مقدمة

1. الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر 1950-1960

2. الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر: 1960-1970

3. الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر: 1970-1980

4. الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر: 1980-1990

5. الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر: 1990 إلى الوقت الحاضر

خاتمة

مقدمة

منذ عام 1950، كل 7 إلى 10 سنوات، يتم تحديث مبادئ التصميم التكنولوجي والخوارزميات البرمجية لبناء واستخدام أجهزة الكمبيوتر بشكل جذري. وفي هذا الصدد، من المشروع الحديث عن أجيال أجهزة الكمبيوتر. تقليديا، يمكن تخصيص كل جيل 10 سنوات.

لقد قطعت أجهزة الكمبيوتر شوطا تطوريا طويلا من حيث قاعدة العناصر (من المصابيح إلى المعالجات الدقيقة)، وكذلك من حيث ظهور قدرات جديدة، وتوسيع نطاق وطبيعة استخدامها.

يعد تقسيم أجهزة الكمبيوتر إلى أجيال تصنيفًا مشروطًا وفضفاضًا للغاية لأنظمة الحوسبة وفقًا لدرجة تطور الأجهزة والبرامج وكذلك طرق الاتصال بالكمبيوتر.

يتضمن الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر آلات تم إنشاؤها في مطلع الخمسينيات من القرن الماضي: حيث تم استخدام الأنابيب المفرغة في الدوائر. كانت هناك أوامر قليلة، وكانت عناصر التحكم بسيطة، وكانت سعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ومؤشرات الأداء منخفضة. الأداء حوالي 10-20 ألف عملية في الثانية. تم استخدام أجهزة الطباعة والأشرطة المغناطيسية والبطاقات المثقوبة والأشرطة المثقوبة للإدخال والإخراج.

يتضمن الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر تلك الأجهزة التي تم تصميمها في الفترة من 1955 إلى 1965. لقد استخدموا كلا من الأنابيب المفرغة والترانزستورات. تم بناء ذاكرة الوصول العشوائي على النوى المغناطيسية. في هذا الوقت، ظهرت الطبول المغناطيسية والأقراص المغناطيسية الأولى. ظهرت ما يسمى باللغات عالية المستوى، والتي تسمح وسائلها بوصف التسلسل الكامل للحسابات في شكل مرئي يسهل فهمه. ظهرت مجموعة كبيرة من برامج المكتبة لحل المشكلات الرياضية المختلفة. تميزت أجهزة الجيل الثاني بعدم توافق البرامج، مما جعل من الصعب تنظيم أنظمة معلومات كبيرة، لذلك في منتصف الستينيات كان هناك انتقال إلى إنشاء أجهزة كمبيوتر متوافقة مع البرامج ومبنية على قاعدة تكنولوجية إلكترونية دقيقة.

الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر. هذه هي الآلات التي تم إنشاؤها بعد الستينيات ولها بنية واحدة، أي. متوافق مع البرامج. ظهرت قدرات البرمجة المتعددة، أي. التنفيذ المتزامن لعدة برامج. تستخدم أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث الدوائر المتكاملة.

الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر. هذا هو الجيل الحالي من أجهزة الكمبيوتر التي تم تطويرها بعد عام 1970. وقد تم تصميم أجهزة الجيل الرابع لاستخدام اللغات الحديثة عالية المستوى بشكل فعال وتبسيط عملية البرمجة للمستخدم النهائي.

أما من حيث الأجهزة فهي تتميز باستخدام دوائر متكاملة كبيرة كقاعدة عنصرية ووجود أجهزة تخزين وصول عشوائي عالية السرعة بسعة عدة ميغابايت.

أجهزة الجيل الرابع عبارة عن مجمعات متعددة المعالجات ومتعددة الآلات تعمل بالطاقة الخارجية. الذاكرة والمجال العام تحويلة. الأجهزة. يصل الأداء إلى عشرات الملايين من العمليات في الثانية، والذاكرة - عدة ملايين من الكلمات.

لقد بدأ بالفعل الانتقال إلى الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر. وهو يتألف من انتقال نوعي من معالجة البيانات إلى معالجة المعرفة وزيادة المعلمات الأساسية للكمبيوتر. سيكون التركيز الرئيسي على "الذكاء".

حتى الآن، فإن "الذكاء" الفعلي الذي أظهرته الشبكات العصبية الأكثر تعقيدًا هو أقل من مستوى دودة الأرض، ومع ذلك، بغض النظر عن مدى محدودية قدرات الشبكات العصبية اليوم، فقد تكون العديد من الاكتشافات الثورية قاب قوسين أو أدنى.

1. الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر 1950-1960

تم إنشاء الدوائر المنطقية باستخدام مكونات راديوية منفصلة وأنابيب مفرغة إلكترونية ذات فتيل. تستخدم أجهزة ذاكرة الوصول العشوائي الطبول المغناطيسية، والزئبق بالموجات فوق الصوتية الصوتية، وخطوط التأخير الكهرومغناطيسية، وأنابيب أشعة الكاثود (CRTs). تم استخدام محركات الأقراص على الأشرطة المغناطيسية والبطاقات المثقبة والأشرطة المثقبة ومفاتيح التوصيل الإضافية كأجهزة تخزين خارجية.

تم تنفيذ برمجة هذا الجيل من أجهزة الكمبيوتر في نظام الأرقام الثنائية بلغة الآلة، أي أن البرامج كانت تركز بشكل صارم على نموذج معين من الآلة و"ماتت" مع هذه النماذج.

وفي منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، ظهرت اللغات الموجهة نحو الآلة مثل لغات الترميز الرمزي (SCLs)، والتي أتاحت استخدام تدوينها اللفظي (الحروف) المختصرة والأرقام العشرية بدلاً من التدوين الثنائي للأوامر والعناوين. في عام 1956، تم إنشاء أول لغة برمجة عالية المستوى للمشاكل الرياضية - لغة فورتران، وفي عام 1958 - لغة البرمجة العالمية ألغول.

تنتمي أجهزة الكمبيوتر، بدءًا من UNIVAC وتنتهي بـ BESM-2 والنماذج الأولى لأجهزة كمبيوتر Minsk وUral، إلى الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر.

2. الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر: 1960-1970

تم بناء الدوائر المنطقية على عناصر أشباه الموصلات والعناصر المغناطيسية المنفصلة (الثنائيات، والترانزستورات ثنائية القطب، والمحولات الدقيقة من الفريت الحلقية). تم استخدام دوائر الدوائر المطبوعة (ألواح مصنوعة من رقائق جيتيناكس) كأساس تصميمي وتكنولوجي. لقد أصبح مبدأ الكتلة لتصميم الماكينة مستخدمًا على نطاق واسع، والذي يسمح لك بربط عدد كبير من الأجهزة الخارجية المختلفة بالأجهزة الرئيسية، مما يوفر مرونة أكبر في استخدام أجهزة الكمبيوتر. زادت ترددات الساعة للدوائر الإلكترونية إلى مئات الكيلو هرتز.

بدأ استخدام محركات الأقراص الخارجية على الأقراص المغناطيسية الصلبة والأقراص المرنة - وهو مستوى متوسط ​​من الذاكرة بين محركات الأشرطة المغناطيسية وذاكرة الوصول العشوائي.

في عام 1964، ظهرت أول شاشة كمبيوتر - IBM 2250. وكانت عبارة عن شاشة أحادية اللون مقاس 12 × 12 بوصة ودقة 1024 × 1024 بكسل. وكان معدل الإطار 40 هرتز.

تتطلب أنظمة التحكم التي تم إنشاؤها على أساس أجهزة الكمبيوتر أداءً أعلى من أجهزة الكمبيوتر، والأهم من ذلك، الموثوقية. أصبحت رموز اكتشاف الأخطاء وتصحيحها ودوائر التحكم المدمجة مستخدمة على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر.

كانت آلات الجيل الثاني هي أول من قام بتنفيذ أوضاع المعالجة المجمعة والمعالجة عن بعد للمعلومات.

كان أول جهاز كمبيوتر يستخدم أجهزة أشباه الموصلات جزئيًا بدلاً من الأنابيب المفرغة هو جهاز SEAC (الكمبيوتر الأوتوماتيكي القياسي الشرقي)، الذي تم إنشاؤه في عام 1951.

في أوائل الستينيات، بدأ إنتاج آلات أشباه الموصلات في الاتحاد السوفياتي.

3. الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر: 1970-1980

في عام 1958، اخترع روبرت نويس دائرة السيليكون المتكاملة الصغيرة، والتي يمكن أن تحتوي على عشرات الترانزستورات في مساحة صغيرة. أصبحت هذه الدوائر تُعرف فيما بعد باسم الدوائر المتكاملة صغيرة الحجم (SSI). وفي أواخر الستينيات، بدأ استخدام الدوائر المتكاملة في أجهزة الكمبيوتر.

لقد تم بالفعل بناء الدوائر المنطقية لأجهزة كمبيوتر الجيل الثالث بالكامل على دوائر متكاملة صغيرة. زادت ترددات الساعة للدوائر الإلكترونية إلى عدة ميغاهيرتز. انخفض جهد الإمداد (وحدات الفولت) والطاقة التي يستهلكها الجهاز. زادت موثوقية وأداء أجهزة الكمبيوتر بشكل ملحوظ.

تستخدم ذكريات الوصول العشوائي نوى فريت أصغر، وألواح فريت، وأفلام مغناطيسية مع حلقة تباطؤ مستطيلة. أصبحت محركات الأقراص تستخدم على نطاق واسع كأجهزة تخزين خارجية.

وظهر مستويان آخران من أجهزة التخزين: أجهزة ذاكرة الوصول العشوائي الفائقة على سجلات الزناد، والتي تتميز بسرعة هائلة ولكن سعة صغيرة (عشرات الأرقام)، وذاكرة تخزين مؤقت عالية السرعة.

منذ انتشار استخدام الدوائر المتكاملة في أجهزة الكمبيوتر، يمكن ملاحظة التقدم التكنولوجي في مجال الحوسبة باستخدام قانون مور المعروف. اكتشف جوردون مور، أحد مؤسسي شركة إنتل، قانونًا في عام 1965 يتضاعف بموجبه عدد الترانزستورات في شريحة واحدة كل 1.5 سنة.

نظرًا للتعقيد الكبير لكل من الأجهزة والبنية المنطقية لأجهزة كمبيوتر الجيل الثالث، غالبًا ما يطلق عليها اسم الأنظمة.

وهكذا، كانت أجهزة الكمبيوتر الأولى من هذا الجيل نماذج من أنظمة IBM (عدد من نماذج IBM 360) وPDP (PDP 1). في الاتحاد السوفييتي، وبالتعاون مع دول مجلس المساعدة الاقتصادية المتبادلة (بولندا والمجر وبلغاريا وألمانيا الشرقية وغيرها)، بدأت نماذج النظام الموحد (EU) ونظام الحواسيب الصغيرة (SM) في الظهور. يتم إنتاجها.

في أجهزة كمبيوتر الجيل الثالث، يتم إيلاء اهتمام كبير لتقليل تعقيد البرمجة، وكفاءة تنفيذ البرنامج في الأجهزة، وتحسين الاتصال بين المشغل والآلة. ويتم ضمان ذلك من خلال أنظمة تشغيل قوية، وأتمتة برمجة متقدمة، وأنظمة فعالة لمقاطعة البرامج، وأوضاع تشغيل مشاركة الوقت، وأوضاع التشغيل في الوقت الفعلي، وأوضاع التشغيل متعددة البرامج، وأوضاع الاتصال التفاعلية الجديدة. كما ظهر أيضًا جهاز طرفي فيديو فعال للاتصال بين المشغل والجهاز - شاشة فيديو أو شاشة عرض.

يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لزيادة موثوقية وموثوقية تشغيل الكمبيوتر وتسهيل صيانتها. يتم ضمان الموثوقية والموثوقية من خلال الاستخدام الواسع النطاق للرموز مع الكشف التلقائي عن الأخطاء وتصحيحها (رموز تصحيح هامينغ والرموز الدورية).

لقد خلق التنظيم المعياري لأجهزة الكمبيوتر والبناء المعياري لأنظمة التشغيل الخاصة بها فرصًا كبيرة لتغيير تكوين أنظمة الكمبيوتر. وفي هذا الصدد، ظهر مفهوم جديد لـ "بنية" النظام الحاسوبي، والذي يحدد التنظيم المنطقي لهذا النظام من وجهة نظر المستخدم والمبرمج.

4. الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر: 1980-1990

كان الحدث الثوري في تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر للجيل الثالث من الآلات هو إنشاء دوائر متكاملة كبيرة وكبيرة جدًا (التكامل واسع النطاق - LSI والتكامل واسع النطاق جدًا - VLSI)، ومعالج دقيق (1969) وكمبيوتر شخصي. منذ عام 1980، بدأ إنشاء جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا على أساس المعالجات الدقيقة. أصبح الكمبيوتر الأكثر شعبية جهاز كمبيوتر شخصي.

بدأ إنشاء الدوائر المنطقية المتكاملة في أجهزة الكمبيوتر على أساس ترانزستورات CMOS أحادية القطب ذات تأثير مجالي مع توصيلات مباشرة، تعمل بسعات أصغر من الفولتية الكهربائية (وحدات فولت)، وتستهلك طاقة أقل من الترانزستورات ثنائية القطب، وبالتالي تسمح بتنفيذ المزيد تقنيات النانو المتقدمة (في تلك السنوات - بمقياس وحدات الميكرونات).

تم إنشاء أول كمبيوتر شخصي في أبريل 1976 من قبل صديقين، ستيف جوبي (مواليد 1955)، موظف في شركة أتاري، وستيفان وزنياك (مواليد 1950)، الذي كان يعمل في شركة هيوليت باكارد. استنادًا إلى وحدة تحكم مدمجة 8 بت لدائرة ملحومة بشدة للعبة إلكترونية شهيرة، والعمل في المساء في مرآب للسيارات، صنعوا كمبيوتر ألعاب بسيطًا من Apple مبرمجًا بلغة BASIC، والذي حقق نجاحًا كبيرًا. في أوائل عام 1977، تم تسجيل شركة أبل، وبدأ إنتاج أول كمبيوتر شخصي في العالم، أبل.

5. الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر: 1990 إلى الوقت الحاضر

تتم مناقشة ميزات بنية الجيل الحديث من أجهزة الكمبيوتر بالتفصيل في هذه الدورة.

وباختصار يمكن صياغة المفهوم الأساسي لحاسوب الجيل الخامس على النحو التالي:

1. أجهزة كمبيوتر تعمل بمعالجات دقيقة فائقة التعقيد ذات بنية متجهة متوازية، وتقوم في نفس الوقت بتنفيذ العشرات من تعليمات البرنامج المتسلسلة.

2. أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على عدة مئات من معالجات العمل المتوازية، مما يسمح ببناء أنظمة معالجة البيانات والمعرفة، وأنظمة كمبيوتر شبكية فعالة.

الأجيال السادسة واللاحقة من أجهزة الكمبيوتر

أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية والإلكترونية الضوئية ذات التوازي الهائل، والبنية العصبية، مع شبكة موزعة تضم عددًا كبيرًا (عشرات الآلاف) من المعالجات الدقيقة التي تعمل على تصميم بنية الأنظمة البيولوجية العصبية.

خاتمة

يتم تقسيم جميع مراحل تطوير الكمبيوتر بشكل تقليدي إلى أجيال.

تم إنشاء الجيل الأول على أساس المصابيح الكهربائية المفرغة، وتم التحكم في الآلة من خلال جهاز التحكم عن بعد والبطاقات المثقوبة باستخدام رموز الآلة. تم وضع أجهزة الكمبيوتر هذه في عدة خزانات معدنية كبيرة تشغل غرفًا بأكملها.

ظهر الجيل الثالث في الستينيات من القرن العشرين. تم تصنيع عناصر الكمبيوتر على أساس ترانزستورات أشباه الموصلات. تقوم هذه الآلات بمعالجة المعلومات تحت سيطرة البرامج بلغة التجميع. تم إدخال البيانات والبرامج من خلال البطاقات المثقوبة والأشرطة المثقوبة.

تم تنفيذ الجيل الثالث على دوائر دقيقة تحتوي على مئات أو آلاف الترانزستورات على لوحة واحدة. مثال على جهاز الجيل الثالث هو كمبيوتر ES. تم التحكم في تشغيل هذه الآلات من خلال المحطات الأبجدية الرقمية. تم استخدام لغات عالية المستوى والتجميع للتحكم. تم إدخال البيانات والبرامج من الجهاز ومن البطاقات المثقوبة والأشرطة المثقبة.

تم إنشاء الجيل الرابع على أساس الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (LSI). أبرز ممثلي الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر هم أجهزة الكمبيوتر الشخصية (PC). يسمى الكمبيوتر الصغير العالمي ذو المستخدم الواحد بالكمبيوتر الشخصي. تم التواصل مع المستخدم من خلال شاشة عرض رسومية ملونة باستخدام لغات عالية المستوى.

يعتمد الجيل الخامس على الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (VLSI)، والتي تتميز بالكثافة الهائلة للعناصر المنطقية على الشريحة.

من المفترض أنه في المستقبل، سيتم نشر إدخال المعلومات إلى الكمبيوتر من الصوت، والتواصل مع الآلة باللغة الطبيعية، ورؤية الكمبيوتر، واللمس الآلي، وإنشاء الروبوتات الذكية والأجهزة الآلية.

يتم تنفيذ هذا المبدأ من خلال وجود ذاكرة الوصول العشوائي. هذا قرار مهم بشكل أساسي، لأنه في البداية، تم تصميم أجهزة الحوسبة الأوتوماتيكية بحيث تأتي الأوامر إما من جهاز إدخال أو يتم توصيلها مباشرة إلى الدوائر الكهربائية، ومن أجل حل مشكلة جديدة كان من الضروري إعادة لحام الدوائر. واقترح تشارلز باباج أيضًا أن يتم تخزين الأرقام فقط في «المستودع» (الذاكرة)، ويجب إدخال الأوامر باستخدام البطاقات المثقوبة. تم تطبيق الحل المتمثل في تخزين الأوامر والبيانات في الذاكرة على قدم المساواة في أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الأولى.

مبدأ التحكم في البرنامج

يتم تنفيذ هذا المبدأ من خلال وجود نظام التحكم. مبدأ التحكم في البرنامج هو أن الكمبيوتر يعمل وفق برنامج مخزن في الذاكرة. يتكون البرنامج من الأوامر (رابط الشكل).

التنفيذ المتسلسل للعمليات

التنفيذ المتسلسل للعمليات يعني تنفيذ الأوامر واحدة تلو الأخرى، ويبدأ تنفيذ الأمر الجديد بعد الانتهاء من الأمر السابق. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة، إلى جانب المعالجة المتسلسلة، هناك إمكانية المعالجة المتوازية للعديد من العمليات، مما يؤدي إلى تسريع العمل بشكل كبير وتوسيع قدرات الكمبيوتر. ولكن هذا لم يكن الحال في التطورات الأولى.

الترميز الثنائي

يتم تخزين المعلومات الموجودة في الكمبيوتر ومعالجتها في شكل مشفر. يستخدم نظام الأرقام الثنائية للترميز. يتم تفسير ذلك من خلال سهولة التنفيذ الفني للأحرف الثنائية 0 و 1، والتي يتم تفسيرها بواسطة الإشارات الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض، وسهولة التشغيل مع الأرقام الثنائية. وتجدر الإشارة إلى أن هذا المبدأ لم يتم تطبيقه في البداية في جميع أجهزة الكمبيوتر. كان أول مولود لتكنولوجيا الحوسبة الأمريكية، وهو كمبيوتر Mark-1، يقوم بإجراء العمليات الحسابية بالنظام العشري، لكن التنفيذ الفني للترميز العشري كان معقدًا للغاية، وتم التخلي عنه لاحقًا.

استخدام العناصر الإلكترونية والدوائر الكهربائية

يضمن استخدام العناصر الإلكترونية والدوائر الكهربائية أكبر قدر من الموثوقية لتشغيل الكمبيوتر مقارنةً بالمرحلات الكهروميكانيكية التي تم استخدامها في التصميمات الأولى لأجهزة الكمبيوتر.

أجيال الكمبيوتر وآفاق تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

في تاريخ تطور أدوات الحوسبة، يمكن تمييز ثلاث مراحل تاريخية، يتم عرض الأطر الزمنية لها في الجدول 1.

الجدول بالحجم الكامل

وبمقارنة هذه الفترات الزمنية، يمكننا القول إن الوقت الذي حققت فيه البشرية قفزة هائلة من أجهزة الكمبيوتر الأولى إلى أجهزة الكمبيوتر الفائقة الحديثة هو لحظة "بين الماضي والمستقبل".

الفترة من 1945 إلى منتصف. التسعينيات ينقسم تطور تكنولوجيا الكمبيوتر عادة إلى أربع مراحل تتميز بالتغيرات النوعية في الأجهزة والبرمجيات. وتسمى هذه المراحل بالأجيال. يتم عرض الخصائص الرئيسية لكل جيل في الجدول 2. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الحدود بين الأجيال ليست محددة بوضوح. في عملية تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر، تم تطوير نماذج الكمبيوتر التي لها خصائص الجيل الجديد.

الجدول 2: أجيال الكمبيوتر

جيل الكمبيوتر
الحدود الزمنية لهذه الفترة	سر. الأربعينيات - منتصف. الخمسينيات	سر. منتصف الخمسينيات. الستينيات	سر. الستينيات - السبعينيات
قاعدة العنصر	مصابيح الفراغ الإلكتروني (ما يصل إلى 20 ألف مصباح في الجهاز الواحد)	ترانزستورات أشباه الموصلات. يتم تركيب الدوائر على لوحات منفصلة.	الدوائر الدقيقة عبارة عن دائرة إلكترونية مكونة من عدة آلاف من العناصر التي تنفذ وظيفة محددة (يصل حجمها إلى 0.3 - 0.5 سم 2).	المعالجات الدقيقة عبارة عن دائرة متكاملة ذات درجة عالية من التكامل تؤدي وظائف وحدة التحكم ووحدة الحساب والمنطق.
مصداقية	ارتفاع درجة الحرارة بشكل متكرر، صعوبة استكشاف الأخطاء وإصلاحها، الاستبدال » 2000 مصباح شهريًا	تم القضاء على ارتفاع درجة الحرارة. في حالة حدوث خلل، يتم استبدال اللوحة بأكملها. مزيد من الموثوقية والمتانة	قدر أكبر من الموثوقية والمتانة مقارنة
الأداء (عدد العمليات في الثانية)	(10-20 ألف عملية/ثانية)	(ما يصل إلى مليون عملية/ثانية)	(عدة ملايين من العمليات/ثانية)	(عشرات الملايين من العمليات/الثانية)
سعة ذاكرة الوصول العشوائي
إنتاج	نسخ مفردة	مسلسل	أنظمة الآلات المتوافقة	الإنتاج بكثافة الإنتاج بكميات ضخمة
أبعاد	تشغل الخزانات الضخمة غرفة آلة كبيرة	رفوف كبيرة من نفس النوع، أطول من ارتفاع الإنسان، تشغل غرفة الكمبيوتر	الآلة مصنوعة على شكل رفين؛ لا يتطلب أماكن خاصة	الإنجاز الرئيسي هو ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية الموجودة على سطح المكتب
برمجة	رموز الآلة. يتطلب احترافية عالية ومعرفة ببنية الكمبيوتر	اللغات الخوارزمية	مزيد من التطوير والتنوع في لغات البرمجة	لغات لحل مشاكل الإدارة المتخصصة وقواعد البيانات ومحرري النصوص
	إنياك إدساك (الولايات المتحدة الأمريكية) ميسم (روسيا)	BESM-*; "مينسك **" (روسيا)	الاتحاد الأوروبي (نظام واحد): EU-1060؛ SM (سلسلة الحواسيب الصغيرة: SM-22...	IBM-8080,088، *286 (الولايات المتحدة الأمريكية)؛ "إيسكرا 1030"، "نيرون" (روسيا)

وفقا للقاعدة الأولية ومستوى تطوير البرمجيات، يتم تمييز أربعة أجيال حقيقية من أجهزة الكمبيوتر، ويرد وصف موجز لها في الجدول:

خيارات المقارنة	أجيال الكمبيوتر
				الرابع
فترة من الزمن
قاعدة العنصر (لوحدة التحكم، ALU)	المصابيح الإلكترونية (أو الكهربائية).	أشباه الموصلات (الترانزستورات)	دوائر متكاملة	الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (LSI)
النوع الرئيسي للكمبيوتر			صغير (ميني)
أجهزة الإدخال الأساسية	جهاز التحكم عن بعد، بطاقة مثقوبة، إدخال الشريط المثقوب		عرض أبجدي رقمي، لوحة المفاتيح	عرض رسومي ملون، ماسح ضوئي، لوحة مفاتيح
أجهزة الإخراج الرئيسية	جهاز طباعة أبجدية رقمية (ADP)، إخراج شريط مثقوب		الراسمة، الطابعة
ذاكرة خارجية	الأشرطة المغناطيسية، والطبول، والأشرطة المثقوبة، والبطاقات المثقوبة		أشرطة ورقية مثقوبة، قرص مغناطيسي	الأقراص المغناطيسية والضوئية
الحلول البرمجية الرئيسية	لغات البرمجة العالمية، مترجمون	أنظمة التشغيل المجمعة التي تعمل على تحسين المترجمين	أنظمة التشغيل التفاعلية، لغات البرمجة المهيكلة	برامج ودية، وأنظمة تشغيل الشبكة
وضع تشغيل الكمبيوتر	برنامج واحد	حزمة	وقت المشاركة	العمل الشخصي ومعالجة الشبكات
الغرض من استخدام الكمبيوتر	الحسابات العلمية والتقنية	الحسابات الفنية والاقتصادية	الحسابات الإدارية والاقتصادية	الاتصالات السلكية واللاسلكية وخدمات المعلومات

تطور استخدام الكمبيوتر. مشروع حاسوب الجيل الخامس

تقوم تقنية تصميم البرنامج المدروس بتنفيذ التحويل المتسلسل لعدد من الإشارات، أي. الترميز الخاص بهم:

هذا المخطط له عيبان:

1. إن عملية إعداد مشكلة للحل على جهاز كمبيوتر أطول بشكل غير متناسب من الحل نفسه: فالعديد من أشهر من إعداد المشكلة لا يمكن مقارنتها بعدة دقائق من حلها على جهاز كمبيوتر؛

1. تعمل سلسلة "العميل - الكمبيوتر" عمومًا مثل الهاتف المعيب نظرًا لأنه في عملية الاتصال يستخدم المشاركون في هذه السلسلة عدة لغات (لغة طبيعية، رياضية، لغة رمز رسومية، لغة برمجة، إلخ)، بعضها منها غامضة معنى البيانات. ولهذا السبب يجب الاتفاق على نتائج حل المشكلة مع العميل وربما يجب إجراء تغييرات على البرنامج. يؤدي هذا أيضًا إلى إطالة عملية إعداد منتج البرنامج.

وبالتالي، فإن مدة إعداد المشكلة لحلها الآلي هي أحد أسباب تحسين التكنولوجيا التقليدية لهذا الإجراء.

أما السبب الثاني فيتعلق بالتطور الموضوعي لاستخدام الحاسوب، وهو ما يوضحه الجدول:

معامل	تطور استخدام الكمبيوتر
					منذ التسعينيات القرن ال 20
معيار كفاءة استخدام الكمبيوتر	موارد الآلة	موارد الآلة	الموارد البشرية: كثافة اليد العاملة في تطوير البرامج وصيانتها	إضفاء الطابع الرسمي على المعرفة المهنية كثيفة العمالة	اكتمال وسرعة الوصول إلى المعلومات
موقع المستخدم	غرفة المحرك	غرفة منفصلة	قاعة المحطة	سطح المكتب	أي موبايل
نوع المستخدم	مهندس- مبرمج	مبرمج محترف	مستخدم مبرمج	مستخدم لديه تدريب عام على الكمبيوتر	مستخدم ضعيف التدريب
نوع الحوار	العمل على جهاز التحكم عن بعد	تبادل الوسائط المثقوبة وبرامج الآلة	تفاعلية (لوحة المفاتيح والشاشة)	تفاعلي عبر القائمة الصلبة	تفاعلية، رسومية واجهه المستخدم

وكما يتبين من الجدول، فإن الكمبيوتر "يقترب" من المستخدم النهائي، الذي لم يتم تدريبه جيدًا على التواصل مع الكمبيوتر ويواجه صعوبات كبيرة في حل مشكلاته التطبيقية باستخدام الكمبيوتر. في هذا الصدد، تنشأ مشكلة تنظيم نوع جديد من التفاعل بين المستخدم النهائي والكمبيوتر. تم التعبير عن هذه المشكلة في مشروع كمبيوتر الجيل الخامس، الذي نُشر في أوائل الثمانينيات من القرن العشرين في اليابان.

الفكرة الرئيسية لهذا المشروع هي جعل التواصل بين المستخدم النهائي والكمبيوتر بسيطًا قدر الإمكان، على غرار التواصل مع أي جهاز منزلي. ولحل هذه المشكلة تم اقتراح التوجهات التالية:

1. تطوير واجهة بسيطة تسمح للمستخدم النهائي بالحوار مع الكمبيوتر لحل مشاكله. يمكن تنظيم هذه الواجهة بطريقتين: اللغة الطبيعية والرسومية. يعد دعم الحوار باللغة الطبيعية مشكلة معقدة للغاية ولم يتم حلها بعد. من الواقعي إنشاء واجهة رسومية، والتي يتم إجراؤها في عدد من منتجات البرامج، على سبيل المثال، في نظام التشغيل Windows’xx. هذه الواجهة واضحة ولا تتطلب معرفة خاصة. ومع ذلك، فإن تطوير واجهات يمكن الوصول إليها يحل المشكلة إلى النصف فقط - فهو يسمح للمستخدم النهائي بالوصول إلى البرامج المصممة مسبقًا دون المشاركة في تطويرها؛

1. إشراك المستخدم النهائي في تصميم المنتجات البرمجية. سيسمح هذا الاتجاه بإدراج العميل مباشرة في عملية إنشاء البرامج، مما سيؤدي في النهاية إلى تقليل وقت تطوير منتجات البرامج وربما تحسين جودتها. ترتبط هذه التقنية بإضفاء الطابع الرسمي التلقائي على المعرفة المهنية للمستخدم النهائي وتتضمن مرحلتين من تصميم المنتج البرمجي:

• يقوم المبرمج بإنشاء غلاف برمجي عالمي "فارغ" يمكن ملؤه بمعارف محددة واستخدامه لحل المشكلات العملية. على سبيل المثال، يمكن ملء هذه القشرة بقواعد إعداد الميزانيات الربع سنوية وغيرها من الميزانيات العمومية للمؤسسات، ومن ثم يمكنها حل المشكلات المحاسبية. أو كان من الممكن إضافة قواعد تسجيل المتقدمين هناك، والتي تم تحديدها مسبقًا واستخدامها في الأمثلة. في هذه الحالة، سنحصل على منتج برمجي مشابه لما صممناه أعلاه، وما إلى ذلك؛
• يقوم المستخدم النهائي بملء غلاف البرنامج الذي أنشأه المبرمج، ويدخل فيه المعرفة التي هو حاملها (في مجال موضوعي معين). يمكن استخدام الواجهة الواضحة التي تمت مناقشتها أعلاه هنا. بعد ذلك، يكون منتج البرنامج جاهزًا للاستخدام.

وهكذا فإن تقنية إعداد المسائل التطبيقية للحل على الحاسوب المقترحة في مشروع حاسوب الجيل الخامس تتضمن مرحلتين وهي مبينة في الشكل:

مبرمج

أ) يقوم المبرمج بإنشاء غلاف برنامج فارغ؛

عميل

ب) يملأ العميل (المستخدم النهائي) الصدفة بالمعرفة

غلاف البرنامج، المليء بمعرفة المستخدم النهائي، جاهز لحل مشكلات التطبيق تلك، وقواعد الحل التي أدخلها المستخدم النهائي فيه. وهكذا يبدأ تشغيل منتج البرنامج.

تواجه التكنولوجيا المقترحة العديد من المشاكل الخطيرة المرتبطة بتمثيل المعرفة ومعالجتها. ومع ذلك، فإن الاختراق في مجال تصميم منتجات البرمجيات التطبيقية يرتبط به.

خيارات المقارنة	أجيال الكمبيوتر
	أولاً	ثانية	ثالث	الرابع
فترة من الزمن	1946 - 1959	1960 - 1969	1970 - 1979	منذ عام 1980
قاعدة العنصر (لوحدة التحكم، ALU)	المصابيح الإلكترونية (أو الكهربائية).	أشباه الموصلات (الترانزستورات)	دوائر متكاملة	الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (LSI)
النوع الرئيسي للكمبيوتر	كبير		صغير (ميني)	مجهري
أجهزة الإدخال الأساسية	جهاز التحكم عن بعد، بطاقة مثقوبة، إدخال الشريط المثقوب	تمت إضافة العرض الأبجدي الرقمي ولوحة المفاتيح	عرض أبجدي رقمي، لوحة المفاتيح	عرض رسومي ملون، ماسح ضوئي، لوحة مفاتيح
أجهزة الإخراج الرئيسية	جهاز طباعة أبجدية رقمية (ADP)، إخراج شريط مثقوب		الراسمة، الطابعة
ذاكرة خارجية	الأشرطة المغناطيسية، والطبول، والأشرطة المثقوبة، والبطاقات المثقوبة	وأضاف القرص المغناطيسي	أشرطة ورقية مثقوبة، قرص مغناطيسي	الأقراص المغناطيسية والضوئية
الحلول البرمجية الرئيسية	لغات البرمجة العالمية، مترجمون	أنظمة التشغيل المجمعة التي تعمل على تحسين المترجمين	أنظمة التشغيل التفاعلية، لغات البرمجة المهيكلة	برامج ودية، وأنظمة تشغيل الشبكة
وضع تشغيل الكمبيوتر	برنامج واحد	حزمة	وقت المشاركة	العمل الشخصي ومعالجة الشبكات
الغرض من استخدام الكمبيوتر	الحسابات العلمية والتقنية	الحسابات الفنية والاقتصادية	الحسابات الإدارية والاقتصادية	الاتصالات السلكية واللاسلكية وخدمات المعلومات

الجدول - الخصائص الرئيسية لأجهزة الكمبيوتر من مختلف الأجيال

جيل	1	2	3	4
الفترة، سنوات	1946 -1960	1955-1970	1965-1980	1980 إلى الوقت الحاضر الواقع الافتراضي.
قاعدة العنصر	أنابيب مفرغة	الثنائيات والترانزستورات أشباه الموصلات	دوائر متكاملة	دوائر متكاملة واسعة النطاق
بنيان	عمارة فون نيومان	وضع متعدد البرامج	شبكات الحاسوب المحلية، وأنظمة الحوسبة المشتركة	الأنظمة متعددة المعالجات، الحواسيب الشخصية، الشبكات العالمية
أداء	10 - 20 ألف عملية / ثانية	100-500 ألف عملية/ثانية	حوالي 1 مليون عملية / ثانية	عشرات ومئات الملايين من العمليات
برمجة	لغات الآلة	أنظمة التشغيل، اللغات الخوارزمية	أنظمة التشغيل، أنظمة الحوار، أنظمة الرسومات الحاسوبية	حزم التطبيقات وقواعد البيانات والمعرفة والمتصفحات
الأجهزة الخارجية	أجهزة الإدخال من الأشرطة المثقوبة والبطاقات المثقوبة،	ATsPU، المُبرِقة الكاتبة، NML، NMB	محطات الفيديو، ومحركات الأقراص الصلبة	NGMD وأجهزة المودم والماسحات الضوئية وطابعات الليزر
طلب	مشاكل الحساب	المهام الهندسية والعلمية والاقتصادية	ACS، CAD، المهام العلمية والتقنية	مهام الإدارة، الاتصالات، إنشاء محطات العمل، معالجة النصوص، الوسائط المتعددة
أمثلة	إنياك، يونيفاك (الولايات المتحدة الأمريكية)؛ BESM - 1,2، M-1، M-20 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	آي بي إم 701/709 (الولايات المتحدة الأمريكية) BESM-4، M-220، مينسك، BESM-6 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	IBM 360/370، PDP -11/20، Cray -1 (الولايات المتحدة الأمريكية)؛ الاتحاد الأوروبي 1050، 1066، إلبروس 1.2 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	كراي T3 E، SGI (الولايات المتحدة الأمريكية)، أجهزة الكمبيوتر والخوادم ومحطات العمل من مختلف الشركات المصنعة

على مدى 50 عاما، ظهرت عدة أجيال من أجهزة الكمبيوتر، لتحل محل بعضها البعض. يتم تحديد التطور السريع لـ VT في جميع أنحاء العالم فقط من خلال قاعدة العناصر المتقدمة والحلول المعمارية.
وبما أن الكمبيوتر عبارة عن نظام يتكون من أجهزة وبرامج، فمن الطبيعي أن نفهم جيلًا كنماذج حاسوبية تتميز بنفس الحلول التكنولوجية والبرمجية (قاعدة العناصر، الهندسة المنطقية، البرمجيات). وفي الوقت نفسه، في عدد من الحالات، من الصعب للغاية تصنيف VT حسب الجيل، لأن الخط بينهما يصبح غير واضح بشكل متزايد من جيل إلى جيل.
الجيل الاول.
قاعدة العنصر - الأنابيب والمرحلات الإلكترونية. تم تنفيذ ذاكرة الوصول العشوائي على زحافات، في وقت لاحق على النوى الفريت. الموثوقية منخفضة، وكان هناك حاجة إلى نظام التبريد؛ كان لأجهزة الكمبيوتر أبعاد كبيرة. الأداء - 5 - 30 ألف عملية/عملية حسابية؛ البرمجة - في رموز الكمبيوتر (رمز الآلة)، ظهرت الرموز التلقائية والمجمعات لاحقًا. تم تنفيذ البرمجة من قبل دائرة ضيقة من علماء الرياضيات والفيزياء ومهندسي الإلكترونيات. تم استخدام أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول بشكل أساسي لإجراء الحسابات العلمية والتقنية.

الجيل الثاني.
قاعدة عنصر أشباه الموصلات. تمت زيادة الموثوقية والأداء بشكل كبير، كما تم تقليل الأبعاد واستهلاك الطاقة. تطوير مرافق الإدخال والإخراج والذاكرة الخارجية. عدد من الحلول المعمارية التقدمية ومواصلة تطوير تكنولوجيا البرمجة - وضع مشاركة الوقت ووضع البرمجة المتعددة (الجمع بين عمل المعالج المركزي لمعالجة البيانات وقنوات الإدخال/الإخراج، بالإضافة إلى موازنة عمليات جلب الأوامر والبيانات من الذاكرة)
وفي الجيل الثاني، بدأ يظهر بوضوح التمييز بين أجهزة الكمبيوتر إلى صغيرة ومتوسطة وكبيرة. لقد توسع نطاق استخدام أجهزة الكمبيوتر لحل المشكلات - التخطيط والاقتصاد وإدارة عمليات الإنتاج وما إلى ذلك - بشكل كبير.
يتم إنشاء أنظمة التحكم الآلي (ACS) للمؤسسات والصناعات والعمليات التكنولوجية بأكملها (ACS). تتميز نهاية الخمسينيات بظهور عدد من لغات البرمجة عالية المستوى (HLP) الموجهة نحو المشكلات: FORTRAN، ALGOL-60، وما إلى ذلك. وقد تم تطوير البرمجيات في إنشاء مكتبات البرامج القياسية في مختلف لغات البرمجة ولأغراض مختلفة، شاشات ومرسلون للتحكم في أوضاع تشغيل الكمبيوتر، وتخطيط موارده، مما وضع الأساس لمفاهيم أنظمة التشغيل من الجيل التالي.

الجيل الثالث.
قاعدة العنصر على الدوائر المتكاملة (IC). تظهر سلسلة من نماذج الكمبيوتر المتوافقة مع البرامج من الأسفل إلى الأعلى وتتمتع بقدرات متزايدة من نموذج إلى آخر. أصبحت البنية المنطقية لأجهزة الكمبيوتر ومعداتها الطرفية أكثر تعقيدًا، مما أدى إلى توسيع الوظائف وقدرات الحوسبة بشكل كبير. تصبح أنظمة التشغيل (OS) جزءًا من جهاز الكمبيوتر. بدأ العديد من مهام إدارة الذاكرة وأجهزة الإدخال/الإخراج والموارد الأخرى يتولى نظام التشغيل أو مباشرة أجهزة الكمبيوتر. أصبحت البرمجيات قوية: تظهر أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS)، وأنظمة أتمتة التصميم (CAD) لأغراض مختلفة، ويتم تحسين أنظمة التحكم الآلي وأنظمة التحكم في العمليات. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لإنشاء حزم برامج التطبيقات (APP) لأغراض مختلفة.
تتطور اللغات وأنظمة البرمجة أمثلة: - سلسلة نماذج IBM/360، الولايات المتحدة الأمريكية، إنتاج متسلسل - منذ عام 1964؛ - أجهزة الكمبيوتر في الاتحاد الأوروبي والاتحاد السوفييتي ودول CMEA منذ عام 1972.
الجيل الرابع.
أصبحت قاعدة العناصر عبارة عن دوائر متكاملة واسعة النطاق (LSI) وواسعة النطاق (VLSI). تم تصميم أجهزة الكمبيوتر بالفعل للاستخدام الفعال للبرامج (على سبيل المثال، أجهزة الكمبيوتر المشابهة لنظام UNIX، والتي من الأفضل أن تكون منغمسة في بيئة برامج UNIX؛ وأجهزة Prolog التي تركز على مهام الذكاء الاصطناعي)؛ محطات الطاقة النووية الحديثة. تتطور معالجة معلومات الاتصالات بسرعة من خلال تحسين جودة قنوات الاتصال باستخدام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. يتم إنشاء شبكات المعلومات والكمبيوتر الوطنية والعابرة للحدود الوطنية، مما يجعل من الممكن الحديث عن بداية حوسبة المجتمع البشري ككل.
يتم تحديد المزيد من التثقيف الفكري لتكنولوجيا الكمبيوتر من خلال إنشاء واجهات أكثر تطوراً بين الإنسان والحاسوب، وقواعد المعرفة، وأنظمة الخبراء، وأنظمة البرمجة المتوازية، وما إلى ذلك.
لقد أتاحت قاعدة العناصر تحقيق نجاح كبير في التصغير، مما أدى إلى زيادة موثوقية وأداء أجهزة الكمبيوتر. وظهرت أجهزة الكمبيوتر الصغيرة والصغيرة الحجم، متفوقة على إمكانيات أجهزة الكمبيوتر المتوسطة والكبيرة من الجيل السابق وبتكلفة أقل بكثير. أدت تكنولوجيا إنتاج المعالجات المستندة إلى VLSI إلى تسريع وتيرة إنتاج أجهزة الكمبيوتر وجعلت من الممكن تقديم أجهزة الكمبيوتر إلى الجماهير العريضة من المجتمع. مع ظهور معالج عالمي على شريحة واحدة (المعالج الدقيق Intel-4004، 1971)، بدأ عصر الكمبيوتر الشخصي.
يمكن اعتبار أول جهاز كمبيوتر هو Altair-8800، الذي تم إنشاؤه على أساس Intel-8080، في عام 1974. إي روبرتس. أنشأ P. Allen و W. Gates مترجمًا من اللغة الأساسية الشهيرة، مما أدى إلى زيادة ذكاء جهاز الكمبيوتر الأول بشكل كبير (أسسوا لاحقًا شركة Microsoft Inc الشهيرة). يتم تحديد وجه الجيل الرابع إلى حد كبير من خلال إنشاء أجهزة كمبيوتر عملاقة تتميز بالأداء العالي (متوسط ​​السرعة 50 - 130 ميجا فلوب. 1 ميجا فلوب = 1 مليون عملية في الثانية بفاصلة عائمة) والهندسة المعمارية غير التقليدية (مبدأ التوازي القائم على معالجة الأوامر عبر الأنابيب). تُستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة في حل مشكلات الفيزياء الرياضية وعلم الكونيات وعلم الفلك ونمذجة الأنظمة المعقدة، وما إلى ذلك. نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر القوية تلعب وستستمر في لعب دور تحويل مهم في الشبكات، غالبًا ما تتم مناقشة مشكلات الشبكة جنبًا إلى جنب مع الأسئلة المتعلقة بالكمبيوتر العملاق من بين التطورات المحلية ، أجهزة الكمبيوتر العملاقة - يمكن تسمية أجهزة الكمبيوتر بأجهزة سلسلة Elbrus، وأنظمة الكمبيوتر PS-2000 وPS-3000، التي تحتوي على ما يصل إلى 64 معالجًا يتم التحكم فيها بواسطة تدفق أوامر مشترك، وقد تم تحقيق الأداء في عدد من المهام بترتيب 200 ميجا فلوب. في الوقت نفسه، ونظرًا لتعقيد تطوير وتنفيذ مشاريع الكمبيوتر الفائق الحديثة، والتي تتطلب بحثًا أساسيًا مكثفًا في مجال علوم الكمبيوتر، والتقنيات الإلكترونية، ومعايير الإنتاج العالية، والتكاليف المالية الخطيرة، يبدو من غير المحتمل جدًا أن يتم تطويرها محليًا. سيتم إنشاء أجهزة كمبيوتر فائقة السرعة في المستقبل المنظور، وفقًا للخصائص الرئيسية التي لا تقل عن أفضل النماذج الأجنبية.
وتجدر الإشارة إلى أنه مع الانتقال إلى تكنولوجيا الملكية الفكرية لإنتاج الكمبيوتر، فإن التركيز المحدد للأجيال يتحول بشكل متزايد من قاعدة العناصر إلى مؤشرات أخرى: البنية المنطقية، والبرمجيات، وواجهة المستخدم، ومجالات التطبيق، وما إلى ذلك.
الجيل الخامس.

تفترض المعرفة الحاسوبية فهمًا للأجيال الخمسة لأجهزة الكمبيوتر، وهو ما ستتلقاه بعد قراءة هذا المقال.

عندما يتحدثون عن الأجيال، فإنهم يتحدثون أولاً عن الصورة التاريخية لأجهزة الكمبيوتر الإلكترونية (أجهزة الكمبيوتر).

تُظهر الصور الموجودة في ألبوم الصور بعد فترة زمنية معينة كيف تغير الشخص نفسه بمرور الوقت. وبنفس الطريقة، تمثل أجيال الكمبيوتر سلسلة من الصور لتكنولوجيا الحوسبة في مراحل مختلفة من تطورها.

عادة ما يتم تقسيم التاريخ الكامل لتطور تكنولوجيا الحوسبة الإلكترونية إلى أجيال. غالبًا ما ارتبطت تغييرات الأجيال بالتغيرات في القاعدة الأساسية لأجهزة الكمبيوتر وبتقدم التكنولوجيا الإلكترونية. أدى هذا دائمًا إلى زيادة الأداء وزيادة سعة الذاكرة. بالإضافة إلى ذلك، كقاعدة عامة، حدثت تغييرات في بنية الكمبيوتر، وتوسع نطاق المهام التي تم حلها على الكمبيوتر، وتغيرت طريقة التفاعل بين المستخدم والكمبيوتر.

كمبيوتر الجيل الأول

لقد كانت آلات أنبوبية من الخمسينيات. وكانت قاعدتهم الأولية عبارة عن أنابيب كهربائية مفرغة. كانت هذه الحواسيب عبارة عن هياكل ضخمة جدًا، تحتوي على آلاف المصابيح، وتشغل أحيانًا مئات الأمتار المربعة من الأرض، وتستهلك مئات الكيلووات من الكهرباء.

على سبيل المثال، كان أحد أجهزة الكمبيوتر الأولى عبارة عن وحدة ضخمة، يزيد طولها عن 30 مترًا، وتحتوي على 18 ألف أنبوب مفرغ، وتستهلك حوالي 150 كيلووات من الكهرباء.

تم استخدام الأشرطة المثقوبة والبطاقات المثقبة لإدخال البرامج والبيانات. لم يكن هناك شاشة أو لوحة مفاتيح أو ماوس. تم استخدام هذه الآلات بشكل أساسي في الحسابات الهندسية والعلمية التي لا تتعلق بمعالجة كميات كبيرة من البيانات. في عام 1949، تم إنشاء أول جهاز شبه موصل في الولايات المتحدة الأمريكية، ليحل محل الأنبوب المفرغ. حصلت على الاسم الترانزستور.

كمبيوتر الجيل الثاني

الترانزستورات

في الستينيات، أصبحت الترانزستورات هي القاعدة الأساسية لأجهزة الكمبيوتر من الجيل الثاني. أصبحت الآلات أكثر إحكاما وأكثر موثوقية وأقل استهلاكا للطاقة. - زيادة أداء وسعة الذاكرة الداخلية. لقد تطورت أجهزة الذاكرة الخارجية (المغناطيسية) بشكل كبير: الطبول المغناطيسية، ومحركات الأشرطة المغناطيسية.

خلال هذه الفترة، بدأ تطوير لغات البرمجة عالية المستوى: FORTRAN، ALGOL، COBOL. ولم يعد تجميع البرنامج يعتمد على طراز سيارة محدد؛ بل أصبح أكثر بساطة ووضوحًا وسهولة في الوصول إليه.

في عام 1959، تم اختراع طريقة جعلت من الممكن إنشاء الترانزستورات وجميع التوصيلات اللازمة بينهما على لوحة واحدة. أصبحت الدوائر التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة تعرف بالدوائر المتكاملة أو الرقائق. كان اختراع الدوائر المتكاملة بمثابة الأساس لمزيد من تصغير أجهزة الكمبيوتر.

وبعد ذلك، تضاعف عدد الترانزستورات التي يمكن وضعها لكل وحدة مساحة من الدائرة المتكاملة كل عام تقريبًا.

كمبيوتر الجيل الثالث

تم إنشاء هذا الجيل من أجهزة الكمبيوتر على قاعدة عناصر جديدة - الدوائر المتكاملة (ICs).

الدوائر الدقيقة

بدأ إنتاج أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث في النصف الثاني من الستينيات، عندما بدأت شركة IBM الأمريكية في إنتاج نظام الآلة IBM-360. وبعد ذلك بقليل، ظهرت آلات سلسلة IBM-370.

في الاتحاد السوفيتي في السبعينيات، بدأ إنتاج آلات سلسلة ES (نظام الكمبيوتر الموحد)، على غرار IBM 360/370. وصلت سرعة تشغيل أقوى نماذج الكمبيوتر بالفعل إلى عدة ملايين من العمليات في الثانية. على أجهزة الجيل الثالث، ظهر نوع جديد من أجهزة التخزين الخارجية - الأقراص المغناطيسية.

أدى التقدم في تطوير الإلكترونيات إلى الخلق الدوائر المتكاملة الكبيرة (LSI)حيث تم وضع عشرات الآلاف من العناصر الكهربائية في بلورة واحدة.

المعالج الدقيق

في عام 1971، أعلنت شركة إنتل الأمريكية عن إنشاء معالج دقيق. كان هذا الحدث ثوريًا في مجال الإلكترونيات.

المعالج الدقيقهو دماغ مصغر يعمل وفق برنامج مدمج في ذاكرته.

ومن خلال توصيل المعالج الدقيق بأجهزة الإدخال والإخراج والذاكرة الخارجية، حصلنا على نوع جديد من أجهزة الكمبيوتر: جهاز كمبيوتر صغير.

كمبيوتر الجيل الرابع

الحواسيب الصغيرة هي آلات الجيل الرابع. أجهزة الكمبيوتر الشخصية (PC) هي الأكثر انتشارًا. ويرتبط مظهرهم بأسماء اثنين من المتخصصين الأمريكيين: وستيف وزنياك. في عام 1976، وُلدت أول أجهزة كمبيوتر شخصية للإنتاج، Apple-1، وفي عام 1977، وُلدت Apple-2.

ومع ذلك، منذ عام 1980، أصبحت شركة IBM الأمريكية رائدة في سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية. لقد أصبحت هندستها المعمارية المعيار الدولي الفعلي لأجهزة الكمبيوتر الاحترافية. كانت الأجهزة الموجودة في هذه السلسلة تسمى IBM PC (الكمبيوتر الشخصي). إن ظهور وانتشار الكمبيوتر الشخصي من حيث أهميته للتنمية الاجتماعية يمكن مقارنته بظهور طباعة الكتب.

ومع تطور هذا النوع من الآلات ظهر مفهوم “تكنولوجيا المعلومات” التي بدونها يستحيل العمل في معظم مجالات النشاط البشري. لقد ظهر تخصص جديد - علوم الكمبيوتر.

كمبيوتر الجيل الخامس

وسوف تستند إلى قاعدة عناصر جديدة بشكل أساسي. يجب أن تكون جودتها الرئيسية هي المستوى الفكري العالي، على وجه الخصوص، التعرف على الكلام والصورة. وهذا يتطلب الانتقال من معماريات فون نيومان التقليدية إلى معماريات تراعي متطلبات مهام إنشاء الذكاء الاصطناعي.

وبالتالي، لمحو الأمية الحاسوبية، من الضروري أن نفهم ذلك في الوقت الراهن تم إنشاء أربعة أجيال من أجهزة الكمبيوتر:

• الجيل الأول: 1946 إنشاء آلة إينياك باستخدام الأنابيب المفرغة.
• الجيل الثاني: الستينيات. أجهزة الكمبيوتر مبنية على الترانزستورات.
• الجيل الثالث: السبعينيات. أجهزة الكمبيوتر مبنية على دوائر متكاملة (ICs).
• الجيل الرابع: بدأ إنشاؤه عام 1971 مع اختراع المعالج الدقيق (MP). مبني على أساس الدوائر المتكاملة الكبيرة (LSI) وLSI الفائق (VLSI).

الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر مبني على مبدأ الدماغ البشري ويتم التحكم فيه عن طريق الصوت. وفقا لذلك، من المتوقع استخدام التقنيات الجديدة بشكل أساسي. وبذلت اليابان جهودا كبيرة في تطوير حاسوب الجيل الخامس المزود بالذكاء الاصطناعي، لكنها لم تحقق نجاحا حتى الآن.