა მიკროსქემები ეწოდება) განაპირობა მე-3 თაობის კომპიუტერების შექმნა. ამავდროულად გამოჩნდა ნახევარგამტარული მეხსიერება, რომელიც დღემდე გამოიყენება პერსონალურ კომპიუტერებში, როგორც ოპერატიული მეხსიერება. ინტეგრირებული სქემების გამოყენებამ მნიშვნელოვნად გაზარდა კომპიუტერების შესაძლებლობები.

ახლა ცენტრალურ პროცესორს აქვს პარალელურად მუშაობის და მრავალი პერიფერიული მოწყობილობის კონტროლის შესაძლებლობა. კომპიუტერებს შეეძლოთ ერთდროულად რამდენიმე პროგრამის დამუშავება (მულტიპროგრამირების პრინციპი). მულტიპროგრამირების პრინციპის დანერგვის შედეგად შესაძლებელი გახდა დროის გაზიარების რეჟიმში მუშაობა ინტერაქტიულ რეჟიმში. კომპიუტერიდან დისტანციურ მომხმარებლებს საშუალება მიეცათ, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, სწრაფად ეკონტაქტათ მანქანას.

კომპიუტერები შექმნილია ინტეგრაციის დაბალი ხარისხის (MIS - 10-100 კომპონენტი ჩიპზე) და საშუალო ხარისხის ინტეგრაციის (SIS - 10-1000 კომპონენტი ჩიპზე) ინტეგრირებული სქემების საფუძველზე. გაჩნდა იდეა, რომელიც განხორციელდა, იგივე არქიტექტურის მქონე კომპიუტერების ოჯახის შექმნა, რომელიც ძირითადად დაფუძნებული იყო პროგრამულ უზრუნველყოფაზე. 60-იანი წლების ბოლოს გამოჩნდა მინიკომპიუტერები. 1971 წელს გამოჩნდა პირველი მიკროპროცესორი. მე-3 თაობის კომპიუტერების სიჩქარემ მიაღწია დაახლოებით 1 მილიონ ოპერაციას. /წმ.

ამ წლების განმავლობაში კომპიუტერული წარმოებამ სამრეწველო მასშტაბები შეიძინა. მე-3 თაობის კომპიუტერებით დაწყებული, სერიული კომპიუტერების განვითარება ტრადიციული გახდა. მიუხედავად იმისა, რომ ერთი და იგივე სერიის მანქანები ძალიან განსხვავდებოდნენ ერთმანეთისგან შესაძლებლობებითა და შესრულებით, ისინი თავსებადია ინფორმაციულად, პროგრამული უზრუნველყოფისა და ტექნიკით. იმ წლებში ყველაზე გავრცელებული იყო System/360 ოჯახი IBM-ისგან. CMEA-ს ქვეყნებმა აწარმოეს ერთი სერიის "ES Computer" კომპიუტერები: ES-1022, ES-1030, ES-1033, ES-1046, ES-1061, ES-1066 და ა.შ. ამ თაობის კომპიუტერებს ასევე მიეკუთვნება "IVM-370". ", "ელექტრონიკა-100/25", "ელექტრონიკა-79", "SM-3", "SM-4" და ა.შ.

კომპიუტერული სერიებისთვის პროგრამული უზრუნველყოფა მნიშვნელოვნად გაფართოვდა (ოპერაციული სისტემები, მაღალი დონის პროგრამირების ენები, აპლიკაციის პროგრამები და ა.შ.). 1969 წელს ერთდროულად გამოჩნდა Unix ოპერაციული სისტემა და C პროგრამირების ენა, რამაც უდიდესი გავლენა მოახდინა პროგრამულ სამყაროზე და დღემდე ინარჩუნებს ლიდერის პოზიციას.

მეოთხე თაობის კომპიუტერები

მეოთხე თაობის კომპიუტერებში (1974-1982) ფართომასშტაბიანი ინტეგრირებული სქემების გამოყენებამ (LSI - 1000-100000 კომპონენტი ჩიპზე) და ულტრამასშტაბიანი ინტეგრირებული სქემების (VLSI - 100000-10000000 კომპონენტი ჩიპზე) გაზარდა მათი შესრულება. ათობით და ასობით მილიონამდე op. /წმ.

ამ თაობის დასაწყისად ითვლება 1975 წელი - Amdahl Corp. გამოუშვა ექვსი AMDAHL 470 V/6 კომპიუტერი, რომლებიც ელემენტარულ ბაზად იყენებდნენ LSI-ს. დაიწყო ინტეგრირებულ სქემებზე მაღალსიჩქარიანი მეხსიერების სისტემების გამოყენება - MOS RAM რამდენიმე მეგაბაიტის ტევადობით. თუ მანქანა გამორთულია, MOS RAM-ში შემავალი მონაცემები ინახება დისკზე ავტომატურად გადატანით. როდესაც მანქანა ჩართულია, სისტემა იწყებს ROM-ში შენახული ჩატვირთვის პროგრამის გამოყენებას (მხოლოდ წაკითხვის მეხსიერება), რომელიც ატვირთავს ოპერაციულ სისტემას და რეზიდენტ პროგრამულ უზრუნველყოფას MOS RAM-ში.

მე-4 თაობის კომპიუტერების განვითარება წავიდა 2 მიმართულებით: 1-ლი მიმართულება - სუპერკომპიუტერების შექმნა - მრავალპროცესორული მანქანების კომპლექსები. ასეთი მანქანების სიჩქარე წამში რამდენიმე მილიარდ ოპერაციას აღწევს. მათ შეუძლიათ უზარმაზარი ინფორმაციის დამუშავება. მათ შორისაა კომპლექსები ILLIAS-4, CRAY, CYBER, Elbrus-1, Elbrus-2 და ა.შ. მრავალპროცესორული გამოთვლითი კომპლექსები (MCC) Elbrus-2 აქტიურად გამოიყენებოდა საბჭოთა კავშირში იმ სფეროებში, რომლებიც საჭიროებდნენ გამოთვლების დიდ მოცულობას. თავდაცვის ინდუსტრია.

მე-2 მიმართულება - შემდგომი განვითარება LSI და VLSI მიკროკომპიუტერებისა და პერსონალური კომპიუტერების (PC) ბაზაზე. ამ მანქანების პირველი წარმომადგენლები არიან კომპიუტერები Apple, IBM - PC (XT, AT, PS / 2), შიდა "Iskra", "Electronics", "Mazovia", "Agat", "ES-1840", "ES- 1841" და ა.შ. ამ თაობიდან დაწყებული, კომპიუტერებს კომპიუტერების წოდება დაიწყეს. პროგრამულ უზრუნველყოფას ავსებს მონაცემთა ბაზები და ბანკები.

მეხუთე თაობის კომპიუტერები

მეხუთე თაობის კომპიუტერი მომავლის კომპიუტერია. ეგრეთ წოდებული მეხუთე თაობის კომპიუტერების განვითარების პროგრამა მიღებულ იქნა იაპონიაში 1982 წელს. ითვლებოდა, რომ 1991 წლისთვის შეიქმნებოდა ფუნდამენტურად ახალი კომპიუტერები, რომლებიც ორიენტირებული იქნებოდა ხელოვნური ინტელექტის პრობლემების გადაჭრაზე. Prolog ენის დახმარებით და კომპიუტერულ დიზაინში ინოვაციებით დაიგეგმა მიახლოება კომპიუტერული მეცნიერების ამ დარგის ერთ-ერთი მთავარი პრობლემის - ცოდნის შენახვისა და დამუშავების პრობლემის გადაჭრასთან. მოკლედ, მეხუთე თაობის კომპიუტერებისთვის არ იქნება საჭირო პროგრამების დაწერა, მაგრამ საკმარისი იქნება „თითქმის ბუნებრივი“ ენით ახსნა, თუ რა არის საჭირო მათგან.

ვარაუდობენ, რომ მათი ელემენტარული ბაზა იქნება არა VLSI, არამედ ხელოვნური ინტელექტის ელემენტებით მათ საფუძველზე შექმნილი მოწყობილობები. მეხსიერების და სიჩქარის გასაზრდელად გამოყენებული იქნება მიღწევები ოპტოელექტრონიკასა და ბიოპროცესორებში.

მეხუთე თაობის კომპიუტერებისთვის სრულიად განსხვავებული ამოცანებია დაყენებული, ვიდრე ყველა წინა კომპიუტერის განვითარების დროს. თუ 1-ლიდან მე-4 თაობის კომპიუტერების დეველოპერებს შეექმნათ ისეთი ამოცანები, როგორიცაა პროდუქტიულობის გაზრდა რიცხვითი გამოთვლების სფეროში, მეხსიერების დიდი სიმძლავრის მიღწევა, მაშინ მე-5 თაობის კომპიუტერების დეველოპერების მთავარი ამოცანაა ხელოვნური ინტელექტის შექმნა. მანქანა (წარმოდგენილი ფაქტებიდან ლოგიკური დასკვნების გამოტანის უნარი), კომპიუტერების "ინტელექტუალიზაციის" განვითარება - ბარიერის აღმოფხვრა ადამიანსა და კომპიუტერს შორის.

სამწუხაროდ, იაპონურმა მეხუთე თაობის კომპიუტერულმა პროექტმა გაიმეორა ადრეული კვლევების ტრაგიკული ბედი ხელოვნური ინტელექტის სფეროში. 50 მილიარდ იენზე მეტი ინვესტიცია დაიხარჯა, პროექტი შეწყდა და განვითარებული მოწყობილობები არ იყო უფრო მაღალი ეფექტურობით, ვიდრე იმდროინდელი მასობრივი წარმოების სისტემები. თუმცა, პროექტის ფარგლებში ჩატარებულმა კვლევამ და ცოდნის წარმოდგენისა და პარალელური დასკვნის მეთოდებში მიღებულმა გამოცდილებამ დიდად შეუწყო ხელი ზოგადად ხელოვნური ინტელექტის სისტემების სფეროში პროგრესს.

უკვე კომპიუტერებს შეუძლიათ აღიქვან ინფორმაცია ხელნაწერი ან დაბეჭდილი ტექსტიდან, ფორმებიდან, ადამიანის ხმიდან, ამოიცნონ მომხმარებელი ხმით და თარგმნონ ერთი ენიდან მეორეზე. ეს საშუალებას აძლევს ყველა მომხმარებელს დაუკავშირდეს კომპიუტერებს, მათაც კი, ვისაც არ აქვს სპეციალური ცოდნა ამ სფეროში.

მრავალი წინსვლა, რაც ხელოვნურმა ინტელექტს მიაღწია, გამოიყენება ინდუსტრიაში და ბიზნეს სამყაროში. საექსპერტო სისტემები და ნერვული ქსელები ეფექტურად გამოიყენება კლასიფიკაციის ამოცანებისთვის (SPAM ფილტრაცია, ტექსტის კატეგორიზაცია და ა.შ.). გენეტიკური ალგორითმები კეთილსინდისიერად ემსახურება ადამიანებს (გამოიყენება, მაგალითად, პორტფელის ოპტიმიზაციისთვის საინვესტიციო საქმიანობაში), რობოტიკა (მრეწველობა, ასევე მრავალ აგენტური სისტემები. ხელოვნური ინტელექტის სხვა სფეროები, მაგალითად, ცოდნის განაწილებული წარმოდგენა და პრობლემის გადაჭრა ინტერნეტში, არის არ სძინავს: მათი წყალობით, მომდევნო რამდენიმე წელიწადში რევოლუცია მოსალოდნელია ადამიანის საქმიანობის რიგ სფეროებში.

დღევანდელ ეტაპზე კომპიუტერული მოწყობილობა დისტანციური ისტორიაა

უფრო სწრაფი, იაფი და მრავალმხრივი პროცესორების საჭიროება აიძულებს მწარმოებლებს მუდმივად გაზარდონ მათში ტრანზისტორების რაოდენობა. თუმცა, ეს პროცესი არ არის უსასრულო. გორდონ მურის მიერ 1973 წელს პროგნოზირებული ამ რიცხვის ექსპონენციალური ზრდა სულ უფრო რთული შესანარჩუნებელი ხდება. ექსპერტები ამბობენ, რომ ეს კანონი შეწყვეტს მოქმედებას, როგორც კი ტრანზისტორების კარიბჭეები, რომლებიც არეგულირებენ ჩიპში ინფორმაციის ნაკადს, გახდება ელექტრონის ტალღის სიგრძის პროპორციული (სილიკონში, რომელზედაც ამჟამად წარმოებულია, ეს არის დაახლოებით 10. ნანომეტრები). და ეს მოხდება სადღაც 2010-დან 2020 წლამდე. როგორც კომპიუტერული არქიტექტურები უფრო დახვეწილი ხდება ფიზიკურ ლიმიტთან მიახლოებისას, იზრდება ჩიპების დიზაინის, წარმოების და ტესტირების ღირებულება. ამრიგად, ევოლუციური განვითარების სტადია ადრე თუ გვიან შეიცვლება რევოლუციური ცვლილებებით.

პროდუქტიულობის ამაღლების რბოლის შედეგად ბევრი პრობლემა ჩნდება. მათგან ყველაზე მწვავეა გადახურება ულტრა მკვრივ შეფუთვაში, რაც გამოწვეულია სითბოს გადაცემის მნიშვნელოვნად მცირე ფართობით. ენერგიის კონცენტრაცია თანამედროვე მიკროპროცესორებში ძალიან მაღალია. წარმოქმნილი სითბოს გაფანტვის ამჟამინდელი სტრატეგიები, როგორიცაა მიწოდების ძაბვის შემცირება ან მიკროსქემებში მხოლოდ აუცილებელი ნაწილების შერჩევითი გააქტიურება, არაეფექტურია, თუ არ არის გამოყენებული აქტიური გაგრილება.

ტრანზისტორების ზომის შემცირებით, საიზოლაციო ფენები უფრო თხელი გახდა, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათი საიმედოობაც შემცირდა, რადგან ელექტრონებს შეუძლიათ შეაღწიონ თხელი იზოლატორების მეშვეობით (გვირაბის ეფექტი). ამ პრობლემის მოგვარება შესაძლებელია საკონტროლო ძაბვის შემცირებით, მაგრამ მხოლოდ გარკვეულ ზღვრამდე.

დღეს პროცესორის მუშაობის გაზრდის მთავარი პირობაა პარალელურობის მეთოდები. მოგეხსენებათ, მიკროპროცესორი ამუშავებს ინსტრუქციების (ბრძანებების) თანმიმდევრობას, რომლებიც ქმნიან კონკრეტულ პროგრამას. თუ თქვენ მოაწყობთ ინსტრუქციების პარალელურად (ანუ ერთდროულ) შესრულებას, მთლიანი შესრულება მნიშვნელოვნად გაიზრდება. პარალელურობის პრობლემა მოგვარებულია მილსადენის გამოთვლების მეთოდებით, სუპერსკალარული არქიტექტურისა და განშტოების პროგნოზირების გამოყენებით. მრავალბირთვიანი არქიტექტურა. ეს არქიტექტურა მოიცავს რამდენიმე მარტივი მიკროპროცესორის ბირთვის ინტეგრაციას ერთ ჩიპზე. თითოეული ბირთვი ასრულებს ინსტრუქციების საკუთარ ნაკადს. თითოეული მიკროპროცესორის ბირთვი მნიშვნელოვნად უფრო მარტივია, ვიდრე მრავალძაფიანი პროცესორის ბირთვი, რაც აადვილებს ჩიპის დიზაინს და ტესტირებას. მაგრამ ამასობაში მეხსიერების წვდომის პრობლემა უარესდება და კომპილატორები უნდა შეიცვალოს.

მრავალძაფიანი პროცესორი. ეს პროცესორები არქიტექტურით ჰგავს ტრასერებს: მთელი ჩიპი დაყოფილია გადამამუშავებელ ელემენტებად, რომლებიც მოგვაგონებს სუპერსკალარული მიკროპროცესორს. კვალი პროცესორისგან განსხვავებით, აქ თითოეული ელემენტი ამუშავებს ინსტრუქციებს სხვადასხვა ძაფებიდან ერთი საათის ციკლის განმავლობაში, რითაც აღწევს ძაფის დონის პარალელიზმს. რა თქმა უნდა, თითოეულ თემას აქვს საკუთარი პროგრამის მრიცხველი და რეგისტრების ნაკრები.

"ფილა" არქიტექტურა. მომხრეები თვლიან, რომ პროგრამული უზრუნველყოფა უნდა იყოს შედგენილი პირდაპირ აპარატურაში, რადგან ეს უზრუნველყოფს მაქსიმალურ პარალელიზმს. ეს მიდგომა მოითხოვს საკმაოდ რთულ შემდგენლებს, რომლებიც ჯერ არ არის შექმნილი. პროცესორი ამ შემთხვევაში შედგება მრავალი „ფილისგან“, რომელთაგან თითოეულს აქვს საკუთარი ოპერატიული მეხსიერება და დაკავშირებულია სხვა „ფილებთან“ ერთგვარი გისოსებით, რომელთა კვანძების ჩართვა და გამორთვა შესაძლებელია. ინსტრუქციების შესრულების თანმიმდევრობა დგინდება პროგრამული უზრუნველყოფის მიერ.

მრავალსართულიანი არქიტექტურა. აქ საუბარია არა ლოგიკურ, არამედ ფიზიკურ სტრუქტურაზე. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ ჩიპები შეიცავდეს მიკროსქემების ვერტიკალურ "დაწყობებს", რომლებიც დამზადებულია თხელი ფილმის ტრანზისტორი ტექნოლოგიის გამოყენებით, ნასესხები TFT დისპლეის წარმოებიდან. ამ შემთხვევაში, შედარებით გრძელი ჰორიზონტალური ურთიერთდაკავშირება გარდაიქმნება მოკლე ვერტიკალურად, რაც ამცირებს სიგნალის შეყოვნებას და ზრდის პროცესორის მუშაობას. "სამგანზომილებიანი" ჩიპების იდეა უკვე განხორციელდა რვა სართულიანი მეხსიერების ჩიპების სამუშაო ნიმუშების სახით. სავსებით შესაძლებელია, მიკროპროცესორებისთვისაც მისაღები იყოს და უახლოეს მომავალში ყველა მიკროჩიპი გაფართოვდება არა მარტო ჰორიზონტალურად, არამედ ვერტიკალურადაც.