Alat komputasi sebelum munculnya komputer
Salah satu perangkat pertama (abad ke-5 - ke-4 SM) yang memfasilitasi perhitungan dapat dianggap sebagai sempoa. Ini adalah papan khusus dengan ceruk, perhitungan di atasnya dibuat dengan memindahkan kerikil atau tulang.

Seiring waktu, papan ini mulai ditarik menjadi beberapa garis dan kolom. Di Yunani, sempoa sudah ada pada abad ke-5 SM, di antara orang Jepang itu disebut "serobyan", di antara orang Cina - "suanpan". Di Rusia kuno, alat yang mirip dengan sempoa digunakan untuk menghitung, itu disebut "akun Rusia". Pada abad ke-17, perangkat ini mengambil bentuk akun Rusia yang sudah dikenal.

Sejarah perkembangan teknologi komputer. Abstrak tentang informatika.

Pada awal abad ke-17, matematikawan dan fisikawan Prancis Blaise Pascal menciptakan "mesin penjumlahan pertama, yang disebut Pascaline, yang melakukan penjumlahan dan pengurangan. Pada tahun 1670-1680, ahli matematika Jerman Leibniz merancang mesin hitung yang melakukan semua 4 operasi aritmatika.
Pada tahun 1874, insinyur St. Petersburg Odner merancang perangkat yang disebut mesin penjumlahan, yang melakukan keempat operasi aritmatika pada bilangan multi-digit dengan cukup cepat. Pada 30-an abad ke-20, mesin penambah Felix yang lebih canggih dikembangkan di negara kita. Perangkat penghitung ini adalah sarana teknis utama yang memfasilitasi pekerjaan orang yang terkait dengan pemrosesan sejumlah besar informasi numerik.
Peristiwa penting abad ke-19 adalah penemuan matematikawan Inggris Charles Babbage, yang tercatat dalam sejarah sebagai pencipta mesin hitung pertama - prototipe komputer nyata. Pada tahun 1812 ia mulai mengerjakan "mesin perbedaan" -nya. Babbage ingin merancang mesin yang tidak hanya melakukan perhitungan, tetapi juga dapat bekerja sesuai dengan program yang telah dikompilasi sebelumnya, misalnya, menghitung nilai numerik dari fungsi yang diberikan. Elemen utama mesinnya adalah roda gigi - untuk menghafal satu digit angka desimal. Akibatnya, dimungkinkan untuk beroperasi dengan angka 18-bit. Pada tahun 1822, ilmuwan telah membangun model kerja kecil dan menghitung tabel kotak di atasnya. Meningkatkan mesin perbedaan, Babbage mulai pada tahun 1833 mengembangkan "mesin analitik". Itu seharusnya memiliki kecepatan yang lebih tinggi dengan desain yang lebih sederhana dan ditenagai oleh uap. Analytical Engine memiliki tiga blok utama. Blok pertama untuk menyimpan angka (memori, disebut "gudang"), blok kedua melakukan operasi aritmatika ("pabrik"), blok ketiga untuk mengontrol urutan tindakan mesin. Ada juga perangkat untuk memasukkan data mentah dan mencetak hasilnya. Mesin harus bertindak sesuai dengan program yang mengatur urutan untuk melakukan operasi dan mentransfer angka dari memori ke pabrik dan sebaliknya. Matematikawan Ada Liveless (putri penyair Byron) mengembangkan program pertama untuk mesin Babbage. Karena perkembangan teknologi yang tidak memadai, proyek Babbage tidak dilaksanakan, tetapi banyak penemu memanfaatkan idenya. Jadi, pada tahun 1888, American Hollerith membuat tabulator yang memungkinkan Anda untuk mengotomatiskan perhitungan selama sensus. Hollerith mendirikan IBM pada tahun 1924 untuk memproduksi tabulator secara massal.

Sinopsis – Sejarah perkembangan teknologi komputer.

Pada tahun 1941, insinyur Jerman Zuse membangun komputer kecil berdasarkan relai elektromekanis, tetapi karena perang, karyanya tidak diterbitkan. Pada tahun 1943, di AS, di salah satu perusahaan IBM, Aiken menciptakan komputer Mark-1 yang lebih kuat, yang digunakan untuk perhitungan militer. Tetapi relai elektromekanis bekerja lambat dan tidak dapat diandalkan.
Komputer generasi pertama (1946 - pertengahan 50-an) Generasi komputer dipahami sebagai semua jenis dan model komputer yang dikembangkan oleh berbagai tim desain, tetapi dibangun di atas prinsip ilmiah dan teknis yang sama.
Munculnya tabung vakum elektron menyebabkan terciptanya komputer pertama. Pada tahun 1946, sebuah komputer untuk memecahkan masalah yang disebut ENIAC (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator - "integrator dan kalkulator numerik elektronik") muncul di AS. Komputer ini bekerja seribu kali lebih cepat daripada Mark-1. Tetapi sebagian besar waktu dia menganggur, karena. butuh beberapa jam untuk menyambungkan kabel dengan benar untuk menyelesaikan program.
Himpunan elemen yang membentuk komputer disebut basis elemen. Elemen dasar komputer generasi pertama adalah tabung vakum, resistor dan kapasitor. Elemen-elemen dihubungkan dengan kabel menggunakan pemasangan permukaan. Komputer itu banyak lemari besar dan menempati ruang mesin khusus, beratnya ratusan ton dan menghabiskan ratusan kilowatt listrik. ENIAC memiliki 20.000 tabung vakum. Selama 1 detik. Mesin melakukan 300 operasi perkalian atau 5000 operasi penjumlahan multi-digit.
Pada tahun 1945, ahli matematika Amerika terkenal John von Neumann mempresentasikan laporan kepada komunitas ilmiah umum, di mana ia berhasil menguraikan organisasi logis formal komputer, mengabstraksi dari sirkuit dan tabung radio.

Sejarah perkembangan teknologi komputer. Prinsip klasik organisasi fungsional dan pengoperasian komputer:
1. Ketersediaan perangkat utama: unit kontrol (CU), logika aritmatika (ALU), perangkat penyimpanan (RAM), perangkat input-output;
2. Penyimpanan data dan perintah dalam memori;
3. Prinsip pengendalian program;
4. Eksekusi operasi secara berurutan;
5. Pengkodean informasi biner (komputer pertama "Mark-1" melakukan perhitungan dalam sistem bilangan desimal, tetapi pengkodean semacam itu secara teknis sulit diterapkan, dan kemudian ditinggalkan);
6. Penggunaan elemen elektronik dan sirkuit listrik untuk keandalan yang lebih besar (bukan relai elektromekanis).

Komputer domestik pertama diciptakan pada tahun 1951 di bawah pimpinan Akademisi S.A. Lebe-maiden, dan dia dipanggil MESM (mesin hitung elektronik kecil). Kemudian, BESM-2 (mesin hitung elektronik besar) diciptakan. Komputer generasi pertama yang paling kuat di Eropa adalah komputer Soviet M-20 dengan kecepatan 20.000 op/detik, jumlah RAM adalah 4.000 kata mesin. Rata-rata, kecepatan komputer generasi pertama adalah 10-20 ribu op / detik. Pengoperasian komputer generasi pertama terlalu rumit karena sering gagal: tabung elektron sering terbakar dan harus diganti secara manual. Seluruh staf insinyur terlibat dalam pemeliharaan komputer semacam itu. Program untuk mesin semacam itu ditulis dalam kode mesin, perlu untuk mengetahui semua perintah mesin dan representasi binernya. Selain itu, komputer semacam itu berharga jutaan dolar.

Sejarah perkembangan teknologi komputer. Komputer generasi kedua (akhir 50-an - 60-an)

Penemuan transistor pada tahun 1948 memungkinkan untuk mengubah basis elemen komputer menjadi elemen semikonduktor (transistor dan dioda), serta resistor dan kapasitor yang lebih maju. Satu transistor menggantikan 40 tabung vakum, bekerja lebih cepat, lebih murah dan lebih dapat diandalkan. Teknologi untuk menghubungkan basis elemen telah berubah: papan sirkuit tercetak pertama muncul - pelat bahan isolasi tempat transistor, dioda, resistor, dan kapasitor ditempatkan. Papan sirkuit tercetak dihubungkan menggunakan pemasangan di permukaan. Konsumsi listrik telah berkurang, dan dimensinya telah berkurang ratusan kali. Kinerja komputer tersebut hingga 1 juta operasi / detik. Ketika beberapa elemen gagal, seluruh papan diganti, dan tidak setiap elemen secara terpisah. Setelah munculnya transistor, operasi yang paling memakan waktu dalam pembuatan komputer adalah penyambungan dan penyolderan transistor untuk membuat sirkuit elektronik. Munculnya bahasa algoritmik telah memfasilitasi proses pemrograman. Prinsip pembagian waktu diperkenalkan - berbagai perangkat komputer mulai bekerja secara bersamaan. Pada tahun 1965, Digital Equipment merilis komputer mini pertama, PDP-8, seukuran lemari es dan hanya seharga $20.000.

Sejarah perkembangan teknologi komputer. Komputer generasi ketiga(akhir 60-an - 70-an)

Pada tahun 1958, John Kilby menciptakan sirkuit atau chip terintegrasi eksperimental pertama. Sirkuit terpadu melakukan fungsi yang sama dengan sirkuit elektronik pada komputer generasi kedua. Itu adalah wafer silikon di mana transistor dan semua koneksi di antara mereka ditempatkan. Basis elemen - sirkuit terpadu. Kinerja: ratusan ribu - jutaan operasi per detik. Komputer pertama yang dibuat pada sirkuit terpadu adalah IBM-360 pada tahun 1968 oleh IBM, yang menandai awal dari seluruh rangkaian (semakin besar jumlahnya, semakin besar kemampuan komputer). Pada tahun 1970, Intel mulai menjual sirkuit memori terintegrasi. Sejak itu, jumlah transistor per satuan luas sirkuit terpadu telah meningkat dua kali lipat setiap tahunnya. Ini memberikan pengurangan biaya yang konstan dan peningkatan kecepatan komputer. Jumlah memori telah meningkat. Tampilan dan plotter grafik telah muncul, dan berbagai bahasa pemrograman sedang dikembangkan lebih lanjut. Dua keluarga komputer diproduksi di negara kita: besar (misalnya, EC-1022, EC-1035) dan kecil (misalnya, SM-2, SM-3). Pada saat itu, pusat komputer dilengkapi dengan satu atau dua model komputer ES dan kelas tampilan, di mana setiap programmer dapat terhubung ke komputer dalam mode time-sharing.

Sejarah perkembangan teknologi komputer. Komputer generasi keempat (akhir 70-an - hingga sekarang)

Pada tahun 1970, Marshian Edward Hoff dari Intel merancang sirkuit terintegrasi yang fungsinya mirip dengan unit pemrosesan pusat komputer besar. Ini adalah bagaimana mikroprosesor pertama Intel-4004 muncul, yang dirilis untuk dijual pada tahun 1971. Mikroprosesor ini, berukuran kurang dari 3 cm, lebih produktif daripada mesin raksasa. Dimungkinkan untuk menempatkan 2250 transistor pada satu kristal silikon. Benar, ini bekerja jauh lebih lambat dan hanya dapat memproses 4 bit informasi pada saat yang sama (bukan 16-32 bit untuk komputer besar), tetapi juga biayanya puluhan ribu kali lebih murah (sekitar $ 500). Segera mulai peningkatan pesat dalam kinerja mikroprosesor. Pada awalnya, mikroprosesor digunakan di berbagai perangkat komputasi (misalnya, dalam kalkulator). Pada tahun 1974, beberapa perusahaan mengumumkan pembuatan komputer pribadi berbasis mikroprosesor Intel-8008, mis. perangkat untuk satu pengguna.
Penjualan luas di pasar komputer pribadi (PC) dikaitkan dengan nama-nama muda Amerika S. Jobs dan W. Wozniak, pendiri Apple Computer, yang sejak 1977 telah meluncurkan produksi komputer pribadi Apple. Banyak program yang dirancang untuk aplikasi bisnis (pengeditan teks, spreadsheet untuk perhitungan akuntansi) berkontribusi pada pertumbuhan penjualan.
Pada akhir 1970-an, munculnya PC menyebabkan penurunan permintaan komputer besar. Hal ini mengkhawatirkan pimpinan IBM, perusahaan terkemuka dalam produksi komputer besar, dan mereka memutuskan untuk mencoba pasar PC sebagai eksperimen. Agar tidak menghabiskan banyak uang untuk eksperimen ini, departemen yang bertanggung jawab atas proyek ini diizinkan untuk tidak mendesain PC dari awal, tetapi menggunakan blok yang dibuat oleh perusahaan lain. Maka dipilihlah mikroprosesor 16-bit terbaru saat itu Intel-8088 sebagai mikroprosesor utama. Perangkat lunak ini ditugaskan untuk mengembangkan perusahaan kecil Microsoft. Pada bulan Agustus 1981, PC IBM baru telah siap dan menjadi sangat populer di kalangan pengguna. IBM tidak membuat komputernya menjadi satu kesatuan perangkat dan tidak melindungi desainnya dengan paten. Sebaliknya, dia merakit komputer dari bagian-bagian yang diproduksi secara independen dan tidak merahasiakan metode menghubungkan bagian-bagian ini; Desain IBM PC tersedia untuk semua orang. Ini memungkinkan perusahaan lain untuk mengembangkan perangkat keras dan perangkat lunak. Segera, perusahaan-perusahaan ini tidak lagi puas dengan peran produsen komponen untuk PC IBM dan mulai membangun sendiri PC yang kompatibel dengan PC IBM. Persaingan antara produsen telah menyebabkan komputer lebih murah. Karena perusahaan-perusahaan ini tidak perlu mengeluarkan biaya penelitian yang besar, mereka dapat menjual komputer mereka dengan harga yang jauh lebih murah daripada komputer IBM yang sebanding. Komputer yang kompatibel dengan PC IBM disebut "klon" (kembar). Fitur umum dari keluarga PC IBM dan komputer yang kompatibel adalah kompatibilitas perangkat lunak dan prinsip arsitektur terbuka, mis. kemampuan untuk menambah dan mengganti perangkat keras yang ada dengan yang lebih modern tanpa mengganti seluruh komputer.
Salah satu ide terpenting dari komputer generasi keempat adalah bahwa beberapa prosesor digunakan secara bersamaan untuk memproses informasi (pemrosesan multiprosesor).

Sejarah perkembangan teknologi komputer. Server.

Server adalah komputer yang kuat di jaringan komputer yang menyediakan layanan ke komputer yang terhubung dengannya dan akses ke jaringan lain. Superkomputer telah ada sejak tahun 1970-an. Tidak seperti komputer Neumann, mereka menggunakan metode pemrosesan multiprosesor. Dengan metode ini, masalah yang akan dipecahkan dibagi menjadi beberapa bagian yang masing-masing diselesaikan secara paralel pada prosesornya sendiri. Ini secara dramatis meningkatkan kinerja. Kecepatan mereka adalah miliaran operasi per detik. Tetapi komputer ini berharga jutaan dolar.
Komputer pribadi (PC) digunakan di mana-mana dan memiliki harga yang terjangkau. Bagi mereka, sejumlah besar perangkat lunak telah dikembangkan untuk berbagai bidang aplikasi yang membantu seseorang memproses informasi. Sekarang PC sudah menjadi multimedia, yaitu memproses tidak hanya informasi numerik dan tekstual, tetapi juga bekerja secara efektif dengan suara dan gambar.
Komputer portabel (kata Latin "porto" berarti "membawa") - komputer portabel. Yang paling umum dari mereka laptop ("buku catatan") - komputer pribadi notepad.
Komputer industri dirancang untuk digunakan di lingkungan industri (misalnya, untuk mengontrol peralatan mesin, pesawat terbang, dan kereta api). Mereka tunduk pada peningkatan persyaratan untuk keandalan operasi bebas masalah, ketahanan terhadap perubahan suhu, getaran, dll. Oleh karena itu, komputer pribadi biasa tidak dapat digunakan sebagai komputer industri.

Sejarah perkembangan teknologi komputer. v. 1.0.

Perangkat pertama yang dirancang untuk memfasilitasi penghitungan adalah sempoa. Dengan bantuan tulang akun, dimungkinkan untuk melakukan operasi penambahan dan pengurangan dan perkalian sederhana.

1642 - Matematikawan Prancis Blaise Pascal merancang mesin penghitung mekanis pertama, "Pascaline", yang dapat melakukan penambahan angka secara mekanis.

1673 - Gottfried Wilhelm Leibniz merancang mesin penambah yang memungkinkan Anda melakukan empat operasi aritmatika secara mekanis.

Paruh pertama abad ke-19 - Ahli matematika Inggris Charles Babbage mencoba membangun perangkat komputasi universal, yaitu komputer. Babbage menyebutnya Mesin Analitik. Dia menentukan bahwa komputer harus berisi memori dan dikendalikan oleh sebuah program. Menurut Babbage, komputer adalah perangkat mekanis, program yang diatur dengan menggunakan kartu punch - kartu yang terbuat dari kertas tebal dengan informasi yang diterapkan menggunakan lubang (mereka sudah banyak digunakan dalam alat tenun pada waktu itu).

1941 - Insinyur Jerman Konrad Zuse membangun komputer kecil berdasarkan beberapa relai elektromekanis.

1943 - di AS, di salah satu perusahaan IBM, Howard Aiken menciptakan komputer yang disebut "Mark-1". Itu memungkinkan untuk melakukan perhitungan ratusan kali lebih cepat daripada secara manual (menggunakan mesin penambah), dan digunakan untuk perhitungan militer. Ini menggunakan kombinasi sinyal listrik dan aktuator mekanik. "Mark-1" memiliki dimensi: 15 * 2-5 m dan berisi 750.000 bagian. Mesin ini mampu mengalikan dua angka 32-bit dalam 4 detik.

1943 - di AS, sekelompok spesialis yang dipimpin oleh John Mauchly dan Prosper Eckert mulai merancang komputer ENIAC berdasarkan tabung vakum.

1945 - matematikawan John von Neumann terlibat dalam pekerjaan di ENIAC, yang menyiapkan laporan di komputer ini. Dalam laporannya, von Neumann merumuskan prinsip umum fungsi komputer, yaitu perangkat komputasi universal. Sampai sekarang, sebagian besar komputer telah dibuat sesuai dengan prinsip-prinsip yang digariskan oleh John von Neumann.

1947 - Eckert dan Mauchly memulai pengembangan mesin serial elektronik pertama UNIVAC (Universal Automatic Computer). Model pertama mesin (UNIVAC-1) dibuat untuk Biro Sensus AS dan dioperasikan pada musim semi tahun 1951. UNIVAC-1 sinkron, komputer sekuensial dibuat berdasarkan komputer ENIAC dan EDVAC. Dia bekerja dengan frekuensi clock 2,25 MHz dan berisi sekitar 5000 tabung vakum. Perangkat penyimpanan internal dengan kapasitas 1000 angka desimal 12-bit dibuat pada 100 saluran tunda merkuri.

1949 - Peneliti Inggris Mournes Wilks membangun komputer pertama yang mewujudkan prinsip-prinsip von Neumann.

1951 - J. Forrester menerbitkan sebuah artikel tentang penggunaan inti magnetik untuk menyimpan informasi digital.Dalam mesin Whirlwind-1, memori inti magnetik pertama kali digunakan. Ini terdiri dari 2 kubus dengan inti 32-32-17, yang menyediakan penyimpanan 2048 kata untuk bilangan biner 16-bit dengan satu bit paritas.

1952 - IBM merilis komputer elektronik industri pertamanya IBM 701, yang merupakan komputer paralel sinkron yang berisi 4.000 tabung vakum dan 12.000 dioda. Versi perbaikan dari mesin IBM 704 cepat, menggunakan register indeks, dan data direpresentasikan dalam bentuk floating point.

Setelah komputer IBM 704, mesin IBM 709 dirilis, yang, dalam istilah arsitektur, mendekati mesin generasi kedua dan ketiga. Di mesin ini, pengalamatan tidak langsung pertama kali digunakan dan saluran input-output muncul untuk pertama kalinya.

1952 - Remington Rand merilis komputer UNIVAC-t 103, yang merupakan komputer pertama yang menggunakan interupsi perangkat lunak. Karyawan di Remington Rand menggunakan bentuk aljabar dari algoritma penulisan yang disebut "Kode Singkat" (penerjemah pertama, dibuat pada tahun 1949 oleh John Mauchly).

1956 - kepala magnet mengambang di bantalan udara dikembangkan oleh IBM. Penemuan mereka memungkinkan untuk membuat jenis memori baru - perangkat penyimpanan disk (memori), yang pentingnya dihargai sepenuhnya dalam dekade berikutnya dalam pengembangan teknologi komputer. Memori disk pertama muncul di mesin IBM 305 dan RAMAC. Yang terakhir memiliki paket yang terdiri dari 50 cakram logam berlapis magnetis yang diputar pada kecepatan 12.000 rpm. / menit Di permukaan disk terdapat 100 track untuk merekam data, masing-masing 10.000 karakter.

1956 - Ferranti merilis komputer Pegasus, yang untuk pertama kalinya mewujudkan konsep register tujuan umum (RON). Dengan munculnya RON, perbedaan antara register indeks dan akumulator dihilangkan, dan programmer memiliki bukan hanya satu, tetapi beberapa register akumulator.

1957 - sebuah kelompok yang dipimpin oleh D. Backus menyelesaikan pekerjaan pada bahasa pemrograman tingkat tinggi pertama, yang disebut FORTRAN. Bahasa, yang diimplementasikan untuk pertama kalinya pada komputer IBM 704, berkontribusi pada perluasan cakupan komputer.

1960-an - Komputer generasi ke-2, elemen logis komputer diimplementasikan berdasarkan perangkat semikonduktor-transistor, bahasa pemrograman algoritmik sedang dikembangkan, seperti Algol, Pascal, dan lainnya.

1970-an - Komputer generasi ke-3, sirkuit terpadu yang berisi ribuan transistor pada satu pelat semikonduktor. OS, bahasa pemrograman struktural mulai dibuat.

1974 - beberapa perusahaan mengumumkan pembuatan komputer pribadi berdasarkan mikroprosesor Intel-8008 - perangkat yang melakukan fungsi yang sama dengan komputer besar, tetapi dirancang untuk satu pengguna.

1975 - komputer pribadi pertama yang didistribusikan secara komersial Altair-8800 muncul berdasarkan mikroprosesor Intel-8080. Komputer ini hanya memiliki 256 byte RAM dan tidak memiliki keyboard atau layar.

Akhir 1975 - Paul Allen dan Bill Gates (pendiri masa depan Microsoft) menciptakan penerjemah bahasa Dasar untuk komputer Altair, yang memungkinkan pengguna untuk berkomunikasi dengan komputer dan dengan mudah menulis program untuk itu.

Agustus 1981 - IBM memperkenalkan PC IBM. Mikroprosesor Intel-8088 16-bit digunakan sebagai mikroprosesor utama komputer, yang memungkinkan bekerja dengan memori 1 megabita.

1980-an - Komputer generasi ke-4, dibangun di atas sirkuit terintegrasi yang besar. Mikroprosesor diimplementasikan dalam bentuk sirkuit mikro tunggal, produksi massal komputer pribadi.

1990-an — Komputer generasi ke-5, sirkuit terintegrasi ultra-besar. Prosesor mengandung jutaan transistor. Munculnya jaringan komputer global penggunaan massal.

2000-an - Komputer generasi ke-6. Integrasi komputer dan peralatan rumah tangga, komputer tertanam, pengembangan komputasi jaringan.

Kebutuhan akan perangkat untuk mempercepat proses penghitungan muncul pada manusia ribuan tahun yang lalu. Pada saat itu, cara paling sederhana, seperti menghitung tongkat, digunakan untuk ini. Kemudian datanglah sempoa, yang lebih kita kenal sebagai sempoa. Itu memungkinkan untuk melakukan hanya operasi aritmatika yang paling sederhana. Banyak yang telah berubah sejak saat itu. Hampir setiap rumah memiliki komputer, dan smartphone ada di saku Anda. Semua ini dapat digabungkan dengan nama umum "Teknologi komputer" atau "Teknologi komputer". Pada artikel ini, Anda akan belajar sedikit lebih banyak tentang sejarah perkembangannya.

1623. Wilhelm Schickard berpikir: "Mengapa saya tidak menciptakan mesin penjumlahan pertama?" Dan dia menciptakannya. Dia mendapatkan perangkat mekanis yang mampu melakukan operasi aritmatika dasar (penambahan, perkalian, pembagian dan pengurangan) dan bekerja dengan bantuan roda gigi dan silinder.

1703. Gottfried Wilhelm Leibniz menjelaskan sistem bilangan biner dalam risalahnya "Explication de l'Arithmtique Binaire", yang diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia sebagai "Penjelasan Aritmatika Biner". Implementasi komputer yang menggunakannya jauh lebih sederhana, dan Leibniz sendiri mengetahuinya. Kembali pada tahun 1679, ia membuat cetak biru untuk komputer biner. Namun dalam praktiknya, perangkat semacam itu pertama kali muncul di pertengahan abad ke-20.

1804 Kartu berlubang (punched card) muncul untuk pertama kalinya. Penggunaannya tidak berhenti pada 1970-an. Mereka adalah lembaran karton tipis, di beberapa tempat ada lubang. Informasi direkam dalam berbagai urutan lubang ini.

1820 Charles Xavier Thomas (ya, hampir seperti Profesor X) merilis mesin penjumlahan Thomas, yang tercatat dalam sejarah sebagai aritmometer pertama yang diproduksi secara massal.

1835 Charles Babbage ingin menciptakan Analytical Engine-nya sendiri dan menjelaskannya. Awalnya, tugas perangkat itu adalah menghitung tabel logaritmik dengan akurasi tinggi, tetapi kemudian Babbage berubah pikiran. Sekarang mimpinya telah menjadi mesin serba guna. Pada saat itu, pembuatan perangkat semacam itu cukup realistis, tetapi bekerja dengan Babbage ternyata sulit karena sifatnya. Akibat perbedaan pendapat, proyek ditutup.

1845 Israel Staffel menciptakan perangkat pertama yang mampu mengekstrak akar kuadrat dari angka.

1905 Percy Ludgert menerbitkan sebuah proyek untuk komputer mekanik yang dapat diprogram.

1936 Konrad Zuse memutuskan untuk membuat komputernya sendiri. Dia memanggilnya Z1.

1941 Konrad Zuse merilis Z3, komputer pertama di dunia yang dikendalikan program. Selanjutnya, beberapa lusin perangkat seri Z dirilis.

1961 Peluncuran ANITA Mark VII, kalkulator elektronik pertama di dunia.

Beberapa kata tentang generasi komputer.

1 generasi. Inilah yang disebut komputer lampu. Mereka bekerja dengan lampu elektronik. Perangkat semacam itu pertama kali dibuat pada pertengahan abad ke-20.

2 generasi. Semua orang menggunakan komputer generasi pertama, sampai tiba-tiba, pada tahun 1947, Walter Brattain dan John Bardeen menemukan hal yang sangat penting - transistor. Ini adalah bagaimana komputer generasi kedua muncul. Mereka mengkonsumsi lebih sedikit energi dan kinerja mereka lebih besar. Perangkat ini umum di 50-an-60-an abad XX, sampai sirkuit terpadu ditemukan pada tahun 1958.

generasi ke-3. Pengoperasian komputer ini didasarkan pada sirkuit terpadu. Setiap sirkuit tersebut berisi ratusan juta transistor. Namun, penciptaan generasi ketiga tidak menghentikan rilis komputer generasi kedua.

generasi ke-4. Pada tahun 1969 Tad Hoff muncul dengan ide untuk mengganti banyak sirkuit terpadu dengan satu perangkat kecil. Itu kemudian disebut microchip. Berkat ini, menjadi mungkin untuk membuat mikrokomputer yang sangat kecil. Perangkat tersebut pertama kali dirilis oleh Intel. Dan di tahun 80-an, mikroprosesor dan mikrokomputer adalah yang paling umum. Kami masih menggunakannya.

Itulah sejarah singkat perkembangan teknologi komputer dan teknologi komputer. Saya harap saya berhasil menarik minat Anda. Selamat tinggal!

Institusi pendidikan anggaran kota

"Sekolah Menengah No. 30"

Dilakukan:

siswa kelas 8

Dmitrieva Daria

Guru:

Demchenko E.E.

G. Kursk, 2014

“Sejarah Perkembangan Teknologi Komputer”

abstrak

pengantar

Masyarakat manusia, dalam perkembangannya, tidak hanya menguasai materi dan energi, tetapi juga informasi. Dengan munculnya dan distribusi massal komputer, seseorang menerima alat yang ampuh untuk penggunaan sumber daya informasi yang efektif, untuk meningkatkan aktivitas intelektualnya. Mulai sekarang (pertengahanXXabad), transisi dari masyarakat industri ke masyarakat informasi dimulai, di mana informasi menjadi sumber daya utama.

Kemampuan anggota masyarakat untuk menggunakan informasi yang lengkap, tepat waktu dan dapat diandalkan sangat tergantung pada tingkat perkembangan dan penguasaan teknologi informasi baru, yang berbasis komputer. Pertimbangkan tonggak utama dalam sejarah perkembangan mereka.

Teknik Komputer merupakan komponen penting dari proses komputasi dan pengolahan data. Perangkat pertama untuk komputasi mungkin yang terkenaltongkat hitung, yang masih digunakan sampai sekarang di kelas dasar di banyak sekolah untuk mengajar berhitung. Berkembang, perangkat ini menjadi lebih kompleks, misalnya, sepertiFenisiapatung-patung tanah liat, juga dimaksudkan untuk representasi visual dari jumlah item yang dihitung. Perangkat tersebut tampaknya telah digunakan oleh pedagang dan akuntan pada waktu itu.

Secara bertahap, dari perangkat paling sederhana untuk menghitung, semakin banyak perangkat kompleks lahir.: ( ), , , . Terlepas dari kesederhanaan perangkat komputasi awal, seorang akuntan berpengalaman bisa mendapatkan hasil dengan perhitungan sederhana bahkan lebih cepat daripada pemilik kalkulator modern yang lambat. Secara alami, kinerja dan kecepatan penghitungan perangkat komputasi modern telah lama melampaui kemampuan kalkulator manusia yang paling luar biasa.

Umat ​​manusia belajar menggunakan alat penghitung paling sederhana ribuan tahun yang lalu. Yang paling dituntut adalah kebutuhan untuk menentukan jumlah barang yang digunakan dalam barter. Salah satu solusi paling sederhana adalah menggunakan bobot yang setara dengan barang yang ditukar, yang tidak memerlukan perhitungan ulang yang tepat dari jumlah komponennya. Untuk tujuan ini, penyeimbangan paling sederhanakeseimbangan, yang menjadi salah satu perangkat pertama untuk penentuan kuantitatifmassa. Prinsip ekuivalensi banyak digunakan dalam perangkat penghitungan sederhana lainnya - sempoa, atau sempoa. Jumlah benda yang dihitung sesuai dengan jumlah buku jari yang digerakkan dari instrumen ini. Alat yang relatif rumit untuk menghitung bisa jadi adalah rosario yang digunakan dalam praktik banyak agama. Orang beriman, seperti dalam catatan, menghitung jumlah doa yang diucapkan pada manik-manik rosario, dan ketika melewati satu lingkaran penuh rosario, dia memindahkan penghitung biji-bijian khusus pada ekor yang terpisah, menunjukkan jumlah lingkaran yang dihitung.Dengan penemuan roda gigi, perangkat perhitungan yang jauh lebih kompleks muncul.

Tentang semua generasi komputer,tentang sejarah perkembangan teknologi komputer, saya ingin menceritakannya dalam tulisan saya.

Awal era komputer

Komputer pertamaENIACdidirikan pada akhir tahun 1945 di Amerika Serikat.

Gagasan utama di mana teknologi komputer telah berkembang selama bertahun-tahun dirumuskan pada tahun 1946 oleh matematikawan Amerika John von Neumann. Mereka disebut arsitektur von Neumann.

Pada tahun 1949, komputer pertama dengan arsitektur von Neumann dibangun - mesin InggrisEDSAC. Setahun kemudian, komputer Amerika munculEDVAC.

Di negara kita, komputer pertama dibuat pada tahun 1951. Itu disebut MESM - mesin penghitung elektronik kecil. Perancang MESM adalah Sergey Alekseevich Lebedev.

Produksi serial komputer dimulai pada tahun 50-anXXabad.

Merupakan kebiasaan untuk membagi peralatan komputasi elektronik menjadi beberapa generasi yang terkait dengan perubahan basis elemen. Di samping itu,mobil dari generasi yang berbeda berbedaarsitektur logis dan perangkat lunakkeamanan, cepattindakan, RAM, metode input, dan Andainformasi air, dll.

Komputer pertama - mesin universal yang menggunakan tabung vakum - dibangun di AS pada tahun 1945.

Mesin ini disebut ENIAC (singkatan dari: Electronic Digital integrator and Calculator). Para perancang ENIAC adalah J. Mouchli dan J. Eckert. Kecepatan hitung mesin ini melebihi kecepatan mesin relai waktu itu sebanyak seribu kali lipat.

Elektronik pertamakomputer ENIAC diprogram menggunakan metode plug-and-switch, yaitu program dibangun dengan menghubungkan blok individu mesin pada papan switching dengan konduktor. Prosedur yang rumit dan melelahkan untuk mempersiapkan mesin untuk bekerja ini membuatnya tidak nyaman untuk dioperasikan.

Gagasan utama, yang menurutnya teknologi komputer telah berkembang selama bertahun-tahun, dikembangkan oleh ahli matematika Amerika terbesar John von Neumann.

Pada tahun 1946, jurnal "Nature" menerbitkan sebuah artikel oleh J. von Neumann, G. Goldstein dan A. Burks "Pertimbangan awal dari desain logis dari perangkat komputasi elektronik." Artikel ini menguraikan prinsip-prinsip desain dan pengoperasian komputer. Yang utama adalah prinsip disimpan dalam memoriprogram , yang dengannya data dan program ditempatkan di memori umum mesin.

Deskripsi dasar perangkat dan pengoperasian komputer biasa disebut arsitektur komputer. Ide-ide yang diuraikan dalam artikel yang disebutkan di atas disebut "arsitektur komputer oleh J. von Neumann."

Pada tahun 1949, komputer pertama dengan arsitektur Neumann dibangun - mesin EDSAC Inggris. Setahun kemudian, komputer Amerika EDVAС muncul. Mesin bernama ada dalam salinan tunggal. Produksi serial komputer dimulai di negara-negara maju di dunia pada 50-an abad XX.

Di negara kita, komputer pertama dibuat pada tahun 1951. Itu disebut MESM - mesin penghitung elektronik kecil. Perancang MESM adalah Sergey Alekseevich Lebedev

Peran Akademisi S. A. Lebedev dalam penciptaan komputer dalam negeri sangat besar. Di bawah kepemimpinannya, pada 1950-an, komputer tabung serial BESM-1 (mesin hitung elektronik berkecepatan tinggi), BESM-2, M-20 dibangun. Pada saat itu, mesin-mesin ini termasuk yang terbaik di dunia.

Pada 60-an abad XX, S. A. Lebedev memimpin pengembangan komputer semikonduktor BESM-ZM, BESM-4, M-220, M-222. Pencapaian luar biasa pada periode itu adalah mesin BESM-6. Ini adalah komputer domestik pertama dan salah satu komputer pertama di dunia dengan kecepatan 1 juta operasi per detik.

Ide dan perkembangan selanjutnya dari S. A. Lebedev berkontribusi pada penciptaan mesin yang lebih maju dari generasi berikutnya.

Komputer generasi pertama

Komputer generasi pertama - mobil lampu tahun 50-an.Kecepatan penghitungan mesin tercepat generasi pertama mencapai 20 ribu operasi per detik. Untuk memasukkan program dan data, kaset berlubang dan kartu berlubang digunakan. Karena memori internal mesin ini kecil (dapat berisi beberapa ribu angka dan instruksi program), mereka terutama digunakan untuk rekayasa dan perhitungan ilmiah yang tidak terkait dengan pemrosesan data dalam jumlah besar. Ini adalah struktur yang agak besar yang berisi ribuan lampu, kadang-kadang menempati ratusan meter persegi, menghabiskan ratusan kilowatt listrik. Program untuk mesin tersebut dikompilasi dalam bahasa instruksi mesin, sehingga pemrograman tidak tersedia pada waktu itu untuk beberapa. Secara umum diterima bahwa komputer generasi pertama muncul selama Perang Dunia Kedua setelah1943 Konrad Zuse, didemonstrasikan kepada teman dan kerabat di1938 relay) adalah mesin yang berubah-ubah dalam penanganan dan tidak dapat diandalkan dalam perhitungan. Di bulan Mei1941 tahun dalamBerlin

Secara umum diterima bahwa komputer generasi pertama muncul selama Perang Dunia Kedua setelah1943 tahun, meskipun perwakilan kerja pertama harus dianggap mobil V-1 (Z1)Konrad Zusedidemonstrasikan kepada teman dan kerabat di1938 tahun. Itu adalah elektronik pertama (dibangun di atas analog buatan sendirimenyampaikan) mesin yang berubah-ubah dalam penanganan dan tidak dapat diandalkan dalam perhitungan. Di bulan Mei1941 tahun dalamBerlin, Zuse menghadirkan mobil Z3, yang membuat para spesialis senang. Terlepas dari sejumlah kekurangan, itu adalah komputer pertama yang, dalam keadaan lain, bisa sukses secara komersial.

Namun, komputer pertama dianggap bahasa InggrisPatung raksasa(1943) dan AmerikaENIAC(1945). ENIAC adalah komputer tabung vakum pertama.

Komputer generasi pertama menggunakan tabung vakum dan relai sebagai basis elemen; memori akses acak dilakukan pada pemicu, kemudian pada inti ferit.Basis elemen komputer pertama - tabung vakum - menentukan dimensinya yang besar, konsumsi daya yang signifikan, keandalan yang rendah dan, sebagai akibatnya, volume produksi kecil dan lingkaran pengguna yang sempit, terutama dari dunia sains. Dalam mesin seperti itu, praktis tidak ada cara untuk menggabungkan operasi program yang sedang dieksekusi dan memparalelkan operasi berbagai perangkat; perintah dieksekusi satu demi satu, ALU menganggur dalam proses pertukaran data dengan perangkat eksternal, yang rangkaiannya sangat terbatas. Memori operasi BESM-2, misalnya, adalah 2048 kata 39-bit; drum magnetik dan tape drive magnetik digunakan sebagai memori eksternal. Proses komunikasi antara seseorang dan mesin generasi pertama sangat memakan waktu dan tidak efektif. Sebagai aturan, pengembang sendiri, yang menulis program dalam kode mesin, memasukkannya ke dalam memori komputer menggunakan kartu berlubang dan kemudian secara manual mengontrol eksekusinya. Monster elektronik diberikan kepada penggunaan programmer yang tidak terbagi untuk waktu tertentu, dan efisiensi pemecahan masalah komputasi sangat tergantung pada tingkat keahliannya, kemampuan untuk dengan cepat menemukan dan memperbaiki kesalahan dan kemampuan untuk menavigasi konsol komputer . Orientasi terhadap kontrol manual menentukan tidak adanya kemungkinan untuk program buffering.

Komputer generasi pertama dicirikan oleh keandalan yang rendah, membutuhkan sistem pendingin dan memiliki dimensi yang signifikan. Proses pemrograman membutuhkan seni yang cukup besar, pengetahuan yang baik tentang arsitektur komputer dan kemampuan perangkat lunaknya. Pada awalnya, pemrograman dalam kode komputer (kode mesin) digunakan, kemudian autocode dan assembler muncul, mengotomatiskan proses tugas pemrograman sampai batas tertentu. Komputer generasi pertama digunakan untuk perhitungan ilmiah dan teknis. Proses pemrograman lebih seperti seni yang dipraktekkan oleh lingkaran yang sangat sempit dari matematikawan, insinyur elektronik dan fisikawan.

Semua komputer generasi pertamaberfungsiberdasarkan tabung vakum, yang membuatnya tidak dapat diandalkan - tabung harus sering diganti. Komputer-komputer ini adalah mesin yang besar, rumit, dan mahal yang hanya dapat dibeli oleh perusahaan besar dan pemerintah. Lampu mengkonsumsi sejumlah besar listrik dan menghasilkan banyak panas.

Selain itu, setiap mesin menggunakan bahasa pemrogramannya sendiri. Set instruksi kecil, skema unit logika aritmatika dan unit kontrol cukup sederhana, perangkat lunak praktis tidak ada. RAM dan skor kinerjanya rendah. Pita pelubang, kartu berlubang, pita magnetik, dan perangkat pencetakan digunakan untuk input-output, perangkat memori akses acak diimplementasikan berdasarkan garis tunda merkuri dari tabung sinar katoda.

Ketidaknyamanan ini mulai diatasi melalui pengembangan intensif sarana untuk mengotomatisasi pemrograman, pembuatan sistem program layanan yang menyederhanakan pekerjaan pada mesin dan meningkatkan efisiensi penggunaannya. Ini, pada gilirannya, membutuhkan perubahan signifikan dalam struktur komputer, yang bertujuan untuk mendekatkannya dengan persyaratan yang muncul dari pengalaman mengoperasikan komputer.

Komputer generasi kedua

Pada tahun 1949, perangkat semikonduktor pertama dibuat di Amerika Serikat, menggantikan tabung vakum. Ini disebut transistor.Di tahun 60-an transistor telah menjadi dasar unsur untuk komputer generasi kedua. Transisi ke elemen semikonduktor meningkatkan kualitas komputer dalam segala hal: mereka menjadi lebih kompak, lebih andal, dan lebih hemat energi. Kecepatan sebagian besar mesin mencapai puluhan dan ratusan ribu operasi per detik. Volume memori internal telah meningkat ratusan kali dibandingkan dengan komputer generasi pertama. Perangkat memori eksternal (magnetik) telah sangat berkembang: drum magnetik, drive pita magnetik. Berkat ini, dimungkinkan untuk membuat referensi informasi, sistem pencarian di komputer (ini karena kebutuhan untuk menyimpan sejumlah besar informasi pada media magnetik untuk waktu yang lama).Pada generasi kedua, bahasa pemrograman tingkat tinggi mulai aktif berkembang. Yang pertama adalah FORTRAN, ALGOL, COBOL. Pemrograman sebagai elemen literasi telah menyebar luas, terutama di kalangan orang-orang dengan pendidikan tinggi.

Komputer generasi kedua adalah transisi ke basis elemen transistor, penampilan komputer mini pertama.

Komputer generasi kedua biasanya terdiri dari sejumlah besar papan sirkuit tercetak, yang masing-masing berisi satu hingga empatgerbang logikaataupemicu. Khususnya,Sistem Modular Standar IBMmendefinisikan standar untuk papan tersebut dan konektor koneksi untuk mereka. PADA1959berdasarkan transistor IBM telah merilis mainframeIBM 7090dan mobil kelas menengahIBM 1401. Yang terakhir digunakankartu berlubanginput dan menjadi komputer serba guna paling populer saat itu: pada periode 1960-1964. lebih dari 100 ribu eksemplar mesin ini diproduksi. Ini menggunakan 4.000 karakter memori (kemudian meningkat menjadi 16.000 karakter). Banyak aspek dari proyek ini didasarkan pada keinginan untuk mengganti mesin kartu berlubang, yang telah banyak digunakan sejak1920-ansampai awal tahun 1970-an. PADA1960IBM merilis transistorIBM 1620, awalnya hanya pita berlubang, tetapi segera diperbarui menjadi kartu berlubang. Model menjadi populer sebagai komputer ilmiah, sekitar 2000 eksemplar diproduksi. Mesin menggunakan memori inti magnetik hingga 60.000 digit desimal.

Pada tahun 1960 yang samaDESmerilis model pertamanya -PDP-1 dirancang untuk digunakan oleh tenaga teknis di laboratorium dan untuk penelitian.

PADA1961Perusahaan BurroughsdilepaskanB5000, komputer dua prosesor pertama denganmemori maya. Fitur unik lainnya adalaharsitektur tumpukan,pengalamatan berbasis deskriptor, dan tidak ada pemrograman langsung dibahasa campuran.

Komputer generasi keduaIBM 1401, diproduksi pada awal 1960-an, mengambil alih sepertiga pasar komputer dunia, dengan lebih dari 10.000 mesin ini terjual.

Penggunaan semikonduktor telah meningkat tidak hanyaunit pemrosesan pusat, tetapi juga perangkat periferal. Perangkat penyimpanan data generasi kedua sudah memungkinkan untuk menyimpan puluhan juta karakter dan angka. Ada pembagian menjadi kaku tetap (tetap ) perangkat penyimpanan yang terhubung ke prosesor melalui saluran transfer data berkecepatan tinggi, dan dapat dilepas (dilepas ) perangkat. Mengganti kaset disk di changer hanya membutuhkan waktu beberapa detik. Meskipun kapasitas media yang dapat dipindahkan biasanya lebih rendah, tetapi pertukarannya memungkinkan untuk menyimpan data dalam jumlah yang hampir tidak terbatas.Pita magnetikbiasanya digunakan untuk pengarsipan data karena menyediakan lebih banyak volume dengan biaya lebih rendah.

Di banyak mesin generasi kedua, fungsi komunikasi dengan perangkat periferal didelegasikan ke khususkoprosesor. Misalnya, sementaraprosesor periferalmelakukan pembacaan atau pelubangan kartu, prosesor utama melakukan perhitungan atau percabangan sesuai program. Satu bus data membawa data antara memori dan prosesor selama siklus pengambilan dan eksekusi, dan biasanya bus data lainnya melayani periferal. padaPDP-1siklus akses memori membutuhkan waktu 5 mikrodetik; kebanyakan instruksi membutuhkan 10 mikrodetik: 5 untuk mengambil instruksi dan 5 lainnya untuk mengambil operan.

"Setel"adalah komputer pertama yang berbasislogika ternary, dikembangkan di1958diUni Soviet. Komputer semikonduktor serial Soviet pertama adalah"Musim Semi" dan "Salju", diproduksi dengan1964 pada1972 Kinerja puncak komputer Sneg adalah 300.000 operasi per detik. Mesin dibuat berdasarkan transistor dengan frekuensi clock 5 MHz. Sebanyak 39 komputer diproduksi.

Komputer domestik terbaik dari generasi ke-2 dianggapBESM-6, dibuat di1966.

Prinsip otonomi sedang dikembangkan lebih lanjut - sudah diterapkan pada tingkat perangkat individu, yang dinyatakan dalam struktur modularnya. Perangkat I/O dilengkapi dengan CU mereka sendiri (disebut pengontrol), yang membebaskan CU pusat dari pengelolaan operasi I/O.

Peningkatan dan murahnya komputer menyebabkan penurunan biaya satuan waktu komputer dan sumber daya komputasi dalam total biaya solusi otomatis untuk masalah pemrosesan data, sementara pada saat yang sama, biaya pengembangan program (yaitu pemrograman) hampir tidak berkurang, dan dalam beberapa kasus cenderung meningkat. Dengan demikian, tren menuju pemrograman yang efisien digariskan, yang mulai direalisasikan pada komputer generasi kedua dan sedang dikembangkan hingga saat ini.

Pengembangan atas dasar perpustakaan program standar sistem terintegrasi dengan properti portabilitas, mis. berfungsi pada komputer dari berbagai merek. Perangkat lunak yang paling umum digunakan dialokasikan dalam PPP untuk memecahkan masalah dari kelas tertentu.

Teknologi menjalankan program di komputer sedang ditingkatkan: alat perangkat lunak khusus sedang dibuat - perangkat lunak sistem.

Tujuan dari perangkat lunak sistem adalah untuk mempermudah dan mempercepat prosesor berpindah dari satu tugas ke tugas lainnya. Sistem pemrosesan batch pertama muncul yang hanya mengotomatiskan peluncuran satu demi satu program dan dengan demikian meningkatkan pemanfaatan prosesor. Sistem pemrosesan batch adalah prototipe sistem operasi modern, mereka menjadi program sistem pertama yang dirancang untuk mengontrol proses komputasi. Selama implementasi sistem pemrosesan batch, bahasa kontrol pekerjaan yang diformalkan dikembangkan, dengan bantuan programmer memberi tahu sistem dan operator pekerjaan apa yang ingin dia lakukan di komputer. Satu set beberapa tugas, biasanya dalam bentuk setumpuk kartu berlubang, disebut paket tugas. Elemen ini masih hidup sampai sekarang: apa yang disebut file batch (atau batch) MS DOS tidak lebih dari paket pekerjaan (ekstensi dalam namanya bat adalah singkatan dari kata bahasa Inggris batch, yang berarti batch).

Komputer domestik generasi kedua termasuk Promin, Minsk, Hrazdan, Mir.

Komputer generasi ketiga

Komputer generasi ketigatelah dibuat pada basis elemen baru- sirkuit terintegrasi: pada wafer kecil dari bahan semikonduktor, luasnya kurang dari 1 cm 2 sirkuit elektronik kompleks dipasang. Mereka disebut sirkuit terpadu (IC). IC pertama berisi lusinan, lalu ratusan elemen (transistor, resistansi, dll.). Ketika tingkat integrasi (jumlah elemen) mendekati seribu, mereka mulai disebut sirkuit terintegrasi besar - LSI; kemudian muncul sirkuit terpadu yang sangat besar - VLSI. Komputer generasi ketiga mulai diproduksi pada paruh kedua tahun 60-an, ketika sebuah perusahaan AmerikaIBMmemulai produksi sistem mesinIBM-360. Di Uni Soviet pada tahun 70-an, produksi mesin seri ES EVM (Sistem Komputer Terpadu) dimulai. Transisi ke generasi ketiga dikaitkan dengan perubahan signifikan dalam arsitektur komputer. Sekarang Anda dapat menjalankan beberapa program pada mesin yang sama secara bersamaan. Mode operasi ini disebut mode multi-program (multi-program). Kecepatan model komputer paling kuat telah mencapai beberapa juta operasi per detik. Pada mesin generasi ketiga, jenis baru perangkat penyimpanan eksternal muncul - disk magnetik. Jenis baru perangkat input-output banyak digunakan: display, plotter. Selama periode ini, bidang penerapan komputer secara signifikan diperluas. Database, sistem kecerdasan buatan pertama, desain berbantuan komputer (CAD) dan sistem kontrol (ACS) mulai dibuat. Pada 1970-an, jajaran komputer kecil (mini) menerima perkembangan yang kuat.

Basis elemen komputer adalah sirkuit terpadu kecil (MIS), yang berisi ratusan atau ribuan transistor pada satu pelat. Pengoperasian mesin ini dikendalikan dari terminal alfanumerik. Bahasa tingkat tinggi dan assembler digunakan untuk kontrol. Data dan program dimasukkan baik dari terminal maupun dari kartu berlubang dan pita berlubang. Mesin-mesin tersebut dimaksudkan untuk digunakan secara luas di berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi (perhitungan, manajemen produksi, benda bergerak, dll). Berkat sirkuit terpadu, dimungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan karakteristik teknis dan operasional komputer dan secara tajam mengurangi harga perangkat keras. Misalnya, mesin generasi ketiga memiliki lebih banyak RAM, kinerja yang lebih cepat, keandalan yang lebih besar, dan konsumsi daya, tapak, dan bobot yang lebih rendah dibandingkan dengan mesin generasi kedua.

Sirkuit terpadu, chip - "produk mikroelektronika yang memiliki kepadatan pengepakan tinggi dari elemen-elemen yang terhubung secara elektrik dan dianggap sebagai satu kesatuan struktural." (Gorokhov P.K. Kamus penjelasan elektronik radio. Istilah dasar. M.: bahasa Rusia, 1993). Sebelum ditemukannya rangkaian terpadu (tahun 1958), setiap komponen rangkaian elektronik dibuat secara terpisah, kemudian komponen-komponen tersebut dihubungkan dengan cara disolder. Munculnya sirkuit terpadu telah mengubah seluruh teknologi. Pada saat yang sama, peralatan elektronik menjadi lebih murah. Sirkuit mikro adalah kerumitan berlapis-lapis dari ratusan sirkuit yang sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Sirkuit ini juga memiliki komponen pasif - resistor yang menciptakan hambatan terhadap arus listrik, dan kapasitor yang dapat menyimpan muatan. Namun, komponen terpenting dari sirkuit terpadu adalah transistor - perangkat yang dapat memperkuat tegangan dan menghidupkan dan mematikannya, "berbicara" dalam biner. Generasi ketiga dikaitkan dengan munculnya komputer dengan basis elemen pada sirkuit terpadu (IC). Pada Januari 1959, D. Kilby menciptakan sirkuit terpadu pertama, yang merupakan pelat germanium tipis sepanjang 1 cm. Untuk mendemonstrasikan kemampuan teknologi terintegrasi, Texas Instruments menciptakan komputer on-board untuk Angkatan Udara AS yang berisi 587 sirkuit terpadu dan sebuah volume 150 kali lebih kecil, dari komputer gaya lama yang serupa. Tetapi sirkuit terpadu Kilby memiliki sejumlah kekurangan yang signifikan, yang dihilangkan dengan munculnya sirkuit terpadu planar oleh R. Noyce pada tahun yang sama. Sejak saat itu, teknologi IC memulai pawai kemenangannya, menangkap semua bagian baru dari elektronik modern dan, pertama-tama, teknologi komputer.
Komputer on-board khusus pertama yang menggunakan teknologi IS dirancang dan dibuat berdasarkan pesanan dari departemen militer AS. Teknologi baru ini memberikan keandalan, kemampuan manufaktur, dan kecepatan teknologi komputer yang lebih besar dengan pengurangan dimensi yang signifikan. Pada satu milimeter persegi sirkuit terpadu, ternyata dimungkinkan untuk menempatkan ribuan elemen logika. Namun, tidak hanya teknologi SI yang menentukan munculnya komputer generasi baru - komputer generasi ketiga, sebagai aturan, membentuk serangkaian model yang kompatibel dengan perangkat lunak dari bawah ke atas dan memiliki kemampuan yang meningkat dari model ke model. Pada saat yang sama, teknologi ini memungkinkan untuk mengimplementasikan arsitektur logis komputer yang jauh lebih kompleks dan peralatan periferalnya, yang secara signifikan memperluas kemampuan fungsional dan komputasi komputer.

Kriteria paling penting untuk membedakan komputer generasi kedua dan ketiga adalah perkembangan signifikan dari arsitektur komputer yang memenuhi persyaratan baik tugas yang diselesaikan maupun programmer yang mengerjakannya. Dengan pengembangan komputer eksperimental Stretch oleh IBM dan Atlas di Universitas Manchester, konsep arsitektur komputer seperti itu menjadi kenyataan; itu diwujudkan secara komersial oleh IBM dengan penciptaan seri IBM / 360 yang terkenal. Sistem operasi menjadi bagian dari komputer, kemampuan multiprogramming telah muncul; banyak tugas mengelola memori, perangkat input/output dan sumber daya lainnya mulai diambil alih oleh sistem operasi atau langsung oleh perangkat keras komputer.

Seri pertama seperti itu, yang merupakan kebiasaan untuk menghitung generasi ketiga, adalah seri model terkenal IBM Series / 360 (atau singkatnya IBM / 360), yang produksi serialnya diluncurkan di AS pada tahun 1964; dan pada tahun 1970 seri ini mencakup 11 model. Seri ini memiliki pengaruh besar pada pengembangan lebih lanjut dari komputer tujuan umum di semua negara sebagai referensi dan standar untuk banyak solusi desain di bidang teknologi komputer. Di antara komputer generasi ketiga lainnya, model seperti PDP-8, PDP-11, B3500 dan sejumlah lainnya dapat dicatat. Di Uni Soviet dan negara-negara CMEA lainnya, sejak 1972, produksi Unified Computer Series (ES COMPUTER) diluncurkan, menyalin (sejauh mungkin secara teknologi) seri IBM / 360. Seiring dengan seri komputer EC di negara-negara CMEA dan Uni Soviet, sejak tahun 1970, produksi seri komputer kecil (komputer SM) yang kompatibel dengan seri PDP yang terkenal dimulai.

Jika model seri IBM/360 tidak sepenuhnya menggunakan teknologi IC (metode miniaturisasi elemen transistor diskrit juga digunakan), maka seri IBM/370 yang baru sudah diimplementasikan menggunakan teknologi IC 100%, mempertahankan kontinuitas dengan 360​ ​, tetapi modelnya memiliki karakteristik teknis yang jauh lebih baik, sistem perintah yang lebih berkembang, dan sejumlah inovasi arsitektur penting.

Perangkat lunak yang memastikan fungsi komputer dalam berbagai mode operasi menjadi jauh lebih kuat. Ada sistem manajemen basis data (DBMS) yang dikembangkan, sistem untuk otomatisasi pekerjaan desain (CAD) untuk berbagai tujuan, sistem kontrol otomatis, sistem kontrol proses, dll sedang ditingkatkan. Banyak perhatian diberikan pada pembuatan paket perangkat lunak aplikasi (APP ) untuk berbagai keperluan. Bahasa dan sistem pemrograman baru terus muncul dan yang sudah ada sedang dikembangkan, yang jumlahnya sudah mencapai sekitar 3000. Komputer generasi ketiga telah menemukan penggunaan terluas sebagai dasar teknis untuk membuat sistem informasi besar dan super besar. Peran penting dalam memecahkan masalah ini dimainkan oleh pembuatan perangkat lunak (DBMS), yang memastikan pembuatan dan pemeliharaan database dan bank data untuk berbagai tujuan. Berbagai alat komputasi dan perangkat lunak, serta peralatan periferal, telah dimasukkan ke dalam agenda masalah pemilihan perangkat lunak dan fasilitas komputasi yang efektif untuk aplikasi tertentu.

Perhatian khusus harus diberikan pada pengembangan VT generasi ketiga di Uni Soviet. Untuk mengembangkan kebijakan teknis terpadu di bidang teknologi komputer, pada tahun 1969, atas inisiatif Perhimpunan, Komisi Antarpemerintah dibentuk dengan Pusat Koordinasi, dan kemudian Dewan Perancang Utama. Keputusan dibuat untuk membuat analog dari seri IBM/360 sebagai dasar untuk teknologi komputer negara-negara CMEA. Untuk ini, upaya tim penelitian dan desain besar terkonsentrasi, lebih dari 20 ribu ilmuwan dan spesialis berkualifikasi tinggi terlibat, sebuah pusat penelitian besar untuk teknologi komputer (NICEVT) dibuat, yang memungkinkan pada awal 70-an untuk membangun massa produksi komputer ES model pertama. Harus segera dicatat bahwa model komputer ES (terutama yang pertama) jauh dari salinan terbaik dari aslinya yang sesuai dari seri IBM/360.

Akhir tahun 1960-an di Uni Soviet ditandai oleh berbagai macam fasilitas komputer yang tidak kompatibel, yang secara serius lebih rendah dalam hal indikator dasar daripada model asing terbaik, yang membutuhkan pengembangan kebijakan teknis yang lebih masuk akal dalam masalah penting yang strategis ini. Mempertimbangkan kelambatan yang sangat serius dalam hal ini dari negara-negara maju dalam hal komputer (dan, pertama-tama, dari pesaing abadi - AS), keputusan di atas dibuat, yang terlihat sangat menggoda - untuk menggunakan yang berhasil dan diuji selama 5 tahun dan seri IBM yang sudah terbukti dengan baik untuk memperkenalkannya dengan cepat dan murah ke dalam ekonomi nasional, membuka akses luas ke perangkat lunak yang sangat kaya, yang dibuat pada saat itu di luar negeri. Tetapi semua ini hanyalah keuntungan taktis, sementara strategi pengembangan teknologi komputer dalam negeri mendapat pukulan telak.

Komputer generasi keempat

Peristiwa revolusioner lain dalam elektronik terjadi pada tahun 1971, ketika perusahaan AmerikaIntelmengumumkan pembuatan mikroprosesor.Mikroprosesor- Ini adalah sirkuit terintegrasi yang sangat besar yang mampu melakukan fungsi unit utama komputer - prosesor. Awalnya, mikroprosesor mulai dibangun ke dalam berbagai perangkat teknis: peralatan mesin, mobil, pesawat terbang. Dengan menghubungkan mikroprosesor dengan perangkat input-output, memori eksternal, jenis komputer baru diperoleh: komputer mikro. Mikrokomputer adalah mesingenerasi keempat. Perbedaan yang signifikan antara mikrokomputer dan pendahulunya adalah ukurannya yang kecil (seukuran TV rumah tangga) dan murahnya komparatif. Ini adalah jenis komputer pertama yang muncul secara eceran. Jenis komputer yang paling populer saat ini adalahkomputer pribadi (PC).PC pertama lahir pada tahun 1976 di Amerika Serikat. Sejak tahun 1980, sebuah perusahaan Amerika telah menjadi "trendsetter" di pasar PC.IBM. Perancangnya berhasil menciptakan arsitektur yang telah menjadi standar internasional de facto untuk PC profesional. Mesin dari seri ini disebutIBMPC ( Pribadikomputer). Kemunculan dan penyebaran PC dalam hal signifikansinya bagi pembangunan sosial sebanding dengan kemunculan percetakan buku. Itu adalah PC yang membuat melek komputer menjadi fenomena massal. Dengan perkembangan mesin jenis ini, konsep "teknologi informasi" muncul, yang tanpanya sudah menjadi tidak mungkin untuk mengelola di sebagian besar bidang aktivitas manusia.Garis lain dalam pengembangan komputer generasi keempat adalahsuperkomputer. Mesin kelas ini memiliki kecepatan ratusan juta dan miliaran operasi per detik. Superkomputer adalah sistem komputasi multiprosesor.

Elemen dasar komputer adalah sirkuit terintegrasi besar (LSI). Perwakilan paling menonjol dari komputer generasi keempat adalah komputer pribadi (PC). Komunikasi dengan pengguna dilakukan melalui tampilan grafis berwarna menggunakan bahasa tingkat tinggi.

Generasi keempat adalah generasi sekarang dari teknologi komputer yang dikembangkan setelah tahun 1970.

Untuk pertama kalinya, sirkuit terintegrasi besar (LSI) mulai digunakan, yang secara kasar sesuai dengan daya hingga 1000 IC. Hal ini menyebabkan pengurangan biaya produksi komputer.

PADA1980 Dimungkinkan untuk menempatkan unit pemrosesan pusat komputer kecil pada ukuran 1/4 inci (0,635 cm 2 .). BIS sudah digunakan di komputer seperti Illiac, Elbrus, Mackintosh. Kecepatan mesin tersebut adalah ribuan juta operasi per detik. Kapasitas RAM telah meningkat menjadi 500 juta bit. Dalam mesin seperti itu, beberapa instruksi secara bersamaan dieksekusi pada beberapa set operan.

Dari sudut pandang struktur, mesin generasi ini adalah kompleks multiprosesor dan multimesin yang beroperasi pada memori umum dan bidang umum perangkat eksternal. Kapasitas RAM sekitar 1 - 64 MB.

Penyebaran komputer pribadi pada akhir tahun 70-an menyebabkan beberapa penurunan permintaan untuk komputer utama dan komputer mini. Hal ini menjadi perhatian serius bagi IBM (International Business Machines Corporation) - perusahaan terkemuka dalam produksi komputer mainframe, dan dalam1979 IBM memutuskan untuk mencoba pasar komputer pribadi dengan menciptakan komputer pribadi pertama -IBMPC.

Mesin dimaksudkan untuk secara dramatis meningkatkan produktivitas tenaga kerja dalam sains, produksi, manajemen, perawatan kesehatan, layanan, dan kehidupan sehari-hari. Tingkat integrasi yang tinggi berkontribusi pada peningkatan kepadatan tata letak peralatan elektronik, peningkatan keandalannya, yang menyebabkan peningkatan kecepatan komputer dan penurunan biayanya. Semua ini berdampak signifikan pada struktur logis (arsitektur) komputer dan perangkat lunaknya. Hubungan antara struktur mesin dan perangkat lunaknya, terutama sistem operasi (OS) (atau monitor) menjadi lebih dekat - serangkaian program yang mengatur operasi mesin yang berkelanjutan tanpa campur tangan manusia.

Karakteristik komparatif dari generasi komputer

Karakteristik

Generasi komputer

AKU AKU AKU

Tahun aplikasi

1948 - 1958

1959 - 1967

1968 - 1973

1974 - sekarang waktu.

Dasar elemen

Tabung elektronik - dioda dan trioda.

Perangkat semikonduktor.

Sirkuit terpadu kecil (SIM), berisi ratusan atau ribuan transistor dalam satu pelat.

Sirkuit terintegrasi besar (LSI).

Ukuran

Komputer ditempatkan di beberapa lemari logam besar yang menempati seluruh aula.

Komputer dibuat dalam bentuk rak yang sama. Juga, komputer ditempatkan di beberapa lemari logam besar, tetapi diIIgenerasi, ukuran dan berat telah menurun.

Komputer dibuat dalam bentuk rak dengan jenis yang sama.

Tingkat integrasi yang tinggi berkontribusi pada peningkatan kepadatan tata letak peralatan elektronik, peningkatan keandalannya, yang menyebabkan peningkatan kecepatan komputer dan penurunan biayanya. Komputer kompak -komputer pribadi.

Jumlah komputer di dunia

Puluhan.

Ribuan.

Puluhan ribu.

Jutaan.

Pertunjukan

10 - 20 ribu operasi per detik.

100 - 1000 ribu operasi per detik.

1 - 10 juta operasi per detik.

10 - 100 juta operasi per detik.

RAM

1:2kb.

2 - 32kb.

64kb.

2 - 5 MB.

Model Khas

MESM, BESM-2.

BESM-6, Minsk-2.

IBM-360, IBM-370, komputer ES, komputer SM.

IBM PC, Apple.

Pembawa informasi

Kartu berlubang, pita berlubang.

Pita magnetik.

Disk.

Cakram fleksibel dan laser.

Kesimpulan

Perkembangan di bidang teknologi komputer terus berlanjut. komputer generasi kelima Ini adalah mesin masa depan. Kualitas utama mereka harus tingkat intelektual yang tinggi. Mereka akan menjadi input yang mungkin dari suara, komunikasi suara, "penglihatan" mesin, "sentuhan" mesin.

Mesin generasi kelima diwujudkan dengan kecerdasan buatan.

PADAsesuai dengan metodologi yang berlaku umum untuk menilai perkembangan teknologi komputer, generasi pertama dipertimbangkan , dan yang keempat - menggunakan . Saat ituSementara generasi sebelumnya ditingkatkan dengan meningkatkan jumlah elemen per satuan luas (miniaturisasi), komputer generasi kelima seharusnya menjadi langkah berikutnya, dan untuk mencapai kinerja super, untuk menerapkan interaksi serangkaian mikroprosesor yang tidak terbatas.

PC adalah komputer desktop atau laptop yang menggunakan mikroprosesor sebagai unit pemrosesan pusat tunggal yang melakukan semua operasi logis dan aritmatika. Komputer ini diklasifikasikan sebagai komputer generasi keempat dan kelima. Selain laptop, komputer palmtop juga disebut sebagai mikrokomputer portabel. Fitur utama PC adalah organisasi bus sistem, standarisasi perangkat keras dan perangkat lunak yang tinggi, dan orientasi ke berbagai konsumen.

Dengan perkembangan teknologi semikonduktor, komputer pribadi, setelah menerima komponen elektronik yang ringkas, meningkatkan kemampuannya untuk menghitung dan menghafal. Dan peningkatan perangkat lunak telah mempermudah bekerja dengan komputer bagi orang-orang dengan pemahaman yang sangat buruk tentang teknologi komputer. Komponen utama: papan memori dan memori akses acak (RAM); panel utama dengan mikroprosesor (central processing unit) dan ruang untuk RAM; antarmuka PCB; antarmuka papan drive; perangkat disk drive (dengan kabel) yang memungkinkan Anda membaca dan menulis data pada disk magnetik; disket magnetik atau floppy yang dapat dilepas untuk menyimpan informasi di luar komputer; panel untuk memasukkan teks dan data.

Saat ini, pengembangan intensif komputer generasi kelima sedang berlangsung. Pengembangan komputer generasi berikutnya didasarkan pada sirkuit terintegrasi besar dengan tingkat integrasi yang tinggi, penggunaan prinsip-prinsip optoelektronik (laser, holografi). Tugas yang sama sekali berbeda ditetapkan daripada dalam pengembangan semua komputer sebelumnya. Jika pengembang komputer dari generasi I hingga IV menghadapi tugas seperti meningkatkan produktivitas di bidang perhitungan numerik, mencapai kapasitas memori yang besar, maka tugas utama pengembang komputer generasi kelima adalah menciptakan kecerdasan buatan mesin (the kemampuan untuk menarik kesimpulan logis dari fakta yang disajikan), pengembangan "intelektualisasi" komputer - menghilangkan penghalang antara manusia dan komputer. Komputer akan dapat melihat informasi dari teks tulisan tangan atau cetakan, dari bentuk, dari suara manusia, mengenali pengguna dengan suara, dan menerjemahkan dari satu bahasa ke bahasa lain. Ini akan memungkinkan semua pengguna untuk berkomunikasi dengan komputer, bahkan mereka yang tidak memiliki pengetahuan khusus di bidang ini. Komputer akan menjadi asisten manusia di segala bidang. .

Dengan mempelajari topik ini, Anda akan belajar:

Bagaimana komputasi dan alat penentu berkembang sebelum penciptaan komputer;
- apa dasar elemen dan bagaimana perubahannya memengaruhi penciptaan jenis komputer baru;
Bagaimana perkembangan teknologi komputer dari generasi ke generasi?

Alat komputasi sebelum munculnya komputer

Sejarah komputasi berakar pada kedalaman berabad-abad, seperti sejarah perkembangan umat manusia. Akumulasi cadangan, pembagian produksi, pertukaran - semua tindakan ini terkait dengan perhitungan. Untuk menghitung, orang menggunakan jari, kerikil, tongkat, simpul, dll.

Kebutuhan untuk menemukan solusi untuk masalah yang semakin kompleks dan, sebagai akibatnya, perhitungan yang semakin kompleks dan memakan waktu membuat seseorang menghadapi kebutuhan untuk mencari cara, untuk menemukan perangkat yang dapat membantunya dalam hal ini. Secara historis, negara yang berbeda memiliki unit moneter sendiri, ukuran berat, panjang, volume, jarak, dll. Untuk mentransfer dari satu sistem ukuran ke sistem lainnya, diperlukan perhitungan, yang biasanya hanya dapat dilakukan oleh orang yang terlatih khusus yang mengetahui keseluruhannya. urutan tindakan secara menyeluruh. Mereka sering diundang bahkan dari negara lain. Dan tentu saja ada kebutuhan untuk menemukan perangkat yang membantu akun. Jadi secara bertahap mulai muncul asisten mekanik. Sampai hari ini, bukti dari banyak penemuan semacam itu telah turun, selamanya termasuk dalam sejarah teknologi.

Salah satu perangkat pertama (abad V-IV SM) yang memfasilitasi perhitungan dapat dianggap sebagai perangkat khusus, yang kemudian disebut sempoa (Gambar 24.1). Awalnya, itu adalah papan yang ditaburi lapisan tipis pasir halus atau bubuk tanah liat biru. Di atasnya dengan tongkat runcing dimungkinkan untuk menulis huruf, angka. Selanjutnya, sempoa ditingkatkan dan perhitungan sudah dilakukan di atasnya dengan memindahkan tulang dan kerikil di ceruk memanjang, dan papan itu sendiri mulai terbuat dari perunggu, batu, gading, dll. Seiring waktu, papan ini mulai ditarik ke beberapa strip dan kolom. Di Yunani, sempoa sudah ada sejak abad ke-5 SM. e., di antara orang Jepang perangkat ini disebut "serobyan", di antara orang Cina - "suan-pan".

Beras. 24.1. sempoa

Di Rusia kuno, alat yang mirip dengan sempoa digunakan untuk menghitung, dan itu disebut "tembakan Rusia". Pada abad ke-17, perangkat ini sudah memiliki bentuk akun Rusia yang sudah dikenal, yang dapat ditemukan hari ini.

Pada awal abad ke-17, ketika matematika mulai memainkan peran kunci dalam sains, kebutuhan akan penemuan mesin hitung semakin terasa. Pada saat ini, matematikawan dan fisikawan muda Prancis Blaise Pascal menciptakan mesin hitung pertama (Gambar 24.2, a), yang disebut Pascalina, yang melakukan penjumlahan dan pengurangan.

Beras. 24.2. Mesin penghitung abad ke-17: a) Pascaline, b) Mesin Leibniz

Pada 1670-1680, matematikawan Jerman Gottfried Leibniz merancang mesin hitung (Gambar 24.2, b), yang melakukan keempat operasi aritmatika.

Selama dua ratus tahun berikutnya, beberapa perangkat penghitung serupa ditemukan dan dibangun, yang, karena sejumlah kekurangan, tidak banyak digunakan.

Baru pada tahun 1878, ilmuwan Rusia P. Chebyshev merancang mesin hitung yang melakukan penambahan dan pengurangan angka multi-digit. Yang paling banyak digunakan pada waktu itu adalah mesin penambah, yang dirancang oleh insinyur St. Petersburg Odner pada tahun 1874. Desain perangkat ternyata sangat sukses, karena memungkinkan untuk melakukan keempat operasi aritmatika dengan cepat.

Pada 30-an abad XX, mesin penambah yang lebih maju, Felix, dikembangkan di negara kita (Gambar 24.3). Perangkat penghitung ini digunakan selama beberapa dekade dan merupakan alat teknis utama yang memfasilitasi pekerjaan orang-orang yang terkait dengan pemrosesan sejumlah besar informasi numerik.

Beras. 24.3. Aritmometer "Felix"

Peristiwa penting abad XIX adalah penemuan matematikawan Inggris Charles Babbage, yang tercatat dalam sejarah sebagai penemu mesin hitung pertama - prototipe komputer modern. Pada tahun 1812, ia mulai mengerjakan apa yang disebut mesin "perbedaan". Mesin komputasi Pascal dan Leibniz sebelumnya hanya melakukan operasi aritmatika. Babbage, di sisi lain, berusaha merancang mesin yang akan menjalankan program tertentu, akan menghitung nilai numerik dari fungsi yang diberikan. Sebagai elemen utama dari mesin pembeda, Babbage menggunakan roda gigi untuk menyimpan satu digit angka desimal. Hasilnya, ia mampu beroperasi dengan angka 18-bit. Pada tahun 1822 ia telah membangun model kerja kecil dan menghitung tabel kotak di atasnya.

Meningkatkan mesin perbedaan, Babbage mulai pada tahun 1833 mengembangkan mesin analitis (Gambar 24.4). Itu seharusnya berbeda dari perbedaan mesin dalam kecepatan yang lebih besar dan desain yang lebih sederhana. Menurut proyek tersebut, mesin baru itu seharusnya ditenagai oleh uap.

Analytical Engine dikandung sebagai peralatan mekanis murni dengan tiga blok utama. Blok pertama adalah perangkat untuk menyimpan angka pada register dari roda gigi dan sistem yang mentransfer angka-angka ini dari satu simpul ke simpul lainnya (dalam terminologi modern, ini adalah memori). Blok kedua adalah perangkat yang memungkinkan Anda melakukan operasi aritmatika. Babbage menyebutnya "kincir angin". Blok ketiga dimaksudkan untuk mengontrol urutan tindakan mesin. Perancangan mesin analitik juga mencakup perangkat untuk memasukkan data awal dan mencetak hasilnya.

Diasumsikan bahwa mesin akan bertindak sesuai dengan program yang akan mengatur urutan untuk melakukan operasi dan mentransfer angka dari memori ke pabrik dan sebaliknya. Program, pada gilirannya, harus dikodekan dan ditransfer ke kartu berlubang. Pada saat itu, kartu tersebut sudah digunakan untuk kontrol otomatis alat tenun. Kemudian ahli matematika Lady Ada Lovelace - putri penyair Inggris Lord Byron - mengembangkan program pertama untuk mesin Babbage. Dia meletakkan banyak ide dan memperkenalkan sejumlah konsep dan istilah yang masih digunakan sampai sekarang.

Beras. 24.4. Mesin Analisis Babbage

Sayangnya, karena perkembangan teknologi yang tidak memadai, proyek Babbage tidak dilaksanakan. Namun demikian, pekerjaannya penting; banyak penemu berikutnya mengambil keuntungan dari ide-ide yang mendasari perangkat yang ia temukan.

Kebutuhan untuk mengotomatisasi perhitungan dalam sensus AS mendorong Heinrich Hollerith untuk membuat pada tahun 1888 perangkat yang disebut tabulator (Gambar 24.5), di mana informasi yang dicetak pada kartu berlubang diuraikan menggunakan arus listrik. Perangkat ini memungkinkan untuk memproses data sensus hanya dalam 3 tahun, bukan delapan tahun sebelumnya. Hollerith mendirikan IBM pada tahun 1924 untuk memproduksi tabulator secara massal.

Beras. 24.5. Tabulator

Perkembangan teknologi komputer sangat dipengaruhi oleh perkembangan teoritis para ahli matematika: orang Inggris A. Turing dan orang Amerika E. Post, yang bekerja secara independen darinya. "Turing Machine (Post)" - prototipe komputer yang dapat diprogram. Para ilmuwan ini menunjukkan kemungkinan mendasar untuk memecahkan masalah apa pun dengan automata, asalkan itu dapat direpresentasikan dalam bentuk algoritma yang berfokus pada operasi yang dilakukan oleh mesin.

Lebih dari satu setengah abad telah berlalu sejak lahirnya ide Babbage untuk menciptakan mesin analitik hingga implementasinya yang sebenarnya. Mengapa kesenjangan waktu antara lahirnya ide dan implementasi teknisnya begitu besar? Ini disebabkan oleh fakta bahwa ketika membuat perangkat apa pun, termasuk komputer, faktor yang sangat penting adalah pilihan basis elemen, yaitu bagian-bagian dari mana seluruh sistem dirakit.

Komputer generasi pertama

Munculnya tabung vakum elektron memungkinkan para ilmuwan untuk mempraktikkan gagasan membuat komputer. Itu muncul pada tahun 1946 di AS dan disebut ENIAC.(ENIAC - Integrator dan Kalkulator Numerik Elektronik, "integrator dan kalkulator numerik elektronik" - Gambar 24.6). Peristiwa ini menandai awal dari perjalanan perkembangan komputer elektronik (komputer).

Gambar 24.6. Komputer pertama ENIAC

Peningkatan lebih lanjut dari komputer ditentukan oleh perkembangan elektronik, munculnya elemen-elemen baru dan prinsip-prinsip tindakan, yaitu peningkatan dan perluasan basis elemen. Saat ini, sudah ada beberapa generasi komputer. Generasi komputer dipahami sebagai semua jenis dan model komputer elektronik yang dikembangkan oleh berbagai tim desain, tetapi dibangun di atas prinsip ilmiah dan teknis yang sama. Pergantian generasi disebabkan oleh munculnya elemen-elemen baru yang dibuat dengan menggunakan teknologi yang berbeda secara fundamental.

Generasi pertama (1946 - pertengahan 50-an). Basis unsur adalah tabung vakum yang dipasang pada sasis khusus, serta resistor dan kapasitor. Elemen-elemen itu dihubungkan oleh kabel dengan pemasangan di permukaan. Komputer ENIAC memiliki 20 ribu tabung elektron, 2000 di antaranya diganti setiap bulan.Dalam satu detik, mesin melakukan 300 operasi perkalian atau 5000 penambahan angka multi-digit.

Ahli matematika terkemuka John von Neumann dan rekan-rekannya menguraikan dalam laporan mereka prinsip-prinsip dasar struktur logis dari jenis komputer baru, yang kemudian diimplementasikan dalam proyek EDVAK (1950). Laporan tersebut menyatakan bahwa komputer harus dibuat secara elektronik dan bekerja dalam sistem bilangan biner. Ini harus mencakup perangkat berikut: aritmatika, kontrol pusat, penyimpanan, untuk input data dan output hasil. Para ilmuwan juga merumuskan dua prinsip kerja: prinsip kontrol program dengan eksekusi perintah yang berurutan dan prinsip program yang tersimpan. Desain sebagian besar komputer generasi berikutnya, di mana prinsip-prinsip ini diterapkan, disebut "arsitektur von Neumann".

Komputer domestik pertama diciptakan pada tahun 1951 di bawah kepemimpinan akademisi S. A. Lebedev, dan disebut MESM (mesin hitung elektronik kecil). Kemudian BESM-2 (mesin hitung elektronik besar) dioperasikan. Komputer paling kuat tahun 1950-an di Eropa adalah komputer elektronik Soviet M-20 dengan kecepatan 20.000 op/s dan RAM 4.000 kata mesin.

MESM (mesin hitung elektronik kecil)

Sejak saat itu, perkembangan pesat teknologi komputer dalam negeri dimulai, dan pada akhir tahun 60-an, komputer dengan kinerja terbaik (1 juta op / s) saat itu, BESM-6, berhasil beroperasi di negara kita, di mana banyak prinsip pengoperasian komputer generasi berikutnya diimplementasikan. .

BESM-6 (mesin hitung elektronik besar)

Dengan munculnya model komputer baru, telah terjadi perubahan nama bidang kegiatan ini. Sebelumnya, teknik apa pun yang digunakan untuk penghitungan secara umum disebut "perangkat dan perangkat penghitung". Sekarang, segala sesuatu yang berhubungan dengan komputer disebut teknologi komputer.

Mari kita daftar fitur karakteristik dari komputer generasi pertama.

Dasar elemen: tabung vakum, resistor, kapasitor. Koneksi elemen: pemasangan berengsel dengan kabel.
Dimensi: Komputer dibuat dalam bentuk lemari besar dan menempati ruang mesin khusus.
Kecepatan: 10-20 ribu op/s.
Pengoperasian terlalu rumit karena seringnya kegagalan tabung vakum. Ada bahaya komputer terlalu panas.
Pemrograman: proses yang melelahkan dalam kode mesin. Dalam hal ini, perlu diketahui semua perintah mesin, representasi binernya, dan arsitektur komputer. Ini terutama ditempati oleh ahli matematika-programmer yang langsung bekerja di panel kontrolnya. Pemeliharaan komputer membutuhkan profesionalisme yang tinggi dari staf.

Komputer generasi kedua

Generasi kedua jatuh pada periode dari akhir 50-an hingga akhir 60-an.

Pada saat ini, transistor ditemukan, yang menggantikan tabung vakum. Ini memungkinkan untuk mengganti basis elemen komputer dengan elemen semikonduktor (transistor, dioda), serta resistor dan kapasitor dengan desain yang lebih maju (Gambar 24.7). Satu transistor menggantikan 40 tabung vakum, bekerja lebih cepat, lebih murah dan lebih dapat diandalkan. Umur rata-ratanya adalah 1.000 kali lipat dari tabung vakum.

Teknologi elemen penghubung juga telah berubah. Papan sirkuit tercetak pertama muncul (lihat Gambar 24.7) - pelat yang terbuat dari bahan isolasi, seperti getinax, di mana bahan konduktif diterapkan menggunakan teknologi photomontage khusus. Ada soket khusus untuk memasang dasar elemen pada papan sirkuit tercetak.

Beras. 24.7. Transistor, dioda, resistor, kapasitor dan papan sirkuit

Penggantian formal dari satu jenis elemen dengan yang lain secara signifikan memengaruhi semua karakteristik komputer: dimensi, keandalan, kinerja, kondisi operasi, gaya pemrograman, dan operasi pada mesin. Proses teknologi pembuatan komputer telah berubah.

Beras. 24.8. komputer generasi kedua

Kami mencantumkan fitur karakteristik komputer generasi kedua (Gambar 24.8).
- Dasar elemen : elemen semikonduktor. Koneksi elemen: papan sirkuit tercetak dan pemasangan di permukaan.
- Ukuran : Komputer dibuat dalam bentuk jenis rak yang sama, sedikit lebih tinggi dari pertumbuhan manusia. Untuk mengakomodasi mereka, diperlukan ruang mesin yang dilengkapi secara khusus, di mana kabel diletakkan di bawah lantai yang menghubungkan banyak perangkat otonom.
- Pertunjukan : dari ratusan ribu hingga 1 juta ops/s.
- Eksploitasi : disederhanakan. Pusat komputasi muncul dengan staf petugas yang besar, di mana biasanya beberapa komputer dipasang. Inilah bagaimana konsep pemrosesan informasi terpusat pada komputer muncul. Ketika beberapa elemen gagal, seluruh papan diganti, dan tidak setiap elemen secara terpisah, seperti pada komputer generasi sebelumnya.
- Pemrograman : telah berubah secara signifikan, sejak mulai dilakukan terutama dalam bahasa algoritmik. Para pemrogram tidak lagi bekerja di aula, tetapi memberikan program mereka pada kartu berlubang atau pita magnetik kepada operator yang terlatih khusus. Tugas diselesaikan dalam mode batch (multi-program), yaitu, semua program dimasukkan ke dalam komputer secara berurutan, dan pemrosesannya dilakukan saat perangkat yang sesuai dirilis. Hasil larutan tersebut dicetak pada kertas khusus yang dilubangi sepanjang tepinya.
- Telah terjadi perubahan baik dalam struktur komputer maupun dalam prinsip organisasinya. . Prinsip kontrol kaku digantikan oleh mikroprogram. Untuk menerapkan prinsip kemampuan program, perlu memiliki memori permanen di komputer, di mana sel-selnya selalu ada kode yang sesuai dengan berbagai kombinasi sinyal kontrol. Setiap kombinasi tersebut memungkinkan Anda untuk melakukan operasi dasar, yaitu menghubungkan sirkuit listrik tertentu.
- Memperkenalkan prinsip berbagi waktu , yang memastikan operasi simultan dari perangkat yang berbeda, misalnya, perangkat I / O dari pita magnetik bekerja secara bersamaan dengan prosesor.

Komputer generasi ketiga

Periode ini berlangsung dari akhir 60-an hingga akhir 70-an. Sama seperti penemuan transistor yang mengarah pada penciptaan komputer generasi kedua, munculnya sirkuit terpadu menandai tahap baru dalam pengembangan teknologi komputasi - kelahiran mesin generasi ketiga.

Pada tahun 1958, John Kilby menciptakan sirkuit terpadu eksperimental pertama. Sirkuit tersebut dapat berisi puluhan, ratusan atau bahkan ribuan transistor dan elemen lain yang secara fisik tidak dapat dipisahkan. Sirkuit terpadu (Gambar 24.9) melakukan fungsi yang sama seperti sirkuit serupa berdasarkan basis elemen komputer generasi kedua, tetapi pada saat yang sama memiliki ukuran yang jauh lebih kecil dan tingkat keandalan yang lebih tinggi.

Beras. 24.9. sirkuit terintegrasi Komputer pertama yang dibangun di atas sirkuit terpadu adalah IBM-360. Dia menandai awal dari serangkaian besar model, yang namanya dimulai dengan IBM, dan kemudian diikuti dengan jumlah yang meningkat seiring dengan peningkatan model dalam seri ini. Artinya, semakin besar angkanya, semakin besar peluang yang diberikan kepada pengguna.

Komputer serupa mulai diproduksi di negara-negara CMEA (Dewan untuk Bantuan Ekonomi Bersama): Uni Soviet, Bulgaria, Hongaria, Cekoslowakia, GDR, dan Polandia. Ini adalah perkembangan bersama, dengan masing-masing negara mengkhususkan diri pada perangkat tertentu. Dua keluarga komputer diproduksi:
- komputer besar - ES (sistem tunggal), misalnya, EC-1022, EC-1035, EC-1065;
- kecil - komputer SM (sistem kecil), misalnya, SM-2, SM-3, SM-4.

Komputer ES (sistem tunggal) ES-1035

SM EVM (sistem kecil) SM-3

Pada saat itu, setiap pusat komputer dilengkapi dengan satu atau dua model komputer ES (Gambar 24.10). Perwakilan dari keluarga komputer SM yang membentuk kelas komputer mini sering dapat ditemukan di laboratorium, di produksi, di jalur produksi, di bangku tes. Keunikan dari kelas komputer ini adalah mereka semua dapat bekerja secara real time, yaitu fokus pada tugas tertentu.

Beras. 24.10. komputer generasi ketiga

Kami menyajikan fitur karakteristik komputer generasi ketiga.
- Dasar elemen : sirkuit terpadu yang dimasukkan ke dalam soket khusus pada papan sirkuit tercetak.
- Dimensi : desain eksternal komputer ES mirip dengan komputer generasi kedua. Mereka juga membutuhkan ruang mesin untuk menampung mereka. Dan komputer kecil pada dasarnya adalah dua rak setinggi sekitar satu setengah manusia dan sebuah layar. Mereka tidak membutuhkan, seperti komputer ES, ruangan yang dilengkapi secara khusus.
- Pertunjukan : dari ratusan ribu hingga jutaan operasi per detik.
- Eksploitasi : berubah sedikit. Perbaikan kesalahan biasa lebih cepat dilakukan, tetapi karena kompleksitas organisasi sistem yang besar, diperlukan staf spesialis yang berkualifikasi tinggi. Pemrogram sistem memainkan peran penting.
- Teknologi pemrograman dan pemecahan masalah : sama seperti pada tahap sebelumnya, meskipun sifat interaksi dengan komputer telah sedikit berubah. Ruang tampilan muncul di banyak pusat komputasi, di mana setiap programmer pada waktu tertentu dapat terhubung ke komputer dalam mode pembagian waktu. Seperti sebelumnya, mode pemrosesan batch tugas tetap menjadi yang utama.
- Terjadi perubahan struktur komputer . Seiring dengan metode kontrol program mikro, prinsip-prinsip modularitas dan trunk digunakan. Prinsip modularitas dimanifestasikan dalam konstruksi komputer berdasarkan seperangkat modul - unit elektronik yang lengkap secara struktural dan fungsional dalam versi standar. Trunking mengacu pada metode komunikasi antara modul komputer, yaitu, semua perangkat input dan output dihubungkan oleh kabel (bus) yang sama. Ini adalah prototipe bus sistem modern.
- Peningkatan memori . Drum magnetik secara bertahap digantikan oleh disk magnetik yang dibuat dalam bentuk paket otonom. Ada pajangan, plotter grafik.

Komputer generasi keempat

Periode ini ternyata menjadi yang terpanjang - dari akhir tahun 70-an hingga saat ini. Hal ini ditandai dengan segala macam inovasi yang mengarah pada perubahan yang signifikan. Namun, perubahan utama dan revolusioner yang memungkinkan kita untuk berbicara tentang perubahan generasi komputer ini belum terjadi. Meskipun, jika kita membandingkan komputer, misalnya, dari awal tahun 80-an dan hari ini, maka perbedaan yang signifikan terlihat jelas.

Perlu dicatat secara khusus salah satu ide paling signifikan yang terkandung dalam komputer pada tahap ini: penggunaan beberapa prosesor untuk perhitungan secara bersamaan (pemrosesan multiprosesor). Struktur komputer juga mengalami perubahan.

Teknologi baru untuk membuat sirkuit terintegrasi memungkinkan untuk berkembang di akhir 70-an - awal 80-an komputer generasi keempat berdasarkan sirkuit terintegrasi besar (LSI), tingkat integrasinya adalah puluhan dan ratusan ribu elemen pada satu chip. Pergeseran terbesar dalam teknologi komputasi elektronik yang terkait dengan penggunaan LSI adalah penciptaan mikroprosesor. Sekarang periode ini dianggap sebagai revolusi dalam industri elektronik. Mikroprosesor pertama diciptakan oleh Intel pada tahun 1971. Dalam satu chip, dimungkinkan untuk membentuk prosesor, minimal dalam hal perangkat keras, yang mengandung 2.250 transistor.

Dengan munculnya mikroprosesor, salah satu peristiwa terpenting dalam sejarah teknologi komputer dikaitkan - penciptaan dan penggunaan komputer pribadi (Gambar 24.11), yang bahkan memengaruhi terminologi. Secara bertahap, istilah "komputer" yang berakar kuat digantikan oleh kata "komputer" yang sudah dikenal, dan teknologi komputer mulai disebut teknologi komputer.

Beras. 24.11. Komputer pribadi

Awal mula penjualan komputer pribadi secara luas dikaitkan dengan nama S. Jobs dan W. Wozniak, pendiri Apple Computer, yang sejak tahun 1977 meluncurkan produksi komputer pribadi Apple. Di komputer jenis ini, prinsip menciptakan lingkungan "ramah" untuk pekerjaan seseorang di komputer diambil sebagai dasar, ketika, ketika membuat perangkat lunak, salah satu persyaratan utama adalah untuk memastikan pengalaman pengguna yang nyaman. Komputer berbalik menghadap pria itu. Perbaikan lebih lanjut adalah dengan mempertimbangkan kenyamanan pengguna. Jika sebelumnya selama pengoperasian komputer prinsip pemrosesan informasi terpusat diterapkan, ketika pengguna berkonsentrasi di sekitar satu komputer, maka dengan munculnya komputer pribadi ada gerakan terbalik - desentralisasi, ketika satu pengguna dapat menggunakan komputer. bekerja dengan banyak

Sejak 1982, IBM meluncurkan model komputer pribadi, yang menjadi standar untuk waktu yang lama. IBM merilis dokumentasi perangkat keras dan spesifikasi perangkat lunak, yang memungkinkan perusahaan lain untuk mengembangkan perangkat keras dan perangkat lunak. Dengan demikian, keluarga (klon) "kembar" komputer pribadi IBM muncul.

Pada tahun 1984, IBM komputer pribadi dikembangkan berdasarkan mikroprosesor Intel 80286 dengan bus arsitektur standar industri - ISA(Arsitektur Standar Industri). Sejak saat itu, persaingan sengit dimulai antara beberapa perusahaan yang memproduksi komputer pribadi. Satu jenis prosesor menggantikan yang lain, yang seringkali membutuhkan modernisasi tambahan yang signifikan, dan kadang-kadang bahkan penggantian komputer sepenuhnya. Perlombaan untuk menemukan spesifikasi yang semakin sempurna untuk semua perangkat komputer terus berlanjut hingga hari ini. Setiap tahun dituntut untuk melakukan modernisasi radikal terhadap komputer yang ada.

Properti umum dari keluarga IBM PC- kompatibilitas perangkat lunak dari bawah ke atas dan prinsip arsitektur terbuka, yang memberikan kemungkinan untuk melengkapi perangkat keras yang ada tanpa menghapus yang lama atau memodifikasinya tanpa mengganti seluruh komputer.

Komputer modern melampaui komputer generasi sebelumnya dalam kekompakan, kemampuan besar, dan aksesibilitas untuk berbagai kategori pengguna.

Komputer generasi keempat berkembang dalam dua arah, yang akan dibahas dalam topik selanjutnya di bagian ini. Arah pertama- Pembuatan sistem komputasi multiprosesor. Kedua- pembuatan komputer pribadi murah baik dalam versi desktop dan portabel, dan atas dasar mereka - jaringan komputer.

Kontrol pertanyaan dan tugas

1. Ceritakan tentang sejarah perkembangan perangkat komputasi sebelum munculnya komputer.

2. Apa yang dimaksud dengan generasi komputer dan apa yang menyebabkan perubahan generasi?

3. Ceritakan tentang komputer generasi pertama.

4. Ceritakan tentang komputer generasi kedua.

5. Ceritakan tentang komputer generasi ketiga.

6. Ceritakan tentang komputer generasi keempat.

7. Kapan dan mengapa nama "komputer" berangsur-angsur diganti dengan istilah "komputer"?

8. Mengapa matematikawan John von Neumann terkenal?

Prospek untuk pengembangan sistem komputer

Dengan mempelajari topik ini, Anda akan belajar:

Apa tren utama dalam perkembangan komputer;
Apa alasan di balik tren ini?

Mengetahui fungsionalitas komputer, seseorang dapat merenungkan prospek pengembangannya. Ini bukan pekerjaan yang sangat menguntungkan, terutama dalam kaitannya dengan teknologi komputer, karena tidak ada bidang lain yang mengalami perubahan signifikan dalam waktu sesingkat itu. Namun demikian, inti dari pengembangan teknologi komputer adalah sebagai berikut: pertama, area tertentu yang relatif baru dari penggunaan komputer terbuka di hadapan orang-orang, tetapi untuk mengimplementasikan ide-ide ini, beberapa kemampuan komputer baru yang didukung secara teknologi dikembangkan. diperlukan. Segera setelah teknologi yang diperlukan dikembangkan dan diimplementasikan, aplikasi komputer lain yang menjanjikan, dll., segera menjadi jelas.

Misalnya, Fujitsu telah mengembangkan robot porter universal. Di lobi hotel, robot menyapa tamu dengan suara bariton yang serak. Setelah menentukan nomor kamar, robot mengambil koper berat di kedua "tangan" atau mengeluarkan gerobak dan mulai bergerak menuju lift, lalu menekan tombol panggil lift, naik ke lantai dan mengantar para tamu ke kamar. Peta elektronik hotel, delapan kamera, dan sensor ultrasonik memungkinkan robot mengatasi segala rintangan. Roda kanan dan kiri berputar secara independen, sehingga mudah dikendarai di permukaan yang miring dan tidak rata. Menggunakan sistem pencitraan 3D, robot dapat mengambil barang dan menyerahkannya kepada tamu. Robot peka terhadap instruksi suara dan terhubung ke Internet. Informasi tentang hotel dapat diperoleh di layar sentuh berwarna. Pada malam hari, robot berpatroli di koridor hotel.

Jadi, misalnya, di Massachusetts Institute of Technology (AS) model pakaian dengan komputer built-in dan perangkat elektronik didemonstrasikan. Hari ini, mode baru disebut "mode dunia maya". Bros dunia maya yang menghiasi gaun dalam ilustrasi ini bukan hanya aksesori - ini adalah perangkat elektronik yang berkedip sesuai dengan detak jantung pemakainya.

Dapat diasumsikan bahwa di masa depan akan ada ratusan perangkat komputasi aktif yang melacak keadaan dan lokasi kita, dengan mudah memahami informasi kita dan mengontrol peralatan rumah tangga. Mereka tidak akan berada dalam satu "cangkang" yang sama. Mereka akan ada di mana-mana. Prospek untuk perangkat komputasi tersebut adalah bahwa mereka akan menjadi jauh lebih kecil dan biaya lebih rendah.

Mempertimbangkan prospek dan tren perkembangan teknologi komputer yang menyediakan layanan dan manajemen informasi. Setiap komputer tidak hanya tahu cara menghitung secara akurat dan cepat, tetapi juga mewakili penyimpanan informasi yang luas. Saat ini, fungsi komputer yang paling spesifik, informasi, semakin banyak digunakan, dan ini adalah salah satu alasan untuk "informatisasi universal" yang akan datang. Biasanya informasi disiapkan di komputer, kemudian dicetak dan didistribusikan dalam bentuk ini.

Namun, sudah pada awal abad ke-21, perubahan lingkungan informasi utama diharapkan - orang akan menerima sebagian besar informasi tidak melalui saluran komunikasi tradisional - radio, televisi, cetak, tetapi melalui jaringan komputer.

Perubahan tujuan penggunaan komputer sudah terlihat saat ini. Sebelumnya, komputer berfungsi secara eksklusif untuk melakukan berbagai perhitungan ilmiah, teknis dan ekonomi, dan pengguna dengan pelatihan komputer umum dan pemrogram mengerjakannya.

Berkat munculnya telekomunikasi, bidang aplikasi komputer oleh pengguna berubah secara radikal. Kebutuhan akan telekomunikasi komputer terus berkembang. Semakin banyak orang beralih ke Internet untuk mengetahui jadwal kereta api atau berita terbaru dari Duma, membaca artikel ilmiah oleh seorang rekan, membuat pilihan tempat untuk menghabiskan malam gratis, dll. Setiap orang membutuhkan informasi semacam ini kapan saja waktu dan di mana saja.

Saat ini, konsep baru untuk pengembangan Internet sedang dikembangkan - ini adalah pembuatan web semantik (eng. Semantic web). Ini adalah tambahan untuk World Wide Web yang ada dan dirancang untuk membuat informasi yang diposting di jaringan lebih mudah dipahami oleh komputer. Sejak 1999, proyek Semantic Web telah dikembangkan di bawah naungan World Wide Web Consortium.

Saat ini, komputer mengambil bagian yang agak terbatas dalam pembentukan dan pemrosesan informasi di Internet. Fungsi komputer terutama dikurangi menjadi penyimpanan, tampilan dan pengambilan informasi. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sebagian besar informasi di Internet dalam bentuk teks, dan komputer tidak dapat memahami dan memahami informasi semantik. Pembuatan informasi, evaluasi, klasifikasi, dan pembaruannya - semua ini masih dilakukan oleh seseorang.

Timbul pertanyaan - bagaimana membuat komputer memahami arti informasi yang diposting di jaringan dan mengajarkan komputer untuk menggunakannya? Jika komputer belum dapat diajarkan untuk memahami bahasa manusia, maka perlu dibuat bahasa yang dapat dimengerti oleh komputer. Idealnya, semua informasi di Internet harus dalam dua bahasa: satu yang dapat dimengerti oleh manusia dan yang lainnya dapat dipahami oleh komputer. Untuk membuat deskripsi yang ramah komputer dari sumber daya jaringan di Web Semantik, format RDF (Resource Description Framework) telah dibuat. Hal ini dimaksudkan untuk menyimpan metadata (metadata adalah data tentang data) dan tidak dimaksudkan untuk dibaca atau digunakan oleh manusia. Deskripsi dalam format RDF harus dilampirkan ke setiap sumber daya jaringan dan diproses secara otomatis oleh komputer.

Web Semantik menyediakan akses ke informasi terstruktur dengan jelas untuk aplikasi apa pun, apa pun platform dan bahasa pemrogramannya. Program akan dapat menemukan sendiri sumber daya yang diperlukan, memproses informasi, menggeneralisasi data, mengidentifikasi hubungan logis, menarik kesimpulan, dan bahkan membuat keputusan berdasarkan kesimpulan ini. Jika diadopsi secara luas dan diimplementasikan dengan baik, Web Semantik memiliki potensi untuk merevolusi Internet.

Web Semantik adalah konsep jaringan di mana setiap sumber informasi dalam bahasa manusia harus dilengkapi dengan deskripsi yang dapat dipahami oleh komputer.

Komputer harus sepenuhnya mobile dan dilengkapi dengan modem radio untuk masuk ke jaringan komputer. Di masa depan, komputer portabel harus menjadi lebih mini dengan kecepatan yang sebanding dengan kinerja superkomputer modern. Mereka harus memiliki layar datar dengan resolusi yang baik. Perangkat penyimpanan eksternal mereka - disk magnetik - dengan ukuran kecil akan memiliki kapasitas lebih dari 100 GB. Untuk dapat berkomunikasi dengan komputer dalam bahasa alami, maka akan banyak dilengkapi dengan alat-alat multimedia, terutama alat-alat audio dan video.

Untuk memastikan pertukaran informasi antar komputer yang berkualitas tinggi dan ada di mana-mana, metode komunikasi baru yang mendasar akan digunakan:

saluran inframerah dalam garis pandang;
saluran televisi;
teknologi nirkabel digital berkecepatan tinggi.

Ini akan memungkinkan untuk membangun sistem jalan raya informasi ultracepat yang menghubungkan semua sistem yang ada.

Bidang aplikasi komputer semakin berkembang, dan masing-masing menentukan tren baru dalam perkembangan teknologi komputer. Di masa depan, semua kompleks dan sistem komputasi dari superkomputer hingga komputer pribadi akan menjadi komponen dari satu jaringan komputer. Dan dengan struktur terdistribusi yang begitu kompleks, bandwidth yang praktis tidak terbatas dan kecepatan transfer informasi harus disediakan.

Komputer semikonduktor modern akan segera menghabiskan potensinya, dan bahkan dengan transisi ke arsitektur sirkuit mikro tiga dimensi, kecepatannya akan dibatasi hingga 1015 operasi per detik. Pencarian cara baru untuk meningkatkan komputer dilakukan ke berbagai arah. Ada beberapa kemungkinan alternatif untuk menggantikan komputer modern - komputer kuantum, neurokomputer, dan komputer optik. Ketika mengembangkan "komputer masa depan" berbagai disiplin ilmu digunakan: elektronik molekuler, biologi molekuler, robotika, mekanika kuantum, kimia organik, dll. Mari kita pertimbangkan fitur utama komputer ini.

komputer optik. Dalam komputer optik, pembawa informasi adalah fluks bercahaya. Penggunaan radiasi optik sebagai pembawa informasi memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan sinyal listrik:

kecepatan rambat sinyal cahaya lebih tinggi daripada kecepatan sinyal listrik;
fluks bercahaya, tidak seperti yang listrik, dapat berpotongan satu sama lain;
aliran cahaya dapat ditransmisikan melalui ruang bebas;
kemungkinan membuat arsitektur paralel.

Penciptaan sejumlah besar arsitektur paralel, dibandingkan dengan komputer elektronik tradisional, adalah keuntungan utama dari komputer optik, memungkinkan Anda untuk mengatasi keterbatasan dalam kecepatan dan pemrosesan informasi paralel. Teknologi optik penting tidak hanya untuk komputer optik, tetapi juga untuk komunikasi optik dan Internet.

Neurokomputer. Untuk mengatasi beberapa masalah, perlu dibuat sistem kecerdasan buatan yang efisien yang dapat memproses informasi tanpa menghabiskan banyak sumber daya komputasi. Dan analog yang sangat baik untuk memecahkan masalah seperti itu adalah otak dan sistem saraf organisme hidup, yang memungkinkan Anda memproses informasi sensorik secara efektif. Otak manusia terdiri dari 10 miliar sel saraf - neuron. Demikian pula, neurokomputer harus dibangun yang memodelkan fungsi neuron.

Munculnya neurokomputer, sering disebut biokomputer, sebagian besar terkait dengan perkembangan nanoteknologi yang secara aktif dikejar oleh para ilmuwan dari banyak negara. Neurokomputer seharusnya dibangun atas dasar neurochip (neuron buatan) dan koneksi seperti neuron, yang secara fungsional berorientasi pada algoritma tertentu, untuk memecahkan masalah tertentu. Oleh karena itu, untuk menyelesaikan berbagai jenis masalah, diperlukan jaringan saraf dengan topologi yang berbeda (berbagai neurochip penghubung). Satu neuron buatan dapat digunakan dalam pengoperasian beberapa algoritma pemrosesan informasi dalam jaringan, dan setiap algoritma diimplementasikan menggunakan sejumlah neuron buatan tertentu. Jaringan saraf (perceptron) dapat dilatih untuk mengenali pola.

Prospek pembuatan neurokomputer terletak pada kenyataan bahwa struktur buatan yang memiliki sifat otak dan sistem saraf memiliki sejumlah fitur penting: pemrosesan informasi paralel, kemampuan untuk belajar, kemampuan untuk mengklasifikasikan secara otomatis, keandalan yang tinggi, asosiatif.

komputer kuantum. Pengoperasian komputer kuantum didasarkan pada hukum mekanika kuantum. Mekanika kuantum memungkinkan untuk menetapkan metode deskripsi dan hukum gerak partikel mikro (atom, molekul, inti atom) dan sistemnya. Hukum mekanika kuantum membentuk dasar untuk mempelajari struktur materi. Mereka memungkinkan untuk menjelaskan struktur atom, menetapkan sifat ikatan kimia, menjelaskan sistem periodik unsur, memahami struktur inti atom, dan mempelajari sifat-sifat partikel elementer.

Prinsip fisik komputer kuantum didasarkan pada perubahan energi atom. Ia memiliki serangkaian nilai diskrit EQ, EI, ... En, yang disebut spektrum energi atom. Emisi dan penyerapan energi elektromagnetik oleh atom terjadi di bagian yang terpisah - kuanta, atau foton. Ketika foton diserap, energi atom meningkat dan transisi dari tingkat bawah ke atas terjadi; ketika foton dipancarkan, transisi terbalik terjadi ke bawah.

Oleh karena itu, konsep "qubit" (qubit, Quantum Bit) diperkenalkan sebagai unit dasar komputer kuantum, dengan analogi dengan komputer tradisional, di mana konsep "bit" digunakan. Diketahui bahwa bit hanya memiliki dua status - 0 dan 1, sementara ada lebih banyak status qubit. Oleh karena itu, untuk menggambarkan keadaan sistem kuantum, diperkenalkan konsep fungsi gelombang dalam bentuk vektor dengan sejumlah besar nilai.

Untuk komputer kuantum, serta untuk yang klasik, operasi dasar kuantum logis diperkenalkan: disjungsi, konjungsi dan negasi, dengan bantuan yang seluruh logika komputer kuantum akan diatur. Saat membuat komputer kuantum, perhatian utama diberikan pada kontrol qubit menggunakan emisi terstimulasi dan pencegahan emisi spontan, yang akan mengganggu pengoperasian seluruh sistem kuantum.

Dapat diasumsikan bahwa kombinasi komputer kuantum, optik, dan saraf akan memberikan dunia sistem komputasi hibrida yang kuat. Sistem seperti itu akan dibedakan dari yang biasa dengan kinerja yang luar biasa (sekitar 1051), karena paralelisme pelaksanaan operasi, serta kemungkinan pemrosesan dan pengelolaan informasi sensorik yang efisien. Produksi "komputer masa depan" akan membutuhkan biaya ekonomi yang signifikan, beberapa lusin kali lebih tinggi daripada biaya pembuatan komputer semikonduktor modern.

Tabel 28.1 menyajikan tren umum dalam karakteristik teknologi komputer, dengan mempertimbangkan bidang utama penggunaan komputer modern dan yang menjanjikan.

Tabel 28.1. Tren kinerja komputer

Kontrol pertanyaan dan tugas

1. Apa hubungan antara tujuan penggunaan komputer dengan perkembangan teknologi komputer?

2. Berikan contoh penggunaan komputer yang menjanjikan.

3. Apa fokus sistem komputer yang menjanjikan?

4. Bagaimana Anda membayangkan masa depan teknologi komputer?

5. Nilai parameter teknis komputer apa yang dapat dipandu dalam waktu dekat?

6. Apa tujuan dari Web Semantik?

7. Mengapa komputer dikembangkan berdasarkan prinsip tindakan yang berbeda?

8. Apa ide utama membuat komputer optik?

9. Apa ide utama dari pembuatan neurocomputer?

10. Apa ide utama dari pembuatan komputer kuantum?