ПРВА ГЕНЕРАЦИЈА РАЧУНАРА: ИСТОРИЈА, КАРАКТЕРИСТИКЕ, СОФТВЕР, ХАРДВЕР - ИСТОРИЈА - 2025

Прва генерација рачунара је почетна фаза у којој су коришћене ове електронске машине, у периоду од 1940 до 1956. рачунари користе вакуум технологије тубе и за обрачун и складиштења и контроле сврхе.

У раним рачунарима прве генерације коришћен је концепт вакуумских цеви. Они су направљени од стакла и унутра су садржали нит. Еволуција рачунара почела је од 16. века до данашњег начина на који се данас може видети. Међутим, данашњи рачунар је такође претрпео брзе промене у последњих педесет година.

ЕНИАЦ рачунарски извор: Америчка фотографија војске (јавно власништво) преко Викимедиа Цоммонса

Овај период током кога се одвијала еволуција рачунара може се поделити у неколико различитих фаза, зависно од врсте комутационих кола, познатих као генерације рачунара.

Стога су генерације рачунара различите фазе у развоју електронских кола, хардвера, софтвера, програмских језика и других технолошких достигнућа.

Почетна ситуација

Први електронски рачунари настали су током 40-тих година. Од тада, дошло је до великог радикалног напретка у електроници.

Ови рачунари су били толико огромни да су заузели читаве просторије. За обављање операција ослањали су се на коришћење машинског језика, који је био програмски језик најнижег нивоа који су рачунари разумели, и они су могли да реше само један проблем одједном.

Вакумска цев је била електронска компонента која је имала много нижу радну ефикасност. Због тога не може правилно функционисати без великог система хлађења како се не би оштетили.

Улазни медијум за рачунаре прве генерације заснован је на бушеним картицама, а излаз је приказан у отисцима. Били су потребни оператери данима, па чак и недељама да среде ожичење како би решили нови проблем.

Порекло и историја прве генерације

Компјутер Атанасофф-Берри

Математичар и физичар Јохн Атанасофф, трагајући за начинима да аутоматски реши једначине, почео је да разјашњава своје мисли 1937. године, записујући основне карактеристике електронске рачунарске машине.

Ова машина је решавала једначине, мада то није могло бити програмирано. Произведен је уз подршку Цлиффорда Беррија.

Рачунање иде електронски

Други светски рат делује као бабица по рођењу савременог електронског рачунара. Војни захтеви за прорачунима, као и високи ратни буџети, подстакли су иновације.

Први електронски рачунари били су машине направљене за одређене задатке. Постављање је било гломазно и дуготрајно.

Први електронски рачунар, зван ЕНИАЦ, декласификован је на крају Другог светског рата, због чега су инжењери широм света затражили упите о томе како могу да изграде једнаког или бољег.

Тим који је радио у ЕНИАЦ-у први је препознао важност концепта складиштења програма у рачунару.

Ове ране машине су углавном контролисане ожичењем које је било повезано са матичном плочом или низом адреса кодираних на папирној врпци.

Стога, иако су ове машине биле јасно програмибилне, њихови програми нису били смештени интерно у рачунару.

Јохн вон Неуманн

Овај математичар написао је извештај којим је успоставио концептуални оквир за рачунаре са сачуваним програмом.

Подстакао је ИАС (Институт за напредне студије) да не ради само теоретске студије, већ да то може бити спроведено у праксу помоћу правог рачунара.

Мооре Сцхоол

Ова школа одговорила је 1946. године низом предавања. Полазници су научили о ЕНИАЦ-у, опћим техникама прављења рачунара, као и новој идеји за чување програма у меморији, коју још нико није радио.

Један од асистената, Маурице Вилкес, водио је британски тим који је 1949 године изградио ЕДСАЦ у Цамбридгеу.

С друге стране, Рицхард Снидер је водио амерички тим који је завршио ЕДВАЦ у Мооре Сцхоол.

Спремљени програмски рачунар који је развио вон Неуманн почео је с радом 1951. године. ИАС је свој дизајн учинио слободно доступним. Ово је ширило сличне машине широм света.

Карактеристике рачунара прве генерације

Решите само један проблем одједном

Рачунари прве генерације били су дефинисани чињеницом да су упутства за употребу направљена посебно за обављање задатка за који се рачунар требао користити.

Коришћена технологија

Ови рачунари су користили вакуумске цеви за ЦПУ склопове и магнетне бубњеве за складиштење података, као и електричне уређаје за пребацивање.

Као главна меморија коришћена је магнетна језгра. Уређаји за унос биле су папирне траке или бушене картице.

Брзина обраде

Брзина процесора била је изузетно мала. Имали су спору, неефикасну и непоуздану обраду због мале прецизности. Могли су се извршити само једноставни и директни нумерички прорачуни.

трошак

Рачунари су били скупи за покретање. Рачунари ове генерације били су врло велике величине, заузимали су простор величине собе.

Поред тога, користили су велику количину електричне енергије, производећи много топлоте, што је често узроковало њихов квар.

Програмски језик

Рачунари прве генерације добили су упутства на језику машине (0 и 1) или путем електричних сигнала за укључивање / искључивање. Програмских језика није било.

Касније је развијен језик монтаже за употребу у рачунарима прве генерације.

Једном када је свет видео да се рачунарски програм похрањује интерно, предности су биле очигледне. Сваки универзитет, истраживачки институт и лабораторија желели су своје.

Међутим, није било комерцијалних произвођача електронских рачунара са ускладиштеним програмима. Ако сте га желели, морали сте да га направите.

Многе од ових раних машина биле су засноване на објављеним дизајновима. Остали су се развијали независно.

софтвер

За програмирање првих електронских рачунара дата су упутства на језику који су лако разумели. То је био машински или бинарни језик.

Свако упутство на овом језику дано је у облику секвената од 1 и 0. Симбол 1 представља присуство електричног импулса, а 0 представља одсутност електричног импулса.

Низ од 1 и 0, попут 11101101, има специфично значење за рачунар, иако изгледа као бинарни број.

Писање програма на машинском језику било је веома незграпно, тако да су то радили само стручњаци. Сва упутства и подаци послати су на рачунар у бинарном нумеричком облику.

Програмирање на ниском нивоу

Ове машине су биле намењене за операције ниског нивоа. Системи су могли да реше само један проблем. Није било језика за монтажу и софтвера оперативног система.

Стога је сучеље с рачунарима прве генерације било преко патцх плоча и машинског језика. Техничари су повезали електричне каблове повезивањем бројних жица са утичницама.

Затим су убачени у посебне пробушене картице и нека врста рачуна се чекала сатима, уз истовремено поверење да свака од хиљаду вакуумских цеви неће бити оштећена током овог поступка, како не би морали поново да прођу кроз овај поступак.

Рад на рачунару се обављао у серијама, па се 1950-их оперативни систем звао систем за групну обраду.

Интерно похрањени програм

Први рачунари комбиновали су прорачуне великом брзином, али тек након пажљивог процеса конфигурације програма.

Нико не зна ко је смислио иновативно решење за чување упутстава која вам говоре шта да радите у меморији свог рачунара. Било је то рођење софтвера, којег су од тада користили сви рачунари.

Манцхестер експериментална машина била је први рачунар који је покренуо програм из меморије.

Педесет два минута било је време које је овај рачунар користио за извршавање програма са 17 упутстава. Тако је 1948. године рођен рачунар похрањеног програма.

Хардвер

Осим што су имали хиљаде отпорника и кондензатора, рачунари прве генерације користили су и више од 18.000 вакуумских цеви, што је значило да су рачунарски објекти покривали читаве просторије.

Празне епрувете

Главни део технологије рачунара прве генерације биле су вакуумске цеви. Од 1940. до 1956. године вакуумске цеви су широко коришћене у рачунарима, што је резултирало првом генерацијом рачунара.

Ови рачунари су користили вакуумске цеви за појачавање и пребацивање сигнала. Цеви су израђене од стаклених посуда које су биле запечаћене, величине сијалица.

Заптивено стакло је дозволило да струја бежично струји од нити до металних плоча.

Вакуум цев је изумио 1906. године Лее Де Форест. Ова технологија је била неопходна током прве половине 20. века, јер се користила за прављење телевизора, радара, рендгенских машина и великог броја других електронских уређаја.

Вакуумске цеви започеле су и завршавале струјне кругове укључивањем и искључивањем када су спојене или искључене.

Средства за улазак и излазак

Улаз и излазак обављени су помоћу картица за бушење, магнетних бубњева, писаћих машина и читача бушења. У почетку су техничари ручно избушили картице рупама. То је учињено касније помоћу рачунара.

За штампање извештаја коришћене су електронске писаће машине, програмиране за писање на папирну врпцу или читач пробушених картица.

Представљени рачунари ове генерације

ЕНИАЦ

Прво електроничко рачунаре опште намене, под називом ЕНИАЦ (Елецтрониц Нумерицал Интегратор Анд Цомпутер), изграђено је између 1943. и 1945. Користило је 18.000 вакуумских цеви и 70.000 отпорника.

То је био први рачунар великих размера који је радио електронским путем, а да га није кочио ниједан механички део.

Тежина му је била 30 тона. Била је дугачка око 30 метара и за постављање јој је био потребан велики простор. Могао је израчунати брзином од 1.900 сума у ​​секунди. Програмирано је с ожичењем које је било прикључено на матичну плочу.

Био је 1.000 пута бржи од претходних електромеханичких рачунара, мада је био помало спор код покушаја да се репрограмира.

Дизајнирали су га и изградили у Мооре Сцхоол оф Енгинееринг на Универзитету у Пеннсилванији инжењери Јохн Мауцхли и Преспер Ецкерт.

ЕНИАЦ је коришћен за обављање израчунавања у вези са ратом, као што су прорачуни за помоћ у изградњи атомске бомбе. Такође за временске прогнозе.

ЕДСАЦ

Овај рачунар је развијен у Великој Британији. То је постао први неекспериментални меморисани програмски рачунар 1949.

Користила је меморију живих карата кашњења, која је пружала меморију многим рачунарима прве генерације.

АЦЕ пилот модел

Ову машину је довршио Алан Туринг у Великој Британији 1950. Иако је израђен као тест рачунар, у нормалном је раду био пет година.

УНИВАЦ

УНИВАЦ је био први рачунар за комерцијалну употребу. Извор слике: Викимедиа.орг

УНИВАЦ (Универзални аутоматски рачунар) био је први рачунар дизајниран за комерцијалну, невојну употребу. Издата је 1951. године комерцијалном купцу, Бироу за попис становништва у Сједињеним Државама, ради бројања опште популације.

Могло би да изврши десет пута више сума у ​​секунди од ЕНИАЦ-а. У тренутним доларима, УНИВАЦ је коштао 4,996,000 УСД.

Касније је коришћена за управљање платама, евиденцијама, па чак и за предвиђање резултата председничких избора 1952.

За разлику од 18.000 вакуумских цеви у ЕНИАЦ-у, УНИВАЦ сам користио само нешто више од 5.000 вакуумских цеви. Такође је упола мањила од свог претходника и продавала је готово 50 јединица.

Предности и мане

Предност

- Предност технологије вакуумских цеви је што је омогућила производњу дигиталних електронских рачунара. Вакуумске цеви биле су једини електронски уређаји који су били доступни у тим данима, а који су омогућавали рачунање.

- Ови рачунари су били најбржи рачунски уређаји свог времена. Имали су могућност израчунавања података у милисекундама.

- Могли би да ефикасно извршавају сложене математичке проблеме.

Недостаци

- Рачунари су били веома велике. Тежина му је била око 30 тона. Због тога уопште нису били преносиви.

- Засновали су се на вакуум цеви, које су брзо оштећене. Рачунар се прегревао врло брзо због хиљада вакуумских цеви. Због тога је био потребан велики систем хлађења. Метал који емитује електроне лако се сагори у вакум цеви.

- Могли би да сачувају малу количину информација. Коришћени су магнетни бубњеви који су омогућавали веома мало складиштења података.

- Имали су ограничену комерцијалну употребу, јер је њихова комерцијална производња била скупа.

- Ефикасност рада је била ниска. Прорачуни су изведени врло малом брзином.

- Улазне картице су кориштене за улазак.

- Имали су веома ограничене могућности програмирања. Могао се користити само машински језик.

- Захтевали су велику количину електричне енергије.

- Нису били баш поуздани. Било је потребно константно одржавање, и радили су веома лоше.

Референце

1. Бењамин Мусунгу (2018). Генерације рачунара од 1940. до данас. Кениаплек. Преузето са: кениаплек.цом.
2. Енциклопедија (2019). Генерације, рачунари. Преузето са: енцицлопедиа.цом.
3. Историја рачунара (2019). Прва генерација. Преузето са: цомпутерхистори.орг.
4. Викиедуцатор (2019). Историја развоја рачунара и генерација рачунара. Преузето са: викиедуцатор.орг.
5. Прерана Јаин (2018). Генерације рачунара. Укључи помоћ. Преузето са: инцлудехелп.цом.
6. Куллабс (2019). Генерација рачунара и њихове карактеристике. Преузето са: куллабс.цом.
7. Бите-Нотес (2019). Пет генерација рачунара. Преузето са: бите-нотес.цом.
8. Алфред Амуно (2019). Историја рачунара: Класификација генерација рачунара. Будућност Турбо. Преузето са: турбофутуре.цом.