تحت جيل أجهزة الكمبيوترفهم جميع أنواع ونماذج أجهزة الكمبيوتر التي تم إنشاؤها بواسطة فرق التصميم المختلفة في دول مختلفةومبنية على مبادئ علمية وتقنية موحدة.

تم تحديد ظهور كل جيل جديد من أجهزة الكمبيوتر في المقام الأول من خلال المظهر قاعدة عنصر جديدة,أولئك. العناصر الإلكترونيةعلى أساسها تم إنشاء أجهزة الكمبيوتر (أنابيب الإلكترون، وعناصر أشباه الموصلات، وما إلى ذلك). بالإضافة إلى ذلك، اختلف الجيل الجديد عن الجيل السابق في الحلول الجديدة في هندسة الكمبيوتر، وتنظيم عملية الحوسبة، وطرق استخدام الكمبيوتر، وما إلى ذلك.

هناك خمسة أجيال من أجهزة الكمبيوتر. دعونا نلقي نظرة سريعة على خصائصها الرئيسية.

الجيل الاول (أوائل الخمسينيات من القرن العشرين). قاعدة العنصر هي أنابيب الإلكترون. تميزت أجهزة الكمبيوتر بأبعادها ووزنها الكبير، واستهلاكها الكبير للطاقة، وسرعتها المنخفضة (10-20 ألف عملية في الثانية)، وموثوقيتها المنخفضة، وبرمجتها كثيفة العمالة (مباشرة في رموز أوامر الآلة).

الجيل الثاني (منذ أواخر الخمسينيات). قاعدة العنصر – عناصر أشباه الموصلات (الثنائيات والترانزستورات). بالمقارنة مع أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول، فقد تحسن كل شيء بنحو من حيث الحجم تحديد(فأصبح الأداء مثلاً: مئات الآلاف – مليون عملية في الثانية). بدأ استخدام اللغات الخوارزمية في البرمجة.

الجيل الثالث (أوائل الستينيات). قاعدة العنصر – الدوائر المتكاملة. يتم استخدام الأسلاك المطبوعة متعددة الطبقات. انخفاض حاد في حجم أجهزة الكمبيوتر، مما يزيد من سرعتها (ما يصل إلى عدة ملايين من العمليات في الثانية) وموثوقيتها. يوفر الوصول إلى الكمبيوتر من المحطات البعيدة.

الجيل الرابع (منذ منتصف السبعينيات). قاعدة العنصر هي دوائر متكاملة كبيرة ومعالجات دقيقة. لقد تحسنت الخصائص التقنية بأمر من حيث الحجم (على سبيل المثال، ارتفع الأداء إلى عشرات الملايين من العمليات في الثانية). بدء الإنتاج الضخم لأجهزة الكمبيوتر الشخصية. يتم إنشاء أنظمة حوسبة متعددة المعالجات عالية الأداء (تصل إلى مئات الملايين من العمليات في الثانية) وأجهزة كمبيوتر صغيرة رخيصة الثمن.

الجيل الخامس (منذ منتصف الثمانينات). بداية تطور أجهزة الكمبيوتر الذكية (حتى الآن لم تتوج بالنجاح الكامل). هناك مقدمة واسعة النطاق لشبكات الكمبيوتر وتوحيدها. عالمي شبكة الكمبيوترإنترنت. يبدأ استخدام معالجة البيانات الموزعة. إدخال أجهزة الكمبيوتر آخذ في التوسع تقنيات المعلومات.

أساسي السمات المميزة كمبيوتر ذكي:

1) التواصل بين المستخدم والكمبيوتر بلغة منطقة المشكلة بالشكل الطبيعي للمستخدم (نص، كلام، صور، إلخ)؛

2) فهم الكمبيوتر لوصف المشكلة والمواصفات المطلوبة (من الأفضل أن تكون على لغة طبيعية);

3) تجميع إجراءات المعالجة (البرمجيات) بناءً على الأوصاف والمواصفات؛

4) التلاعب بالمعرفة واكتسابها استنتاجات منطقيةعلى أساس المعرفة المتراكمة؛

5) التوزيع الأمثلوظائف بين الأجهزة و برمجةحاسوب.

مرحلة ما قبل الميكانيكية

بدأت الفترة اليدوية لأتمتة الكمبيوتر مع فجر الحضارة الإنسانية، وكانت تعتمد على استخدام أجزاء الجسم،

سوان بان

في المقام الأول أصابع اليدين والقدمين. يعود عد الأصابع إلى العصور القديمة، وهو موجود بشكل أو بآخر بين جميع الشعوب حتى يومنا هذا. وبطبيعة الحال، كان الحساب بدائيا، وكان مستوى التجريد منخفضا جدا. إن مفهوم الرقم محدد قدر الإمكان؛ فهو مرتبط ارتباطًا وثيقًا بالموضوع (أي أنه، على سبيل المثال، ليس الرقم "اثنين"، ولكن "سمكتين"، "حصانين"، وما إلى ذلك). نطاق العد صغير. يمكن تمييز ثلاثة أنواع من أجهزة العد هذه. الأجهزة الاصطناعية: الشقوق (الشقوق) على كائنات مختلفة، في أمريكا الجنوبيةأصبحت العقد على الحبال منتشرة على نطاق واسع. عد الأشياء، عندما يتم استخدام أشياء مثل الحصى والعصي والحبوب وما إلى ذلك. غالبًا ما يتم استخدام هذا النوع من العد جنبًا إلى جنب مع عد الأصابع. كان العد بالأشياء هو سلف العد على المعداد - جهاز العد الأكثر تطوراً في العصور القديمة، والذي احتفظ ببعض الأهمية اليوم (في شكل المعداد الروسي، والسوان بان الصيني، وما إلى ذلك). المعداد هو جهاز حساب يتم من خلاله تحديد الأماكن (الأعمدة أو الخطوط) للأرقام الفردية من الأرقام.

مسرح ميكانيكي

ليوناردو دافنشي (ليوناردو دافنشي، 1452–1519)

جهاز الحوسبة الميكانيكية هو جهاز مبني على عناصر ميكانيكية ويوفر النقل التلقائي من الأدنى إلى الأعلى. اخترع ليوناردو دافنشي (1452-1519) إحدى أولى آلات الجمع، أو بتعبير أدق "آلة الجمع"، حوالي عام 1500. صحيح أنه لم يعرف أحد عن أفكاره منذ ما يقرب من أربعة قرون. تم اكتشاف رسم لهذا الجهاز فقط في عام 1967، ومن خلاله قامت شركة IBM بإعادة إنشاء آلة إضافة 13 بت تعمل بكامل طاقتها، والتي استخدمت مبدأ العجلات ذات 10 أسنان.

قبل عشر سنوات، ونتيجة للبحث التاريخي في ألمانيا، تم اكتشاف رسومات ووصف لآلة الجمع، التي صنعها فيلهلم شيكارد (1592-1636)، أستاذ الرياضيات في جامعة توبنغن، في عام 1623. لقد كانت آلة 6 بت "متقدمة" للغاية، وتتكون من ثلاث عقد: جهاز الجمع والطرح، وجهاز الضرب، ووحدة التسجيل نتائج متوسطة. إذا تم تصنيع الأفعى على عجلات تروس تقليدية تحتوي على كاميرات لنقل وحدة النقل إلى الرقم المجاور، فقد تم بناء المضاعف بطريقة متطورة للغاية. وفيها استخدم البروفيسور الألماني طريقة «الشبكة»، حيث يتم باستخدام «جدول الضرب» المسنن المثبت على أعمدة، ضرب كل رقم من العامل الأول في كل رقم من الثاني، وبعد ذلك تضاف كل هذه النواتج الجزئية مع وردية.

بليز باسكال (1623–1662)

وتبين أن هذا النموذج قابل للتطبيق، وهو ما تم إثباته في عام 1957، عندما أعيد إنشاؤه في ألمانيا. ومع ذلك، فمن غير المعروف ما إذا كان شيكارد نفسه قادرًا على بناء آلة الجمع الخاصة به. هناك أدلة واردة في مراسلاته مع عالم الفلك يوهانس كيبلر (1571-1630) على أن النموذج غير المكتمل قد تم تدميره بنيران ورشة عمل. بالإضافة إلى ذلك، لم يكن لدى المؤلف، الذي توفي قريبا من الكوليرا، وقتا لإدخال معلومات حول اختراعه في الاستخدام العلمي، وأصبح معروفا فقط في منتصف القرن العشرين.

لذلك، بليز باسكال (1623-1662)، الذي كان أول من لم يصمم فحسب، بل قام أيضًا ببناء مقياس حسابي عملي، بدأ، كما يقولون، من الصفر. عالم فرنسي لامع، أحد مبدعي نظرية الاحتمالات، مؤلف العديد من النظريات الرياضية الهامة، عالم الطبيعة الذي اكتشفها الضغط الجويوحددت كتلة الغلاف الجوي للأرض، وكان في ذلك مفكر بارز الحياة اليوميةالابن المحب لرئيس بيت الواجبات الملكي. عندما كان صبيًا في التاسعة عشرة من عمره في عام 1642، أراد مساعدة والده، الذي قضى الكثير من الوقت والجهد في إعداد البيانات المالية، فصمم آلة يمكنها جمع وطرح الأرقام.

كانت العينة الأولى تتعطل باستمرار، وبعد عامين صنع باسكال نموذجًا أكثر تقدمًا. لقد كانت آلة مالية بحتة: كانت تحتوي على ستة منازل عشرية ومنزلتين إضافيتين: واحدة مقسمة إلى 20 جزءًا، والأخرى إلى 12 جزءًا، وهو ما يتوافق مع نسبة الوحدات النقدية آنذاك (1 سو = 1/20 ليفر، 1 دنير = 1/12 سو). كل فئة تتوافق مع عجلة كمية محددةأسنان

خلال حياته القصيرة، تمكن بليز باسكال، الذي عاش 39 عامًا فقط، من صنع حوالي خمسين آلة حاسبة من مجموعة متنوعة من المواد: النحاس، وأنواع مختلفة من الخشب، والعاج. قدم العالم إحداها إلى المستشار سيغير (بيير سيغير، 1588–1672)، وباع بعض النماذج، وعرض بعضها خلال محاضرات حول أحدث إنجازات العلوم الرياضية. وقد نجت 8 نسخ حتى يومنا هذا.

جوتفريد لايبنتز (1646–1716)

وكان باسكال هو من امتلك أول براءة اختراع لعجلة باسكال، التي أصدرها له الملك الفرنسي عام 1649. وكدليل على احترام إنجازاته في مجال "العلوم الحاسوبية"، أحد اللغات الحديثةالبرمجة تسمى باسكال.

أداة كلاسيكية النوع الميكانيكيهو مقياس حسابي (جهاز لإجراء أربع عمليات حسابية)، اخترعه جوتفريد لايبنتز (1646–1716) في عام 1673. يمكن لنموذج 8 بت الذي تم الحصول عليه نتيجة بحث مكثف أن يجمع ويطرح ويضرب ويقسم ويرفع إلى قوة. وكانت نتيجة الضرب والقسمة 16 رقما. استخدم لايبنتز في آلة الإضافة الخاصة به تلك العناصر الهيكلية التي كانت تستخدم في تصميم النماذج الجديدة حتى القرن العشرين. في القرون السابع عشر والثامن عشر. أي حاجة عملية كبيرة للميكنة العمل الحسابيلم تكن موجودة. كان سبب الاهتمام بميكنة الحسابات، على وجه الخصوص، هو المواقف الفلسفية والعلمية العامة في ذلك الوقت، عندما كانت قوانين ومبادئ الميكانيكا تعتبر قوانين عامة للوجود. في القرن 19 فيما يتعلق بتطور الثورة الصناعية، هناك حاجة لميكنة العمل المكتبي.

آلة الإضافة

كان رائد الإنتاج الضخم للآلات الحاسبة هو الألزاسي تشارلز كزافييه توماس دي كولمار (1785-1870). بعد أن أدخل عددًا من التحسينات التشغيلية على نموذج لايبنتز، بدأ في عام 1821 في إنتاج آلات جمع مكونة من 16 رقمًا في ورشته في باريس، والتي أصبحت تُعرف باسم "آلات توماس". في البداية لم تكن رخيصة - 400 فرنك. ولم يتم إطلاق سراحهم كثيرًا كميات كبيرة- ما يصل إلى 100 نسخة سنويا. ولكن بحلول نهاية القرن، تظهر الشركات المصنعة الجديدة، وتنشأ المنافسة، وتنخفض الأسعار، ويزيد عدد المشترين.

قام العديد من المصممين في العالمين القديم والجديد بتسجيل براءة اختراع لنماذجهم التي تختلف عن النموذج الكلاسيكيلايبنيز فقط من خلال تقديم سهولة إضافية في الاستخدام. يظهر جرس يشير إلى أخطاء مثل الطرح من عدد أصغرأكثر. يتم استبدال أذرع التنضيد بالمفاتيح. يتم إرفاق مقبض لحمل آلة الإضافة من مكان إلى آخر. يزيد الأداء المريح. يجري تحسين التصميم.

في نهاية القرن التاسع عشر، غزت روسيا السوق العالمية لإضافة الآلات بشكل حاسم. كان مؤلف هذا الاختراق هو السويدي الذي ينال الجنسية الروسية فيلجودت تيوفيلوفيتش أودنر (1846–1905)، المخترع الموهوبورجل أعمال ناجح. قبل البدء في إنتاج آلات العد، صمم فيلجودت تيوفيلوفيتش جهازًا للترقيم الآلي للأوراق النقدية، والذي تم استخدامه في الطباعة أوراق قيمة. وهو مؤلف آلة حشو السجائر، وصندوق التصويت التلقائي في مجلس الدوما، وكذلك البوابات الدوارة المستخدمة في جميع شركات الشحن في روسيا.

في عام 1875، صمم أودنر أول آلة إضافة له، والتي انتقل إليها حقوق الإنتاج مصنع بناء الآلات"لودفيج نوبل". بعد 15 عامًا، بعد أن أصبح فيلجودت تيوفيلوفيتش مالكًا للورشة، أطلق إنتاج نموذج جديد لآلة الإضافة في سانت بطرسبرغ، والذي يمكن مقارنته بشكل إيجابي مع الآلات الحاسبة التي كانت موجودة في ذلك الوقت من حيث صغر حجمها وموثوقيتها وسهولة الاستخدام. و أداء عالي.

تشارلز بابيج (1791-1871)

وبعد ثلاث سنوات، أصبحت الورشة مصنعًا قويًا، ينتج أكثر من 5 آلاف آلة إضافة سنويًا. بدأ المنتج الذي يحمل العلامة "V. T. Odner Mechanical Plant, St. Petersburg" في اكتساب شعبية عالمية، وقد حصل على أعلى الجوائز في المعارض الصناعية في شيكاغو وبروكسل وستوكهولم وباريس. في بداية القرن العشرين، بدأت آلة الإضافة Odhner بالسيطرة على السوق العالمية. وهكذا بحلول نهاية القرن التاسع عشر. أصبح إنتاج آلات الإضافة واسع الانتشار.

ومع ذلك، السلف أجهزة الكمبيوتر الحديثةهو المحرك التحليلي لتشارلز باباج. مشروع المحرك التحليلي وهو عبارة عن حاسوب رقمي التحكم بالبرنامج، اقترحه باباج في الثلاثينيات من القرن التاسع عشر. وفي عام 1843، تم إنشاء أول برنامج آلي معقد بما فيه الكفاية لهذه الآلة: برنامج لحساب أرقام برنولي، تم تجميعه بواسطة Ada Lovelace. كلا هذين الإنجازين كانا استثنائيين. لقد كانوا متقدمين على عصرهم بأكثر من قرن. فقط في عام 1943، تمكن الأمريكي هوارد أيكن، بمساعدة عمل باباج القائم على تكنولوجيا القرن العشرين - المرحلات الكهروميكانيكية، من بناء مثل هذه الآلة المسماة "مارك -1".

المرحلة الكهروميكانيكية

هيرمان هوليريث، 1860-1929

كانت المرحلة الكهروميكانيكية لتطوير VT هي الأقصر وتغطي حوالي 60 عامًا فقط - بدءًا من أول جهاز جدولة بواسطة هيرمان هوليريث (1887) إلى أول كمبيوتر ENIAC (1945). المتطلبات الأساسية لإنشاء المشاريع هذه المرحلةنشأت الحاجة إلى الحسابات الجماعية (الاقتصاد والإحصاء والإدارة والتخطيط، وما إلى ذلك) وتطوير الهندسة الكهربائية التطبيقية (المحرك الكهربائي والمرحلات الكهروميكانيكية)، مما جعل من الممكن إنشاء الكهروميكانيكية أجهزة الحوسبة. إذا عدنا إلى المراحل السابقة من تطور VT، يمكننا أن نرى أن كل مرحلة تتميز بالخلق الوسائل التقنيةنوع جديد، مع إنتاجية أعلى وأكثر من ذلك نطاق واسعالتطبيقات من المراحل السابقة. النوع الكلاسيكيكانت وسائل المرحلة الكهروميكانيكية عبارة عن مجمع عد وتحليلي مصمم لمعالجة المعلومات الموجودة على وسائط البطاقة المثقوبة.

تم إنشاء أول مجمع للعد والتحليل في الولايات المتحدة الأمريكية بواسطة G. Hollerith في عام 1887 ويتكون من آلة ثقب يدوية وآلة فرز وجهاز جدولة. يتم تحديد أهمية عمل G. Hollerith في تطوير VT من خلال عاملين رئيسيين. أولاً، أصبح مؤسس اتجاه جديد في تكنولوجيا الكمبيوتر - العد والتثقيب (العد والتحليل)، والذي يتمثل في استخدام أدوات الجدولة والمعدات المصاحبة للأداء مدى واسعالحسابات الاقتصادية والعلمية والتقنية. على أساس هذا الكمبيوتر، يتم إنشاء محطات الحوسبة الحاسوبية لمعالجة المعلومات الآلية، والتي كانت بمثابة النموذج الأولي لمراكز الكمبيوتر الحديثة (CCs). في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين، أصبح استخدام تكنولوجيا العد والثقب عاملاً رائدًا في تطوير VT؛ فقط ظهور أجهزة الكمبيوتر حد من استخدامه.

آلة الجدولة G. Hollerith

ثانيًا، حتى بعد التوقف عن استخدام أجهزة الجدولة، يظل حامل المعلومات الرئيسي (الإدخال/الإخراج) للكمبيوتر عبارة عن بطاقة مثقوبة، ويتم استخدام أجهزة البطاقة المثقوبة (على سبيل المثال، المثاقب) التي اقترحتها Hollerith كأجهزة طرفية. حتى اليوم الاستخدام عدد كبيرإن تطوير أجهزة الإدخال والإخراج المختلفة لم يلغي تمامًا استخدام تقنية البطاقة المثقوبة. بادئ ذي بدء، ينطبق هذا على أجهزة الكمبيوتر الكبيرة والفائقة. وبالتالي، فإن تقنية معالجة معلومات البطاقة المثقوبة باستخدام VT، التي اقترحها باباج لأول مرة ونفذها هوليريث، لم يتم تقديمها بعد إلى متحف تاريخ تكنولوجيا الكمبيوتر.

يجب اعتبار آخر مشروع كبير هو كمبيوتر الترحيل (RVM-1)، الذي تم بناؤه عام 1957 في الاتحاد السوفييتي وتم تشغيله حتى نهاية عام 1964 بشكل أساسي لحل المشكلات الاقتصادية. على سبيل المثال، تم استخدامه لإعادة حساب أسعار السلع فيما يتعلق بالإصلاح النقدي لعام 1961. إن إنشاء نموذج RVM-1، على الرغم من أنه كان متأخرا للغاية، إلا أن مشروعه كان ناجحا للغاية ويبدو لنا أنه تاج التطوير من التتابع VT. كان RVM-1 منافسًا تمامًا لأجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت في عدد من المهام، وكان موثوقًا للغاية وكان أداؤه على مستوى أجهزة الكمبيوتر الصغيرة الأولى

أجيال وتصنيف أجهزة الكمبيوتر.

الجيل الأول (1945-1954) - أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم الأنابيب المفرغة (مثل تلك الموجودة في أجهزة التلفاز القديمة). هذه أوقات ما قبل التاريخ، عصر ظهور تكنولوجيا الكمبيوتر. كانت معظم آلات الجيل الأول عبارة عن أجهزة تجريبية وتم تصميمها لاختبار بعض المبادئ النظرية. لقد أصبح وزن وحجم ديناصورات الكمبيوتر هذه، والتي غالبًا ما تتطلب مباني منفصلة لأنفسها، أسطورة منذ فترة طويلة.

يعتبر مؤسسو علوم الكمبيوتر بحق كلود شانون مبتكر نظرية المعلومات، وآلان تورينج عالم الرياضيات الذي طور نظرية البرامج والخوارزميات، وجون فون نيومان مؤلف تصميم الأجهزة الحاسوبية، الذي لا يزال يكمن وراءه معظم أجهزة الكمبيوتر. وفي نفس السنوات نشأ واحد آخر علم جديدالمتعلقة بعلوم الكمبيوتر - علم التحكم الآلي، وعلم الإدارة باعتبارها واحدة من العلوم الرئيسية عمليات المعلومات. مؤسس علم التحكم الآلي هو عالم الرياضيات الأمريكي نوربرت وينر.

(في وقت ما، تم استخدام كلمة "علم التحكم الآلي" للإشارة إلى جميع علوم الكمبيوتر بشكل عام، وخاصة تلك المجالات التي كانت تعتبر الأكثر واعدة في الستينيات: الذكاء الاصطناعيوالروبوتات.ولهذا السبب يُطلق على الروبوتات في أعمال الخيال العلمي اسم "السايبر". وفي التسعينيات، عادت هذه الكلمة إلى الظهور للإشارة إلى مفاهيم جديدة تتعلق بشبكات الكمبيوتر العالمية - ظهرت مصطلحات جديدة مثل "الفضاء الإلكتروني"، و"التسوق عبر الإنترنت"، وحتى "الجنس عبر الإنترنت".)

الجيل الثاني

في الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر (1955-1964) تم استخدام الترانزستورات بدلاً من الأنابيب المفرغة، كما تم استخدام النوى المغناطيسية والأسطوانات المغناطيسية - وهي الأسلاف البعيدة لمحركات الأقراص الصلبة الحديثة - كأجهزة ذاكرة. كل هذا جعل من الممكن تقليل حجم وتكلفة أجهزة الكمبيوتر بشكل حاد، والتي تم بعد ذلك تصميمها للبيع لأول مرة.

لكن الإنجازات الرئيسية لهذا العصر تنتمي إلى مجال البرامج. في الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر، ظهر لأول مرة ما يسمى الآن بنظام التشغيل. ومن ثم تم تطوير اللغات الأولى مستوى عال- فورتران، ألغول، كوبول. هذان التحسينان المهمان جعلا كتابة برامج الكمبيوتر أسهل وأسرع بكثير؛ البرمجة، رغم بقائها علمًا، تكتسب سمات الحرفة.

وبناء على ذلك، توسع نطاق تطبيقات الكمبيوتر. الآن لا يمكن للعلماء فقط الاعتماد على الوصول إليها تكنولوجيا الكمبيوتر; وقد وجدت أجهزة الكمبيوتر التطبيق في التخطيط والإدارة، وبعضها الشركات الكبيرةحتى محوسبةمحاسبة، توقع الموضة بعشرين عاما.

الجيل الثالث

وأخيرا، في الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر (1965-1974)لأول مرة، بدأ استخدام الدوائر المتكاملة - أجهزة وتجميعات كاملة مكونة من عشرات ومئات من الترانزستورات، مصنوعة من بلورة واحدة من أشباه الموصلات (ما يسمى الآن بالدوائر الدقيقة). وفي الوقت نفسه ظهرت ذاكرة أشباه الموصلات، والتي لا تزال تستخدم في أجهزة الكمبيوتر الشخصية كذاكرة الوصول العشوائي (RAM) طوال اليوم.

خلال هذه السنوات، اكتسب إنتاج الكمبيوتر نطاقًا صناعيًا. كانت شركة IBM، التي أصبحت رائدة، أول من أنشأ عائلة من أجهزة الكمبيوتر - سلسلة من أجهزة الكمبيوتر المتوافقة تمامًا مع بعضها البعض، بدءًا من أصغرها إلى حجم خزانة صغيرة (لم يصنعوا أي شيء أصغر من ذلك في ذلك الوقت)، إلى الأقوى و نماذج باهظة الثمن. الأكثر شيوعًا في تلك السنوات كانت عائلة System / 360 آي بي إم، والتي على أساسها تم تطوير سلسلة أجهزة الكمبيوتر ES في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

في أوائل الستينيات، ظهرت أول أجهزة كمبيوتر صغيرة - أجهزة كمبيوتر صغيرة منخفضة الطاقة وبأسعار معقولة الشركات الصغيرةأو المختبرات. تمثل أجهزة الكمبيوتر الصغيرة الخطوة الأولى نحو حواسيب شخصية، والتي تم إصدار عينات اختبار منها فقط في منتصف السبعينيات. كانت عائلة أجهزة الكمبيوتر الصغيرة PDP المعروفة من شركة Digital Equipment بمثابة النموذج الأولي لسلسلة آلات SM السوفيتية.

وفي الوقت نفسه، كان عدد العناصر والوصلات بينها التي تتناسب مع دائرة دقيقة واحدة يتزايد باستمرار، وفي السبعينيات، كانت الدوائر المتكاملة تحتوي بالفعل على آلاف الترانزستورات. وقد جعل هذا من الممكن دمج معظم مكونات الكمبيوتر في جزء صغير واحد، وهو ما تم في عام 1971. شركة إنتل، إطلاق أول معالج دقيق، والذي كان مخصصًا للآلات الحاسبة المكتبية الناشئة للتو. كان من المقرر أن يؤدي هذا الاختراع إلى ثورة حقيقية في العقد المقبل - فالمعالج الدقيق هو قلب وروح جهاز الكمبيوتر الشخصي لدينا.

ولكن هذا ليس كل شيء، ففي الحقيقة، كانت فترة الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي وقتًا مصيريًا. في عام 1969، ولدت أول شبكة كمبيوتر عالمية - وهي جنين ما نسميه الآن الإنترنت. وفي نفس عام 1969 ظهروا في نفس الوقت نظام التشغيللغة البرمجة Unix وC التي كان لها الأثر الكبير في عالم البرمجيات وما زالت تحتفظ بمكانتها الرائدة.

الجيل الرابع

ولسوء الحظ، فإن الصورة المنظمة لتغير الأجيال قد تعرضت لمزيد من التعطيل. ويعتقد عموما أن الفترة من 1975 إلى 1985. ينتمي أجهزة الكمبيوتر الجيل الرابع. ومع ذلك، هناك رأي آخر - يعتقد الكثيرون أن إنجازات هذه الفترة ليست كبيرة لدرجة اعتبارها جيلا متساويا. ويسمي أنصار وجهة النظر هذه هذا العقد بأنه ينتمي إلى الجيل “الثالث والنصف” من أجهزة الكمبيوتر، وفقط من عام 1985، في رأيهم، يجب أن نحصي سنوات حياة الجيل الرابع نفسه، الذي لا يزال حيا حتى اليوم. .

بطريقة أو بأخرى، من الواضح أنه منذ منتصف السبعينيات، كان هناك عدد أقل وأقل من الابتكارات الأساسية في علوم الكمبيوتر. يتم التقدم بشكل رئيسي على طريق تطوير ما تم اختراعه واختراعه بالفعل، وذلك في المقام الأول من خلال زيادة القوة وتصغير قاعدة العناصر وأجهزة الكمبيوتر نفسها.

وبالطبع، الشيء الأكثر أهمية هو أنه منذ بداية الثمانينات، بفضل ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية، أصبحت تكنولوجيا الحوسبة واسعة الانتشار حقا ومتاحة للجمهور. ينشأ موقف متناقض: على الرغم من حقيقة أن أجهزة الكمبيوتر الشخصية والصغيرة لا تزال متخلفة عن الآلات الكبيرة من جميع النواحي، إلا أن حصة الأسد من الابتكارات العقد الماضي- واجهة مستخدم رسومية جديدة الأجهزة الطرفية, الشبكات العالمية- يدينون بمظهرهم وتطورهم على وجه التحديد لهذه التقنية "التافهة". أجهزة كمبيوتر كبيرةوبطبيعة الحال، لم تنقرض أجهزة الكمبيوتر العملاقة بأي حال من الأحوال، وهي مستمرة في التطور. لكنهم الآن لم يعودوا يهيمنون على ساحة الكمبيوتر كما فعلوا من قبل.

الجيل الخامس والحواسيب الفائقة

الانتقال إلى أجهزة الكمبيوتر الجيل الخامسيفترض الانتقال إلى أبنية جديدة تركز على إنشاء الذكاء الاصطناعي.

كان من المعتقد أن بنية الكمبيوتر من الجيل الخامس ستحتوي على كتلتين رئيسيتين. أحدها هو الكمبيوتر نفسه، حيث يتم التواصل مع المستخدم من خلال وحدة تسمى “الواجهة الذكية”. تتمثل مهمة الواجهة في فهم النص المكتوب باللغة الطبيعية أو الكلام الطبيعي، وترجمة بيان المشكلة المذكور إلى برنامج عمل.

المتطلبات الأساسية ل حاسبات الجيل الخامس:إنشاء واجهة متطورة بين الإنسان والآلة (التعرف على الكلام، والتعرف على الصور)؛ تطوير البرمجة المنطقية لإنشاء قواعد المعرفة وأنظمة الذكاء الاصطناعي. خلق تقنيات جديدة في إنتاج أجهزة الكمبيوتر؛ إنشاء بنيات كمبيوتر وأنظمة حاسوبية جديدة.

كان ينبغي للقدرات التقنية الجديدة لتكنولوجيا الكمبيوتر أن توسع نطاق المهام التي يتعين حلها وتجعل من الممكن الانتقال إلى مهام إنشاء الذكاء الاصطناعي. أحد المكونات اللازمة لإنشاء الذكاء الاصطناعي هو قواعد المعرفة (قواعد البيانات) في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا. يتطلب إنشاء قواعد البيانات واستخدامها أنظمة حوسبة عالية السرعة وكمية كبيرة من الذاكرة. أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة قادرة على إجراء عمليات حسابية عالية السرعة، ولكنها ليست مناسبة لإجراء عمليات مقارنة وفرز عالية السرعة على كميات كبيرة من السجلات المخزنة عادةً على الأقراص المغناطيسية. إنشاء برامج خاصة توفر تعبئة وتحديث قواعد البيانات والعمل معها بموضوعيةالموجهةو اللغات المنطقيةالبرمجة التي توفر أكبر الإمكانيات مقارنة باللغات الإجرائية التقليدية. تتطلب بنية هذه اللغات الانتقال من بنية الكمبيوتر التقليدية لفون نيومان إلى معماريات تأخذ في الاعتبار متطلبات مهام إنشاء الذكاء الاصطناعي.

الى الصف أجهزة الكمبيوتر العملاقةتشمل أجهزة الكمبيوتر التي تتمتع بأقصى قدر من الأداء وقت إصدارها، أو ما يسمى بأجهزة كمبيوتر الجيل الخامس.

ظهرت أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأولى بالفعل بين أجهزة كمبيوتر الجيل الثاني (1955 - 1964، انظر أجهزة كمبيوتر الجيل الثاني)، وقد تم تصميمها لحل المشكلات المعقدة التي تتطلب السرعه العاليهالعمليات الحسابية. هذه هي LARC من UNIVAC، وStretch من IBM و"CDC-6600" (عائلة CYBER) من شركة Control Data Corporation، وقد استخدموا طرق معالجة متوازية (زيادة عدد العمليات التي يتم إجراؤها لكل وحدة زمنية)، وتوجيه الأوامر (عند تنفيذ أمر واحد يتم قراءته من الذاكرة وإعداده للتنفيذ) و المعالجة المتوازيةباستخدام معالج ذو بنية معقدة يتكون من مصفوفة من معالجات البيانات ومعالج تحكم خاص يقوم بتوزيع المهام والتحكم في تدفق البيانات في النظام. تسمى أجهزة الكمبيوتر التي تقوم بتشغيل برامج متعددة بالتوازي باستخدام معالجات دقيقة متعددة أنظمة متعددة المعالجات.

السمة المميزة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة هي معالجات المتجهات المجهزة بمعدات للتنفيذ المتوازي للعمليات باستخدام كائنات رقمية متعددة الأبعاد - المتجهات والمصفوفات. لديهم سجلات متجهة مدمجة وآلية معالجة متوازية. إذا كان المبرمج ينفذ العمليات على كل مكون متجه على معالج تقليدي على التوالي، فإنه على المعالج المتجه يصدر أوامر المتجهات مرة واحدة

أصبحت أجهزة كمبيوتر Cray Research كلاسيكية في مجال أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات خطوط الأنابيب المتجهة. هناك أسطورة مفادها أنه تم تجميع أول كمبيوتر عملاق من نوع Cray في مرآب، لكن حجم هذا المرآب كان 20 × 20 مترًا، وتم طلب لوحات الكمبيوتر الجديد من أفضل المصانع في الولايات المتحدة الأمريكية.

كمبيوتر Cray-1، العمل عليه تم الانتهاء منه في عام 1976إلى فئة الأداء الفائق الأول أجهزة الكمبيوتر ناقلات. تتضمن هذه الفئة أيضًا إلياك- رابعا، ستار-100، أسك. أداء كراي-1 كان 166 مفلوب / ثانية. تم تجميع الكمبيوتر باستخدام الدوائر المتكاملة. تم تنفيذ 128 تعليمات. يتضمن هيكل كمبيوتر Cray-1 ما يلي:

1. الذاكرة الرئيسية، تصل إلى 1,048,576 كلمة، مقسمة إلى 16 كتلة مستقلة، سعة كل منها 64 ألف كلمة؛

2. ذاكرة التسجيل، التي تتكون من خمس مجموعات من السجلات السريعة المصممة لتخزين وتحويل العناوين، لتخزين ومعالجة الكميات المتجهة؛

3. الوحدات الوظيفية، والتي تتضمن 12 جهاز تشغيل متوازي يستخدم لإجراء العمليات الحسابية والحسابية العمليات المنطقيةعلى العناوين والكميات العددية والمتجهة.

إن الأجهزة الوظيفية الاثني عشر لآلة Cray-1، والتي تلعب دور المحولات الحسابية المنطقية، لا تحتوي على الاتصال المباشرمع الذاكرة الرئيسية. كما هو الحال مع عائلة الآلات CDC-6000، فإن لديهم إمكانية الوصول فقط إلى سجلات التشغيل السريع التي يتم من خلالها اختيار المعاملات والتي تُكتب عليها نتائج العمليات؛

4. يقوم الجهاز بوظائف التحكم العمل الموازيوحدات وكتل وأجهزة المعالج المركزي؛

5. 24 قناة إدخال/إخراج، منظمة في 6 مجموعات بإنتاجية قصوى تبلغ 500000 كلمة في الثانية (2 مليون بايت في الثانية)؛

6. تسمى ثلاث مجموعات من السجلات التشغيلية المرتبطة مباشرة بالأجهزة الحسابية المنطقية الأساسية. تتضمن هذه السجلات ثمانية سجلات A، يتكون كل منها من 24 بت. ترتبط السجلات A بوحدتين وظيفيتين تؤديان عمليات الجمع (الطرح) وضرب الأعداد الصحيحة. تُستخدم هذه العمليات بشكل أساسي لترجمة العناوين وأساسها وفهرستها. كما أنها تستخدم لتنظيم عدادات الدراجات. في بعض الحالات، يتم استخدام سجلات A للأداء عمليات حسابيةعلى الأعداد الصحيحة.

حتى منتصف الثمانينات، كانت قائمة أكبر الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم تضم Sperry Univac وBurroughs. الأول معروف، على وجه الخصوص، بحاسبيه الرئيسيين UNIVAC-1108 وUNIVAC-1110، اللذين تم استخدامهما على نطاق واسع في الجامعات والمنظمات الحكومية.

بعد اندماج Sperry Univac وBurroughs، استمر نظام UNISYS المدمج في دعم كلا خطي الحاسب المركزي مع الحفاظ على التوافق التصاعدي في كل منهما. وهذا دليل واضح على القاعدة الثابتة التي دعمت تطوير الحواسيب المركزية - وهي الحفاظ على وظائف الحواسيب التي تم تطويرها مسبقًا برمجة.

إنتل معروفة أيضًا في عالم أجهزة الكمبيوتر العملاقة. أصبحت أجهزة الكمبيوتر النموذجية متعددة المعالجات من Intel في عائلة الهياكل متعددة المعالجات ذات الذاكرة الموزعة كلاسيكية مثل أجهزة الكمبيوتر من Cray Research في مجال أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات خطوط أنابيب المتجهات.

يعود تاريخ المعالجات الدقيقة إلى عام 1971، عندما لم يكن أحد قد فعل ذلك بعد شركة معروفةأصدرت إنتل أول معالج دقيق، I4004. وكانت خصائصه صغيرة مقارنة بعمالقة المعالجات اليوم. كان عرض البيانات 4 بت، تردد الساعة 108 كيلو هرتز، قادر على معالجة 60 بايت من الذاكرة، وأداء 0.06 MIPS (ملايين التعليمات في الثانية). فاز جيحتوي على 2300 ترانزستور وتم تنفيذه باستخدام تقنية بدقة 10 ميكرون. بدأ إنشاء أول معالج دقيق في عصر الحوسبة العظيم. بناءً على نظام التعليمات وبنيته، هناك نوعان من المعالجات: CISC وRISC.

سيسك- مكتمل مجموعة تعليمات الكمبيوتر- المعالجات (أجهزة الكمبيوتر) مع مجموعة كاملة من التعليمات. بدأ تصنيع هذه المعالجات في عام 1971 بواسطة شركة إنتل. نمت الشركة وتوسعت بسرعة وبدأ الطلب الكبير على منتجاتها في السوق العالمية. في عام 1978، أصدرت الشركة i8086، الذي يمثل بداية إنتاج عائلة x86. لا يمكن تصنيف جميع طرز هذه العائلة على أنها معالجات C ISC نظرًا لأن المعالج 486 كان له بنية مشتركة - معالج CISC ونواة RISC. كان الطراز 486 هو الأخير في عائلة x86، وتم استبداله بآخر جديد - عائلة بنتيوم. وبالإضافة إلى إنتل، كانت هناك شركات أخرى عملاقة تنتج معالجات CISC، مثل AMD، Cyrix، IDT. ولراحة العمل على هذه المعالجات، يتم استخدام أنظمة التشغيل مثل Windows وLinux.

معالجات سيسك: " بنتيوم MMX " سيليرون " بنتيوم II " بنتيوم III " بنتيوم IV " AMD-K6®-2 " AMD-K6®-III " أيه إم دي أثلون™ "Cyrix 6x86MX™" Cyrix MediaGX ™ "Cyrix M II™" IDT WinChip 2™ "IDT WinChip C6™"

ريسك - مجموعة تعليمات مخفضة (مقيدة) للكمبيوتر- المعالجات مع مجموعة تعليمات مخفضة. عادةً ما تحتوي هذه المعالجات على مجموعة من السجلات المتجانسة غرض عالميونظام القيادة الخاص بهم بسيط نسبيًا. وتستخدم مثل هذه المعالجات في خوادم يونكس. هناك أنواع عديدة من معالجات RISC يتم إنتاجها حول العالم. على سبيل المثال، تنتج موتورولا كلا من 16 بت و24 بت معالجات بت، وتنتج الأجهزة التناظرية معالجات 16 و 32 بت. وبالإضافة إلى هذه الشركات هناك شركة تكساس إنسترومنتس وشركة صن.

معالجات ريسك:معالجات الأجهزة التناظرية معالجات موتورولا معالجات الإشارة Texas Instruments

أو تم إنشاء أجهزة الكمبيوتر في الثلاثينيات والأربعينيات من القرن العشرين. في الواقع، كان ظهورهم بمثابة البداية المرحلة الحديثةتطوير تكنولوجيات المعلومات. على هذه اللحظةتستخدم أجهزة كمبيوتر الجيل الخامس على نطاق واسع، ولكن التقسيم أنظمة الحوسبةللأجيال هو تعسفي جدا.

الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر

بداية إنشاء الإلكترونية أجهزة الكمبيوتريعتبر هذا تطورًا لمهندسي الإلكترونيات الألمان الذين استخدموا المرحلات الكهروميكانيكية لإجراء العمليات الحسابية. ثم طفرة تكنولوجيةلقد فعل الأمريكيون ذلك عن طريق استبدال المرحلات بأنابيب مفرغة إلكترونية.

• تم إنشاء أول أجهزة كمبيوتر تعتمد على المرحلات الكهروميكانيكية في ألمانيا في الفترة من 1938 إلى 1941 (النماذج Z1/Z2)، ثم تم اعتماد التكنولوجيا من قبل البريطانيين.
• كان أول كمبيوتر عملاق، وهو Mark I، أكبر من نصف ملعب كرة قدم وتم إنشاؤه بواسطة IBM في الولايات المتحدة الأمريكية (1944).
• العالمية الأولى كمبيوتر الأنبوبةتم تصميم ENIAC في المقام الأول لحل مشاكل المقذوفات، وقد صممه مهندس الإلكترونيات الأمريكي جون إيكرت والفيزيائي الأمريكي جون ماوكلي، وكان يحتوي على ما يقرب من 20000 أنبوب مفرغ و1500 مرحل. يستهلك الوحش ما يصل إلى 150 كيلو واط من الطاقة.

الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر

من سمات الجيل القادم من تطوير الكمبيوتر هو الانتقال من أنابيب مفرغةعلى الترانزستورات التي تم اختراعها في عام 1948. تم تجميع أول مركز حوسبة إلكترونية ترانزستور NCR-304 في الولايات المتحدة الأمريكية بواسطة NCR في عام 1954، لكنه كان منتشرًا على نطاق واسع أجهزة كمبيوتر مماثلةتلقى بحلول عام 1960.

الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر

الذكاء الاصطناعي (آي إي)

في أفلام الخيال العلمي والأدب، غالبًا ما يتم تقديم جيل المستقبل من أجهزة الكمبيوتر على أنه أمر مؤكد الذكاء الاصطناعي، وحل معظم المشاكل للناس، وفي بعض الحالات ("المصفوفة"، "المنهي") إخضاع البشرية. مثل هذه الأفلام والأعمال المطبوعة تجعل المرء يتساءل عما إذا كان المجتمع بحاجة إلى IE، مما يزيد الاهتمام بلقطات فيديو وصور رائعة.

ومن المخطط بالفعل أن تكون أجهزة الكمبيوتر في المستقبل مجهزة بعناصر الذكاء الاصطناعي المتقدم، ولكن لن يكون هناك أي شيء مشترك بينها وبين "قصص الرعب" التي تنتجها هوليوود. لحل مشاكل الذكاء الاصطناعي، وخاصة لخلق أنظمة ذكيةدعم القرار (DSSS)، يتم استخدام الفروع غير التقليدية للرياضيات، مثل النظرية، بشكل متزايد المجموعات الغامضةوالمنطق الغامض، وكذلك نظرية الإمكانية ونظرية الاحتمالات.

الاستنتاجات

الحوسبة الحديثة سوف تستخدم بشكل متزايد في معظم الأحيان مناطق مختلفةالوجود الإنساني - في العلوم والتكنولوجيا والتعليم والثقافة والإنتاج والنقل وقطاع الخدمات. إنهم يشكلون نمط الحياة الإنسان المعاصروثقافتها وتصورها للعالم وطريقة عملها. ومع ذلك، فإن تطوير هذه التقنيات يحمل العديد من المخاطر. ومن ثم، فإن مواصلة تحسين وسائل الإعلام والاتصال يجب أن تسير جنبا إلى جنب مع إضفاء الطابع الإنساني على المجتمع.

في تكنولوجيا الكمبيوتر، هناك فترة غريبة لتطوير أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية. يتم تصنيف الكمبيوتر إلى جيل أو آخر حسب نوع العناصر الرئيسية المستخدمة فيه أو على تقنية تصنيعها. ومن الواضح أن حدود الأجيال من حيث الزمن غير واضحة للغاية، حيث تم إنتاج أجهزة الكمبيوتر فعليا في نفس الوقت أنواع مختلفة; بالنسبة لجهاز فردي، يتم حل مسألة ما إذا كان ينتمي إلى جيل أو آخر بكل بساطة.

يعد ظهور أجهزة الكمبيوتر أحد العلامات الهامة للثورة العلمية والتكنولوجية الحديثة. استخدام واسعوقد أدت أجهزة الكمبيوتر إلى حقيقة أن كل شيء عدد أكبربدأ الناس في التعرف على أساسيات تكنولوجيا الكمبيوتر، وأصبحت البرمجة تدريجيًا عنصرًا من عناصر الثقافة. أولاً أجهزة الكمبيوتر الإلكترونيةظهرت في النصف الأول من القرن العشرين. يمكنهم أن يفعلوا أكثر من ذلك بكثير الآلات الحاسبة الميكانيكية، والتي أضافت وطرحت وضربت فقط. هذه كانت الآلات الإلكترونيةقادرة على حل المشاكل المعقدة.

وبالإضافة إلى ذلك، كان لديهم اثنان السمات المميزة، والتي لم تكن الأجهزة السابقة تحتوي على:

أحدها هو أنه يمكنهم تنفيذ سلسلة معينة من العمليات مسبقًا برنامج معينأو حل مشاكل من أنواع مختلفة بالتسلسل.

القدرة على تخزين المعلومات في ذاكرة خاصة.

الجيل الاول.

أجهزة الكمبيوتر ذات الأنابيب المفرغة.

ظهرت أجهزة الكمبيوتر المعتمدة على الأنابيب المفرغة في الأربعينيات من القرن العشرين. تم بناء أول أنبوب إلكتروني - صمام ثنائي مفرغ - بواسطة فليمنج فقط في عام 1904، على الرغم من أن تأثير النقل التيار الكهربائياكتشفها أديسون من خلال الفراغ في عام 1883.

وسرعان ما اخترع Lee de Forrest صمامًا ثلاثيًا مفرغًا - أنبوب به ثلاثة أقطاب كهربائية، ثم أنبوب إلكترون مملوء بالغاز - ثيراترون، وأنبوب بخمسة أقطاب - خماسي، وما إلى ذلك. حتى الثلاثينيات، ظهر فراغ إلكتروني ومملوء بالغاز تم استخدام الأنابيب بشكل رئيسي في هندسة الراديو. لكن في عام 1931، قام الإنجليزي ويني ويليامز ببناء (لاحتياجات الفيزياء التجريبية) عداد الثيراترون للنبضات الكهربائية، وبذلك فتح منطقة جديدةاستخدام الأنابيب المفرغة. يتكون العداد الإلكتروني من سلسلة من المشغلات. الزناد، الذي اخترعه M. A. Bonch-Bruevich (1918) و- بشكل مستقل - من قبل الأمريكيين W. Iccles و F. Jordan (1919)، يحتوي على مصباحين ويمكن أن يكون في إحدى الحالتين المستقرتين في أي لحظة؛ إنه مرحل إلكتروني. مثل الجهاز الكهروميكانيكي، يمكن استخدامه لتخزين واحد رقم ثنائي. اقرأ المزيد عن الأنبوب المفرغ هنا.

أدى استخدام الأنبوب المفرغ كعنصر رئيسي للكمبيوتر إلى ظهور العديد من المشكلات. ونظرًا لأن ارتفاع المصباح الزجاجي يبلغ 7 سم، فقد كانت الآلات ضخمة. كل 7-8 دقائق. كان أحد المصابيح معطلاً، وبما أن هناك ما بين 15 إلى 20 ألفًا منها في الكمبيوتر، فقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً للعثور على المصباح التالف واستبداله. بالإضافة إلى ذلك، سلطوا الضوء على كمية كبيرةالحرارة، وتشغيل جهاز كمبيوتر "حديث" في ذلك الوقت كان مطلوبًا أنظمة خاصةتبريد.

لفهم الأنماط المربكة كمبيوتر ضخم، كانت هناك حاجة إلى فرق كاملة من المهندسين. لم تكن هناك أجهزة إدخال في أجهزة الكمبيوتر هذه، لذلك تم إدخال البيانات إلى الذاكرة عن طريق توصيل القابس الأيمن بالمقبس الأيمن.

من أمثلة أجهزة الجيل الأول Mark 1، وENIAC، وEDSAC (الآلة الحاسبة الأوتوماتيكية للتخزين الإلكتروني)، وهي أول آلة تحتوي على برنامج مخزن. UNIVAC (الكمبيوتر التلقائي العالمي). تم تقديم النسخة الأولى من Univac إلى مكتب الإحصاء الأمريكي. في وقت لاحق تم إنشاء العديد نماذج مختلفة Univac، والتي وجدت التطبيق في مجالات متنوعةأنشطة. وهكذا، أصبح Univac الأول الكمبيوتر التسلسلي. وكان أيضًا أول جهاز كمبيوتر يستخدم الشريط المغناطيسي بدلاً من البطاقات المثقوبة.

الجيل الثاني.

أجهزة الكمبيوتر الترانزستور.

في الأول من يوليو عام 1948، حملت إحدى الصفحات الإذاعية والتلفزيونية لصحيفة نيويورك تايمز رسالة متواضعة مفادها أن مختبرات بيل للهاتف قد طورت جهاز الكتروني، قادرة على استبدال أنبوب فراغ. قام عالم الفيزياء النظرية جون باردين وعالم التجارب الرائد في الشركة والتر برايتن بإنشاء أول ترانزستور عامل. لقد كان عبارة عن جهاز نقطة اتصال حيث كانت ثلاثة "هوائيات" معدنية على اتصال بقضيب من الجرمانيوم متعدد البلورات.

ظهرت أول أجهزة الكمبيوتر المعتمدة على الترانزستور في أواخر الخمسينيات، وبحلول منتصف الستينيات تم إنشاء أجهزة كمبيوتر أكثر إحكاما الأجهزة الخارجية، مما سمح إلى الرقميةصدرت المعدات عام 1965 أول حاسوب صغير، PDP-8، بحجم ثلاجة (!!) وسعره 20 ألف دولار فقط (!!).

سبق إنشاء الترانزستور عمل متواصل دام حوالي 10 سنوات، بدأه الفيزيائي النظري ويليام شوكلي في عام 1938. أدى استخدام الترانزستورات كعنصر أساسي في أجهزة الكمبيوتر إلى تقليص حجم أجهزة الكمبيوتر مئات المرات وزيادة موثوقيتها.

وحتى الآن معظم قدرة مذهلةالترانزستور هو أنه وحده قادر على تشغيل 40 أنبوبًا مفرغًا والعمل معه في نفس الوقت سرعة أعلى، تولد حرارة قليلة جدًا ولا تستهلك أي كهرباء تقريبًا. بالتزامن مع عملية استبدال الأنابيب المفرغة بالترانزستورات، تم تحسين طرق تخزين المعلومات. زادت سعة الذاكرة، وبدأ استخدام الشريط المغناطيسي، الذي استخدم لأول مرة في كمبيوتر Univac، لإدخال المعلومات وإخراجها. وفي منتصف الستينيات، انتشر تخزين المعلومات على الأقراص على نطاق واسع. إن التقدم الكبير في هندسة الكمبيوتر جعل من الممكن تحقيق سرعات تصل إلى مليون عملية في الثانية! أمثلة أجهزة الكمبيوتر الترانزستور"الامتداد" (إنجلترا)، "أطلس" (الولايات المتحدة الأمريكية) يمكن أن يخدم. في ذلك الوقت، كان الاتحاد السوفييتي يواكب العصر وأنتج أجهزة كمبيوتر ذات مستوى عالمي (على سبيل المثال، BESM-6).

الجيل الثالث.

دوائر متكاملة.

وكما أدى ظهور الترانزستورات إلى إنشاء الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر، فقد تميز ظهور الدوائر المتكاملة عصر جديدفي تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر - ولادة آلات الجيل الثالث. الدائرة المتكاملة، والتي تسمى أيضًا بالشريحة، هي دائرة مصغرة دائرة كهربائيةمحفورة على سطح بلورة السيليكون بمساحة حوالي 10 ملم2. اقرأ المزيد عن دوائر متكاملةهنا.

ظهرت أولى الدوائر المتكاملة (ICs) في عام 1964. في البداية تم استخدامها فقط في الفضاء و المعدات العسكرية. الآن يمكن العثور عليها في أي مكان، بما في ذلك السيارات و الأجهزة. أما بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر، فهي ببساطة لا يمكن تصورها بدون دوائر متكاملة!

كان ظهور IP يعني ثورة حقيقية في تكنولوجيا الحوسبة. بعد كل شيء، فهو وحده قادر على استبدال الآلاف من الترانزستورات، كل منها، بدوره، قد استبدل بالفعل 40 أنبوبًا مفرغًا. بمعنى آخر، تتمتع بلورة واحدة صغيرة بنفس القوة الحاسوبية التي تتمتع بها إنياك التي تزن 30 طنًا! لقد زاد أداء أجهزة كمبيوتر الجيل الثالث 100 مرة، وانخفضت الأبعاد بشكل ملحوظ.

يضاف إلى كل مزايا أجهزة كمبيوتر الجيل الثالث حقيقة أن إنتاجها كان أرخص من إنتاج أجهزة الجيل الثاني. وبفضل هذا، تمكنت العديد من المنظمات من شراء واستخدام هذه الآلات. وهذا بدوره أدى إلى زيادة الطلب عليها أجهزة الكمبيوتر المركزيةمصممة لحل معظم المهام المختلفة. كانت معظم أجهزة الكمبيوتر التي تم إنشاؤها من قبل عبارة عن آلات متخصصة يمكنها حل المشكلات من نوع واحد.

الجيل الرابع.

دوائر متكاملة كبيرة.

أنت تعلم بالفعل أن الأجزاء الكهروميكانيكية من الآلات الحاسبة قد أفسحت المجال لها الأنابيب الإلكترونيةوالتي بدورها أفسح المجال للترانزستورات، والأخيرة للدوائر المتكاملة. قد يبدو ذلك القدرات التقنيةأجهزة الكمبيوتر استنفدت. حقا، ماذا يمكنك أن تأتي مع؟

للإجابة على هذا السؤال، دعونا نعود إلى أوائل السبعينيات. في هذا الوقت جرت محاولة لمعرفة ما إذا كان من الممكن وضع أكثر من دائرة متكاملة على شريحة واحدة. اتضح أن هذا ممكن! أدى تطور الإلكترونيات الدقيقة إلى خلق القدرة على وضع آلاف الدوائر المتكاملة على شريحة واحدة. لذلك، بالفعل في عام 1980، وحدة المعالجة المركزية كمبيوتر صغيروتبين أنه من الممكن وضعها على شريحة تبلغ مساحتها ربع بوصة مربعة فقط (1.61 سم2). لقد بدأ عصر الحواسيب الصغيرة.

ما هي سرعة الكمبيوتر الصغير الحديث؟ وهي أسرع بعشر مرات من سرعة أجهزة كمبيوتر الجيل الثالث التي تستخدم الدوائر المتكاملة، وأسرع 1000 مرة من سرعة أجهزة كمبيوتر الجيل الثاني التي تستخدم الترانزستورات، وأسرع 100000 مرة من سرعة أجهزة كمبيوتر الجيل الأول التي تستخدم الأنابيب المفرغة.

علاوة على ذلك، منذ ما يقرب من 40 عامًا، كانت تكلفة أجهزة الكمبيوتر مثل Univac حوالي 2.5 مليون دولار. اليوم، أجهزة الكمبيوتر ذات سرعة أكبر بكثير، وأكثر من ذلك إمكانيات واسعةوموثوقية أعلى وأبعاد أصغر بكثير وأسهل في التشغيل تكلف حوالي 2000 دولار. كل عامين، تنخفض تكلفة الكمبيوتر بمقدار مرتين تقريبًا.

لعبت شركتان عملاقتان الآن دورًا مهمًا للغاية في تطوير أجهزة الكمبيوتر: Microsoft® وIntel®. كان للأولى تأثير كبير في تطوير برامج الكمبيوتر، بينما أصبحت الثانية معروفة بفضل أفضل المعالجات الدقيقة التي أنتجتها.

مقارنة أجيال مختلفةأجهزة الكمبيوتر.

خلال تطوير أجهزة الكمبيوتر، كان هناك اتجاه واضح نحو أحجام أصغر وزيادة الأداء. كلما تحسنت قاعدة العنصرأجهزة الكمبيوتر، أصغر حجما وأسرع أصبحت. ويمكن توضيح ذلك من خلال المقارنة والجدول التاليين:

صفة مميزة	أجيال
	أولاً	ثانية	ثالث	الرابع
سنوات من الاستخدام	1946-1960	1950-1964	1964-1970	1970-1990
العنصر الرئيسي	مصباح كهربائي	الترانزستور	دارة متكاملة	دائرة متكاملة كبيرة
عدد أجهزة الكمبيوتر في العالم، جهاز كمبيوتر شخصى.	المئات	الآلاف	مئات الآلاف	عشرات الملايين
أبعاد	كبير جدًا (إنياك، يونيفاك، إدساك)	أصغر بكثير	أجهزة الكمبيوتر الصغيرة	الحواسيب الدقيقة
ردفعل سريع	1 (مشروط)	10	1 000	100 000
ذاكرة متوسطة	شريط مثقب	القرص المغناطيسي، الشريط	القرص	قرص مرن