Elementární počítačová základna se nazývá jejich hlavní elektronická součást. Tato součást se liší v závislosti na generování počítačů. Generace základny počítačových prvků vysvětlují historii vývoje počítače na základě vyvíjejících se technologií. S každou novou generací počítačových obvodů se jejich velikost stala ještě více miniaturní, rychlost zpracování informací se zdvojnásobila, paměť se stala více a zlepšila se pohodlí a spolehlivost. Časová osa, nastavená pro každou generaci, je důležitá pro pochopení toho, co je základem počítače. Ale není definována až do konce a je považována za spíše podmíněnou. Generace základny prvků jsou skutečně založeny na vyvíjející se technologii čipů a ne na žádném konkrétním časovém rámci.
První generace počítačů
Pět generací počítačů lze charakterizovat proudem elektrického proudu:
ve vakuových trubkách; v tranzistorech; v integrovaných obvodech; v mikroprocesorových čipách; v inteligentních zařízeních schopných umělé inteligence.První generace počítačů se objevila v letech 1940-1950. Počítače první generace byly ve skutečnosti první univerzální a originální digitální počítače. Zdálo se, že nahradí elektromechanické systémy, které byly příliš pomalé pro zadávání úkolů. První počítačové generátory používaly vakuové trubky k přepínání. Utěsněné sklo umožnilo protékání proudu vodiči z nitína kovové desky.
jako první pracovní počítače
základní prvek počítač, trubky byly vyrobeny z uzavřených skleněných nádob o velikosti žárovky. V systému nebyly žádné pohyblivé části. Elementárním základem první generace byly lampy, které byly nazývány diody a triody. Vstup a výstup byly provedeny pomocí děrovaných karet, magnetických bubnů, psacích strojů a čteček karet. Systémové rozhraní bylo provedeno pomocí pluginů a jazyka počítače.
Elementární základ počítače první generace byl těžko použitelný. Zařízení připojily elektrické obvody připojením mnoha kabelů ke konektorům. Pak použili speciální punčové karty a čekali několik hodin, aby získali výsledek pro jakoukoliv formu výpočtu. První počítače byly tak velké, že obsadily celou místnost. Jazyk sestavení a software operačního systému stále chyběly. Systémy by mohly řešit pouze jeden problém najednou. Tyto stroje byly navrženy pro provoz v nízkých hladinách, programování a provádí pouze pomocí binárních číslic 0 a 1.
ENIAC - nejmocnější z prvních počítačů
Jednou z největších počítače v této době byl ENIAC (Electronic Numerical Integrator a počítač), navržený a postavený inženýr John Mauchly a J. Presper Eckert z University of Pennsylvania. Jeho sbírku vytvořil tým padesáti lidí. ENIAC byl 1000krát rychlejší než předchozí elektromechanické počítače, ale mnohem pomalejší při přeprogramování. Mimo jinéENIAC byla použita ke studiu schopností termonukleárních zbraní, vypalování balistických dělostřeleckých a tepelných zapalovacích motorů a někdy i předpovědí počasí. Tyto systémy byly obrovské a obsadily celé místnosti, používaly spoustu elektřiny, což je činilo zdrojem nesnesitelného tepla.
Univerzální automatický počítač
UNIVAC (univerzální automatický počítač) vytvořili všichni inženýři - John McClie a John Presper Eckert. Počítač byl první ve stejném období, který byl určen k obchodním účelům kromě vojenského použití. Použil základnu svého prvku, ale poměrně dobře manipuloval abecedy a číslice a byl používán americkým sčítáním sborů k přenosu obecné populace. Později byl zvyklý sestavit zprávy o prodeji společnosti a dokonce předpovědět výsledky prezidentských voleb v roce 1952. Na rozdíl od více než 17 000 vakuových trubek ENIAC, společnost UNIVAC I použila jen více než 5 000 žárovek. On byl také dvakrát větší pravděpodobnost než jeho předchůdce. Bylo prodáno více než 46 z těchto počítačů.
Počítače druhé generace: roky 1950-1960
Počítače druhé generace byly počítače, ve kterých se místo vakuových lamp používaly tranzistory. Jednalo se o elementární základnu druhé generace. Nové počítače byly lepší než jejich předchůdci v mnoha ohledech, protože byly relativně malé velikosti, rychlosti a nižších nákladů. Tranzistory jsou stavebními kameny prakticky jakéhokoliv mikročipu a jsou spolehlivější,energeticky účinný a schopný provádět elektřinu rychleji a lépe než vakuové trubky.
Když se trubkový prvek základních počítačů druhé generace, který zahrnoval tranzistory, přepínače nebo bylo elektronické závěrky použity pro zlepšení nebo ovládání proudu nebo povolení nebo zakázání elektrické signály. Tranzistory se nazývají polovodiče, protože obsahují prvky, které se nacházejí mezi vodiči a izolátory.
Vynález se tranzistorových polovodičů
polovodiče tranzistor byl vynalezen Bell Laboratories v roce 1947 vědci William Shockley, John Bardeen a Walter Brattentom ale není uvolněna do poloviny roku 1950. Technici a tvůrci nových komponent viděli budoucnost generace počítačů druhých zlepšení postupů pro vstup a výstup dat. Zpočátku byly tyto procesy podobné novým modelům počítačů první generace. Práce byla velmi časově náročné a zdlouhavé, protože práce zahrnovala několik zaměstnanců, kteří byly vyraženy z jedné místnosti do druhé.
dat pro dávkový systém
Za účelem urychlení procesu byl vytvořen a realizován dávkový systém. To zahrnovalo sběr dat z různých úkolů více děrných štítků a podání je na magnetickou pásku s použitím relativně malé a nenákladný systém. IBM-1401 byl jedním z těchto počítačů. Pro něj byl použit operační systém IBM-7094 a Fortran Monitor System. Po dokončení zpracování dat byly soubory přeneseny zpět na magnetickou pásku. Použití méněsystém, například data IBM-1401 mohou být vytištěna na několika děrovacích kartách jako výstupní informace. Jednalo se o předchůdce softwaru operačního systému.
Charakteristiky počítačů druhé generace
Poté začal proces aktualizace restriktivního kódu binárního stroje do jazyků, které plně podporovaly symbolické a alfanumerické kódování. Programátoři by nyní mohli napsat sestavovatelé a jazyky na vysoké úrovni, jako jsou FORTRAN, COBOL, SNOWBALL a BASIC.
Časnější superpočítače byly jen některé stroje, které používaly tranzistory. Příklady těchto systémů byly univerzální blok UNIVAC LARC od Sperry Rand (1960) a IBM-7030 Stretch superpočítač (1961) a mainframe CDC 6600 (1963).
Třetí generace počítačů: 1960-1970
Elementární základ třetí generace počítačových integrovaných obvodů a multiprogramování. Počítače třetí generace používaly místo integrovaného obvodu (IC) čipů místo tranzistorů. Implementace těchto počítačů rovněž splňovala Mooreův zákon, který stanovil, že velikost tranzistorů klesla tak rychle, že jejich počet v systému se zdvojnásobil každé dva roky.
Výhody integrovaných obvodů
Polovodič IC zahrnoval velké množství tranzistorů, kondenzátorů a diod. Pak byly vytištěny na samostatných místech desky. Ruční připojení kondenzátorů a diod v tranzistorech bylo náročné na práci a nebylo zcela spolehlivé. Jack Kilby z Texas Instruments a Robert Noyce z Fairchild Corporation individuálně identifikovali výhody integrovaných obvodů v letech 1958 a 1959resp. Kilby postavil svou IP v Německu, zatímco Noyce je na silikonovém čipu.
Prvním systémem, který používá IP, byl IBM 360, který byl použit k řešení komerčních i vědeckých úkolů. Po umístění několika tranzistorů na jeden čip se kromě snížení nákladů snížila rychlost a výkon jednotlivých počítačů. Od okamžiku svého vynálezu se rychlost dvojnásobného IP zdvojnásobila, což dále snižovalo velikost a náklady počítačů.
Použití integrovaných obvodů na moderních počítačích
Dnes téměř všechna elektronická zařízení používají některé formy integrovaných obvodů umístěných na deskách s plošnými spoji. Na rozdíl od IC obvodu se zlepšila interakce s počítači. Namísto děrovaných karet pro vstupní a výstupní data se zobrazují informace prostřednictvím vizuálních displejů, použitých klávesnic a vylepšených periferních vstupních zařízení. Počítače nyní používají software operačního systému k řízení zařízení a zdrojů, které umožňují systémům současně provozovat různé programy. K tomu došlo v důsledku centralizovaných aplikací, které řídí přidělování paměti. Počítače jsou k dispozici širokému publiku vzhledem k jejich velikosti a reálné hodnotě. Tato generace také spustila koncept "rodiny počítačů", který povzbuzoval výrobce, aby přišli s počítačovými komponentami, které jsou kompatibilní s jinými systémy. Příkladem těchto systémů byly superpočítače Scientific Systems Systems Sigma 7 (1966) a superpočítače IBM-360(1964) a CDC 8600 (1969).
Čtvrtá generace počítačů od roku 1970 do dnešního dne
mikroprocesorem, operační systém a GUI - prvek základny moderních počítačů. Zrození mikroprocesoru bylo zároveň narozením mikropočítače. To je rovněž v souladu s Mooreova zákona, který předpověděl exponenciální růst tranzistorů a mikročipů, od roku 1965. Společnost Intel, její inženýři Ted Hoff, Federico Fahhyn a Stan Mazor v listopadu 1971 představila jako první na světě one-chip mikroprocesor Intel 4004. Skutečnost, že první generace zaplňuje prostor, nyní by mohl nastavit dlaň. Samozřejmě, že nový mikročip byl od roku 1946 stejně výkonný jako počítač ENIAC. Čtvrtá generace a její elementární základna hrají důležitou roli při vytváření různých zařízení.
Procesor Intel 4004
Brzy začali výrobci integrovat tyto mikročipy do svých nových počítačů. V roce 1973 byl Xerox Alto propuštěn z PARC. Jednalo se o osobní počítač, který obsahoval Ethernet port, myš a grafické rozhraní bitové displeje, která je první svého druhu. V roce 1974 společnost Intel představila 8bitový univerzální mikroprocesor nazvaný "8808". Pak programátor Gary Arlen Kyldall začal vytvářet software založený na disk známý jako „řízení programu pro mikropočítače“ (CPM). Stala se prototypem moderního elementárního základu PC.
První domácí osobní počítač
V roce 1981, International Business Machine představila svůj první počítač pro domácnosti, kde pracoval procesor 4004. Byl známý jako IBM PC. Společnost spolupracujes Billem Gatesem, který si zakoupil operační systém disku z Seattle Computer Product a distribuoval ho z nového počítače IBM. Architektura IBM PC se stala standardním tržním modelem.
Vytvoření operační systém Windows
Apple pod vedením Steve Jobs změnil softwaru hru, když vyšlo v roce 1984, Apple Macintosh počítač s lepší GUI (Graphical User Interface) rozhraní pomocí myšlenku obdržel od Xerox PARC . Oba řídicí programy pro mikropočítač a operační systém disků byly operační systémy příkazového řádku, kdy měl uživatel komunikovat s počítačem pomocí klávesnice. V návaznosti na úspěch grafického rozhraní společnosti Apple začal společnost Microsoft v roce 1985 integrovat verzi systému Windows verze DOS. Systém Windows byl používán v příštích 10 letech, dokud nebyl vynalezen jako systém Windows 95. Byl to opravdový software pro operační systém se všemi potřebnými nástroji.
Vznik Linuxu
Zatímco software se stala samozřejmostí a korporace začali brát peníze za to, nové hnutí zahájila Linux software v roce 1991. Vedená Linux Torvalds iniciovali projekt svobodný operační systém je open source pod názvem Linux. Kromě Linux, jiné operační systémy, open source a free software byly distribuovány do počítačů Servis kancelářské, síťové a domů.
Šíření mobilních zařízení
v roce 1980 a 2000s, osobních počítačů a stolní počítače se stalyběžný výskyt. Byly instalovány v kancelářích, školách a domácnostech, jejich náklady byly přijatelné a velikost - kompaktní. Software, který funguje na těchto počítačích, je také dostupnější. Brzy se mikroprocesory objevily s monopolizací stolních počítačů a přepnuly na jiné platformy. Nejdříve přišel notebook, pak tablety a smartphony, konzole, vestavěné systémy, čipové karty, které se staly populární kvůli potřebě používat internet během jízdy. Podle nedávné studie představovaly mobilní telefony 60% všech digitálních zařízení po celém světě.
Pátá generace počítačů: Současnost a budoucnost
Počítače z 5. generace jsou postaveny na technologickém pokroku získaném v předchozích generacích počítačů. Moderní inženýři doufají, že zlepší interakci mezi lidmi a strojem pomocí lidské inteligence a rozsáhlých dat nahromaděných od samého počátku éry digitální technologie. Vycházejí z teorie, koncepce a implementace umělé inteligence (AI) a strojového učení (ML). AI - to je základní element generace 5. To je realita, která se stala díky paralelnímu zpracování a supravodičům. Počítačová zařízení s umělou inteligencí jsou stále ve vývoji, ale některé z těchto technologií se začínají objevovat a používat, například rozpoznávání hlasu. AI a ML mohou být odlišné, ale mohou být použity jako vzájemně zaměnitelné pro vytváření zařízení, která jsou dostatečně inteligentní pro interakci s lidmi, jinými počítači,prostředí a programy. Podstatou páté generace bude použití těchto technologií k tomu, aby nakonec vytvořily stroje, které dokážou zvládnout a reagovat na přirozený jazyk, a zároveň se mohou učit a organizovat. Šíření výpočetních zařízení se schopností se samy učit, reagovat a ovlivňovat různými způsoby založenými na zkušenostech a životním prostředí také dalo impuls konceptu internetových věcí (Internet of Things). Na špičce a se správnými algoritmy mohou počítače pravděpodobně prokázat vysokou úroveň učení, překračující inteligenci lidí. Mnoho projektů umělé inteligence je již realizováno, zatímco jiné jsou stále ve vývoji. Průkopníky v této oblasti jsou Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook a Tesla. První implementace začaly inteligentními domácími zařízeními, která jsou určena k automatizaci a integraci domácích operací, audio a vizuálních zařízení a autopilot.
