Οι 5 γενεές υπολογιστών και τα χαρακτηριστικά τους

Καθένα από τα πέντε γενιές του υπολογιστή χαρακτηρίζεται από μια σημαντική τεχνολογική εξέλιξη που είχε μια καινοτόμο αλλαγή στον τρόπο λειτουργίας των υπολογιστών.

Οι υπολογιστές διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε όλες σχεδόν τις πτυχές της ανθρώπινης ζωής, αλλά οι υπολογιστές όπως τις γνωρίζουμε σήμερα είναι πολύ διαφορετικοί από τα αρχικά μοντέλα.

Αλλά τι είναι ένας υπολογιστής; Ένας υπολογιστής μπορεί να οριστεί ως μια ηλεκτρονική συσκευή που εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις.

Ένας άλλος δημοφιλής ορισμός μπορεί να πει ότι ένας υπολογιστής είναι μια συσκευή ή μια μηχανή που μπορεί να επεξεργαστεί κάποιο υλικό για να την μετατρέψει σε πληροφορίες.

Για να κατανοήσετε τη βασική λειτουργία ενός υπολογιστή, είναι απαραίτητο να ορίσετε δεδομένα, επεξεργασία και πληροφορίες.

Τα δεδομένα είναι μια συλλογή από βασικά στοιχεία που υπάρχουν αν δεν υπάρχει αλληλουχία. από μόνα τους δεν έχουν κανένα νόημα.

Η επεξεργασία είναι η διαδικασία με την οποία μπορούν να εξαχθούν πληροφορίες από τα δεδομένα. Τέλος, οι πληροφορίες είναι το τελικό στοιχείο κάθε επεξεργασίας.

Ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής εφευρέθηκε το 1833. ήταν η πρώτη συσκευή που διαθέτει έναν αναλυτικό κινητήρα.

Με το πέρασμα του χρόνου, αυτή η συσκευή μετατράπηκε σε αξιόπιστο μηχάνημα που ήταν σε θέση να εκτελεί εργασίες πιο γρήγορα. Έτσι γεννήθηκε η πρώτη γενιά υπολογιστών με τη μηχανή ENIAC.

Πρώτη γενιά (1945-1956)

Ο σωλήνας κενού συνδέεται ως η κύρια τεχνολογία της πρώτης γενιάς υπολογιστών. Είναι υάλινοι σωλήνες που περιέχουν ηλεκτρόδια.

Αυτοί οι σωλήνες χρησιμοποιήθηκαν για τα κυκλώματα των πρώτων υπολογιστών. Επιπλέον, αυτά τα μηχανήματα χρησιμοποίησαν μαγνητικά τύμπανα στη μνήμη τους.

Ο σωλήνας κενού εφευρέθηκε το 1906 από έναν ηλεκτρολόγο μηχανικό. Κατά το πρώτο μισό του 20ού αιώνα, αυτή ήταν η κύρια τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ραδιοφώνων, τηλεοράσεων, ραντάρ, μηχανών ακτίνων Χ και άλλων ηλεκτρονικών συσκευών.

Τα μηχανήματα πρώτης γενιάς ελέγχονταν συνήθως με πίνακες ελέγχου με καλωδίωση ή σειρά διευθύνσεων που κωδικοποιούνται σε χαρτοταινίες.

Ήταν πολύ ακριβό, κατανάλωναν μεγάλη ηλεκτρική ενέργεια, δημιουργούσαν πολύ θερμότητα και ήταν τεράστιες (συχνά καταλάμβαναν πλήρεις χώρους).

Ο πρώτος λειτουργικός ηλεκτρονικός υπολογιστής ονομάστηκε ENIAC και χρησιμοποίησε 18.000 σωλήνες κενού. Χτίστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες, στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας και είχε μήκος περίπου 30,5 μέτρα.

Χρησιμοποιήθηκε για προσωρινούς υπολογισμούς. Χρησιμοποιήθηκε κυρίως σε υπολογισμούς που σχετίζονται με τον πόλεμο, όπως οι εργασίες που σχετίζονται με την κατασκευή της ατομικής βόμβας.

Από την άλλη πλευρά, η μηχανή Colossus χτίστηκε επίσης κατά τη διάρκεια αυτών των ετών για να βοηθήσει τους Βρετανούς κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου. Χρησιμοποιήθηκε για να αποκωδικοποιήσει μυστικά μηνύματα από τον εχθρό και χρησιμοποίησε 1.500 σωλήνες κενού.

Ενώ αυτά τα μηχανήματα πρώτης γενιάς ήταν προγραμματιζόμενα, τα προγράμματα τους δεν αποθηκεύονταν εσωτερικά. Αυτό θα αλλάξει καθώς αναπτύχθηκαν υπολογιστές από αποθηκευμένα προγράμματα.

Οι υπολογιστές πρώτης γενιάς εξαρτώνται από τη γλώσσα μηχανής, τη χαμηλότερη γλώσσα προγραμματισμού που γίνεται κατανοητή από τους υπολογιστές για την εκτέλεση λειτουργιών (1GL).

Θα μπορούσαν να λύσουν μόνο ένα πρόβλημα κάθε φορά και οι χειριστές θα μπορούσαν να πάρουν εβδομάδες για να προγραμματίσουν ένα νέο πρόβλημα.

Δεύτερη γενιά (1956-1963)

Η δεύτερη γενιά υπολογιστών αντικατέστησε τους σωλήνες κενού με τρανζίστορ. Τα τρανζίστορ επέτρεψαν στους υπολογιστές να είναι μικρότεροι, γρηγορότεροι, φθηνότεροι και πιο αποδοτικοί στο επίπεδο της κατανάλωσης ενέργειας. Μαγνητικοί δίσκοι και ταινίες χρησιμοποιήθηκαν συχνά για την αποθήκευση δεδομένων.

Παρόλο που τα τρανζίστορ παρήγαγαν αρκετή θερμότητα για να προκαλέσουν κάποια ζημιά στους υπολογιστές, ήταν μια βελτίωση σε σχέση με την προηγούμενη τεχνολογία.

Οι υπολογιστές δεύτερης γενιάς χρησιμοποιούσαν τεχνολογία ψύξης, είχαν ευρύτερη εμπορική χρήση και χρησιμοποιήθηκαν μόνο για συγκεκριμένους επιχειρηματικούς και επιστημονικούς σκοπούς.

Αυτοί οι υπολογιστές δεύτερης γενιάς έμειναν πίσω από τη δυαδική γλώσσα κρυπτογράφησης για να χρησιμοποιήσουν μια γλώσσα συναρμολόγησης (2GL). Αυτή η αλλαγή επέτρεψε στους προγραμματιστές να καθορίσουν τις οδηγίες με λέξεις.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου αναπτύχθηκαν επίσης γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου. Οι υπολογιστές δεύτερης γενιάς ήταν επίσης τα πρώτα μηχανήματα για την αποθήκευση των οδηγιών στη μνήμη τους.

Για το διάστημα αυτό το στοιχείο είχε εξελιχθεί από μαγνητικά τύμπανα σε τεχνολογία με μαγνητικό πυρήνα.

Τρίτη γενιά (1964-1971)

Το χαρακτηριστικό γνώρισμα της τρίτης γενιάς υπολογιστών ήταν η τεχνολογία ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι μια απλή συσκευή που περιέχει πολλά τρανζίστορ.

Τα τρανζίστορ έγιναν μικρότερα και τοποθετήθηκαν σε τσιπ πυριτίου, που ονομάζονται ημιαγωγοί. Χάρη σε αυτή την αλλαγή, οι υπολογιστές ήταν ταχύτεροι και πιο αποδοτικοί από αυτούς της δεύτερης γενιάς.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι υπολογιστές χρησιμοποιούσαν γλώσσες τρίτης γενιάς (3GL) ή γλώσσες υψηλού επιπέδου. Ορισμένα παραδείγματα αυτών των γλωσσών είναι η Java και η JavaScript.

Τα νέα μηχανήματα αυτής της περιόδου δημιούργησαν μια νέα προσέγγιση στο σχεδιασμό των υπολογιστών. Μπορούμε να πούμε ότι εισήγαγε την έννοια ενός μόνο υπολογιστή σε μια σειρά άλλων συσκευών? ένα πρόγραμμα που σχεδιάστηκε για να χρησιμοποιηθεί σε μια οικογενειακή μηχανή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε άλλους.

Μια άλλη αλλαγή αυτής της περιόδου ήταν ότι τώρα η αλληλεπίδραση με τους υπολογιστές έγινε μέσω πληκτρολογίων, ποντικιών και οθονών με διεπαφή και λειτουργικό σύστημα.

Χάρη σε αυτό, η συσκευή θα μπορούσε να τρέξει διαφορετικές εφαρμογές ταυτόχρονα με ένα κεντρικό σύστημα που ήταν υπεύθυνο για τη μνήμη.

Η εταιρεία IBM ήταν ο δημιουργός του πιο σημαντικού υπολογιστή αυτής της περιόδου: το IBM System / 360. Ένα άλλο μοντέλο αυτής της εταιρείας ήταν 263 φορές ταχύτερο από το ENIAC, αποδεικνύοντας την πρόοδο στον τομέα των υπολογιστών μέχρι τότε..

Καθώς αυτά τα μηχανήματα ήταν μικρότερα και φθηνότερα από τους προκατόχους τους, οι υπολογιστές ήταν προσβάσιμοι για πρώτη φορά για το γενικό κοινό.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι υπολογιστές εξυπηρετούσαν έναν γενικό σκοπό. Αυτό ήταν σημαντικό από τότε που τα μηχανήματα χρησιμοποιήθηκαν για ειδικούς σκοπούς σε εξειδικευμένους τομείς.

Τέταρτη γενιά (1971-σήμερα)

Η τέταρτη γενιά υπολογιστών ορίζεται από μικροεπεξεργαστές. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει την κατασκευή χιλιάδων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε ένα ενιαίο τσιπ πυριτίου.

Αυτή η πρόοδος κατέστησε πιθανό ότι αυτό που χρησιμοποιείται για να καταλάβει ένα ολόκληρο δωμάτιο, θα μπορούσε πλέον να χωρέσει στην παλάμη του ενός χεριού.

Το 1971 η Intel 4004 τσιπ που εντοπισμένη όλα τα εξαρτήματα του υπολογιστή, από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας και μνήμης σε ελέγχους εισόδου και εξόδου σε ένα μόνο τσιπ αναπτυχθεί. Αυτό σηματοδότησε την αρχή της γενιάς των υπολογιστών που επεκτείνεται μέχρι σήμερα.

Το 1981, η IBM δημιούργησε έναν νέο υπολογιστή που ήταν ικανός να τρέχει 240.000 ποσά ανά δευτερόλεπτο. Το 1996, η Intel προχώρησε περαιτέρω και δημιούργησε ένα μηχάνημα με δυνατότητα εκτέλεσης 400.000.000 χρημάτων ανά δευτερόλεπτο. Το 1984 η Apple εισήγαγε το Macintosh με ένα λειτουργικό σύστημα διαφορετικό από τα Windows.

Οι υπολογιστές της τέταρτης γενιάς έγιναν πιο ισχυροί, πιο συμπαγής, πιο αξιόπιστοι και πιο προσβάσιμοι. Ως αποτέλεσμα, γεννήθηκε η επανάσταση του προσωπικού υπολογιστή (PC).

Σε αυτή τη γενιά χρησιμοποιούνται κανάλια σε πραγματικό χρόνο, κατανεμημένα λειτουργικά συστήματα και χρονομεριστική μίσθωση. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου γεννήθηκε το Διαδίκτυο.

Η τεχνολογία μικροεπεξεργαστών βρίσκεται σε όλους τους σύγχρονους υπολογιστές. Αυτό συμβαίνει επειδή τα τσιπ μπορούν να γίνουν σε μεγάλες ποσότητες χωρίς να κοστίζουν πολλά χρήματα.

Τα τσιπ επεξεργασίας χρησιμοποιούνται ως κεντρικοί επεξεργαστές και τα μάρκες μνήμης χρησιμοποιούνται για μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM). Και τα δύο μάρκες χρησιμοποιούν εκατομμύρια τρανζίστορ τοποθετημένα στην επιφάνεια σιλικόνης τους.

Αυτοί οι υπολογιστές χρησιμοποιούν γλώσσες τέταρτης γενιάς (4GL). Αυτές οι γλώσσες αποτελούνται από δηλώσεις παρόμοιες με εκείνες που γίνονται στην ανθρώπινη γλώσσα.

Πέμπτη γενιά (τρέχον-μέλλον)

Οι συσκευές της πέμπτης γενιάς βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη. Οι περισσότερες από αυτές τις μηχανές βρίσκονται ακόμα σε εξέλιξη, αλλά υπάρχουν κάποιες εφαρμογές που κάνουν χρήση του εργαλείου τεχνητής νοημοσύνης. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η αναγνώριση ομιλίας.

Η χρήση παράλληλης επεξεργασίας και υπεραγωγών καθιστά την τεχνητή νοημοσύνη πραγματικότητα.

Στην πέμπτη γενιά, η τεχνολογία είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή τσιπ μικροεπεξεργαστών που έχουν 10 εκατομμύρια ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Αυτή η γενιά βασίζεται σε λογισμικό παράλληλης επεξεργασίας υλικού και τεχνητής νοημοσύνης. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι ένα αναδυόμενο πεδίο στην επιστήμη των υπολογιστών, το οποίο ερμηνεύει τις απαραίτητες μεθόδους για να κάνει τους υπολογιστές να σκέπτονται σαν ανθρώπινα όντα

Εκτιμάται ότι ο κβαντικός υπολογισμός και η νανοτεχνολογία θα αλλάξουν ριζικά το πρόσωπο των υπολογιστών στο μέλλον.

Ο στόχος της πέμπτης γενιάς υπολογιστών είναι η ανάπτυξη συσκευών που μπορούν να ανταποκριθούν στην είσοδο της φυσικής γλώσσας και οι οποίες είναι ικανές να μάθουν και να οργανωθούν.

Η ιδέα είναι ότι οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές πέμπτης γενιάς του μέλλοντος μπορούν να καταλάβουν προφορικά λόγια και να μιμούνται την ανθρώπινη λογική. Στην ιδανική περίπτωση, αυτά τα μηχανήματα θα είναι σε θέση να ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους αισθητήρων.

Οι επιστήμονες εργάζονται για να το κάνουν αυτό πραγματικότητα. Προσπαθούν να δημιουργήσουν έναν υπολογιστή με πραγματικό IQ με τη βοήθεια προηγμένης τεχνολογίας και προγραμμάτων. Αυτή η ανακάλυψη στις σύγχρονες τεχνολογίες πρόκειται να φέρει επανάσταση στους υπολογιστές του μέλλοντος.

Αναφορές

1. Γλώσσες παραγωγής (2017). Ανάκτηση από το computerhope.com
2. Οι τέσσερις γενιές υπολογιστών. Ανακτήθηκε από το open.edu
3. Ιστορία ανάπτυξης υπολογιστών και δημιουργία υπολογιστών. Ανακτήθηκε από το wikieducator.org
4. Υπολογιστής - τέταρτη γενιά. Ανακτήθηκε από το tutorialspoint.com
5. Οι πέντε γενιές υπολογιστών (2010). Ανακτήθηκε από το webopedia.com
6. Γενεές, υπολογιστές (2002). Ανάκτηση από το encyclopedia.com
7. Ηλεκτρονική πέμπτη γενιά. Ανακτήθηκε από το tutorialsonpoint.com
8. Πέντε γενιές υπολογιστών (2013). Ανακτήθηκε από bye-notes.com