PRVA GENERACIJA RAČUNALA: POVIJEST, KARAKTERISTIKE, SOFTVER, HARDVER - POVIJEST - 2026

Prva generacija računala je početna faza u kojoj su se koristili ovi elektronički uređaji, u razdoblju od 1940. do 1956. godine Računala koriste vakuumske tehnologije cijev i za obračun i skladištenje i kontrolne svrhe.

U računalima prve generacije rabljen je koncept vakuumskih cijevi. Napravljene su od stakla i unutra su sadržavale nitnu nit. Evolucija računala započela je od 16. stoljeća do danas kako se može vidjeti. Međutim, današnje je računalo također pretrpjelo brze promjene u posljednjih pedeset godina.

ENIAC računalni izvor: Fotografija američke vojske (javno vlasništvo) putem Wikimedia Commonsa

To razdoblje, tijekom kojeg se odvijala evolucija računala, može se podijeliti u nekoliko različitih faza, ovisno o vrsti sklopnih sklopova, poznatom kao računalna generacija.

Stoga su generacije računala različite faze u razvoju elektroničkih sklopova, hardvera, softvera, programskih jezika i drugih tehnoloških dostignuća.

Početna situacija

Prva elektronička računala napravljena su tijekom četrdesetih godina prošlog stoljeća, a od tada je došlo do velikog radikalnog napretka u elektronici.

Ta su računala bila toliko ogromna da su zauzela čitave prostorije. Za obavljanje operacija oslanjali su se na korištenje strojnog jezika, koji je bio programski jezik najniže razine koji su računala razumjela i koji su mogli riješiti samo jedan problem odjednom.

Vakumska cijev bila je elektronička komponenta koja je imala znatno nižu radnu učinkovitost. Stoga ne bi mogao pravilno funkcionirati bez velikog sustava hlađenja kako se ne bi oštetio.

Ulazni medij za računala prve generacije zasnovan je na bušaćim karticama, a izlaz je prikazan u ispisima. Trebat će danima, pa čak i tjednima operaterima da srede ožičenje kako bi riješili novi problem.

Podrijetlo i povijest prve generacije

Računalo Atanasoff-Berry

Matematičar i fizičar John Atanasoff, tražeći načine automatskog rješavanja jednadžbi, 1937. godine počeo je pojašnjavati svoje misli, zapisujući osnovne karakteristike elektroničkog računarskog stroja.

Taj je stroj rješavao jednadžbe, iako ga nije mogao programirati. Proizveden je uz podršku Clifforda Berryja.

Računalo ide elektronički

Svjetskog rata djelovala je kao primalja za rođenje modernog elektroničkog računala. Vojni zahtjevi za proračunima, kao i visoki ratni proračuni, potaknuli su inovacije.

Prva elektronička računala bili su strojevi izgrađeni za određene zadatke. Postavljanje je bilo glomazno i ​​dugotrajno.

Prvo elektroničko računalo, zvano ENIAC, deklasificirano je na kraju Drugog svjetskog rata, zbog čega su inženjeri širom svijeta zatražili upite kako mogu izraditi jednakog ili boljeg.

Tim koji je radio u ENIAC-u prvi je prepoznao važnost koncepta pohrane programa unutar računala.

Ti su rani strojevi općenito bili kontrolirani ožičenjem koje je bilo povezano s matičnom pločom ili nizom adresa kodiranih na papirnoj vrpci.

Dakle, iako su ovi strojevi bili jasno programibilni, njihovi se programi nisu pohranili interno u računalo.

John von Neumann

Ovaj je matematičar napisao izvještaj kojim je uspostavio konceptualni okvir za računala pohranjenih programa.

Potaknuo je IAS (Institut za napredni studij) da ne radi samo teorijske studije, već da se to može provesti u praksi stvaranjem pravog računala.

Moore School

Ova je škola odgovorila 1946. nizom predavanja. Polaznici su naučili o ENIAC-u, općim tehnikama izrade računala, ali i novoj ideji pohranjivanja programa u memoriju, što još nitko nije učinio.

Jedan od pomoćnika, Maurice Wilkes, vodio je britanski tim koji je 1949. godine izgradio EDSAC u Cambridgeu.

S druge strane, Richard Snyder vodio je američki tim koji je završio EDVAC u Moore School.

Spremljeno programsko računalo koje je razvio von Neumann počeo je s radom 1951. godine. IAS je svoj dizajn učinio slobodno dostupnim. To je širilo slične strojeve po svijetu.

Karakteristike računala prve generacije

Riješite samo jedan problem odjednom

Računala prve generacije definirana su činjenicom da su upute za uporabu izrađene posebno za izvršavanje zadatka za koji se računalo koristi.

Korištena tehnologija

Ta su računala koristila vakuumske cijevi za CPU sklopove i magnetske bubnjeve za pohranu podataka, kao i električne sklopne uređaje.

Kao glavna memorija korištena je magnetska memorija. Uređaji za unos bile su papirne vrpce ili bušene kartice.

Brzina obrade

Brzina procesora bila je izuzetno mala. Proveli su sporu, neučinkovitu i nepouzdanu obradu zbog male preciznosti. Mogli su se obavljati samo jednostavni i izravni numerički proračuni.

cijena

Računala su bila skupa za pokretanje. Računala ove generacije bila su vrlo velike veličine, zauzimala su prostor veličine sobe.

Pored toga, koristili su veliku količinu električne energije, stvarajući puno topline, što je često uzrokovalo njihov kvar.

Programski jezik

Računala prve generacije primala su upute na strojnom jeziku (0 i 1) ili putem električnih signala za uključivanje / isključivanje. Programskih jezika nije bilo.

Kasnije je razvijen jezik za sklapanje za upotrebu u računalima prve generacije.

Jednom kada je svijet ugledao da se računalni program pohranjuje interno, prednosti su bile očite. Svako sveučilište, istraživački institut i laboratorij željeli su svoje.

Međutim, nije bilo komercijalnih proizvođača elektroničkih računala sa pohranjenim programima. Ako ste ga željeli, morali ste ga izgraditi.

Mnogi od tih ranih strojeva temeljili su se na objavljenim nacrtima. Ostali su se razvijali neovisno.

softver

Za programiranje prvih elektroničkih računala dane su upute na jeziku koji su lako razumjeli. To je bio strojni ili binarni jezik.

Svaka upute na ovom jeziku date su u obliku sljedova 1 i 0. Simbol 1 predstavlja prisutnost električnog impulsa, a 0 predstavlja odsutnost električnog impulsa.

Niz od 1 i 0, poput 11101101, ima specifično značenje za računalo, iako izgleda kao binarni broj.

Pisanje programa strojnim jezikom bilo je vrlo nezgrapno, tako da su to radili samo stručnjaci. Sve upute i podaci poslani su na računalo u binarnom numeričkom obliku.

Programiranje na niskoj razini

Ti su strojevi bili namijenjeni za operacije niske razine. Sustavi su mogli riješiti samo jedan problem. Nije bilo jezika za sklapanje i softvera operacijskog sustava.

Stoga je sučelje s računalima prve generacije bilo kroz patch ploče i jezik računala. Tehničari su povezivali električne krugove spajanjem brojnih žica u utičnice.

Zatim su stavljene u posebne probušene kartice i neka vrsta računa se čekala satima, uz istovremeno vjerovanje da svaka od tisuću vakuumskih cijevi neće biti oštećena tijekom ovog postupka, kako ne bi morali ponovo prolaziti kroz ovaj postupak.

Rad na računalu obavljao se u serijama, pa se 1950-ih operativni sustav zvao sustav za grupnu obradu.

Interno pohranjeni program

Prva računala kombinirala su izračune velikom brzinom, ali tek nakon pažljivog postupka konfiguriranja programa.

Nitko ne zna tko je smislio inovativno rješenje za pohranu uputa koje vam govore što trebate učiniti u memoriji vašeg računala. Bilo je to rođenje softvera, kojeg su od tada koristila sva računala.

Manchester eksperimentalni stroj bio je prvo računalo koje je pokrenulo program iz memorije.

Pedeset dvije minute bilo je vrijeme koje je ovo računalo koristilo za izvršavanje programa sa 17 uputa. Tako se 1948. godine rodilo računalo pohranjenog programa.

Hardver

Osim što su imali tisuće otpornika i kondenzatora, računala prve generacije koristila su i više od 18 000 vakuumskih cijevi, što je značilo da su računalni uređaji pokrivali čitave prostorije.

Prazne epruvete

Glavni dio tehnologije računala prve generacije bile su vakuumske cijevi. Od 1940. do 1956. godine vakuumske cijevi naširoko su se koristile u računalima, što je rezultiralo prvom generacijom računala.

Ova su računala koristila vakuumske cijevi za pojačavanje i prebacivanje signala. Cijevi su bile izrađene od staklenih posuda koje su bile zapečaćene, veličine žarulje.

Zaptiveno staklo omogućilo je da struja bežično struji od niti do metalnih ploča.

Vakuum cijev izumio je 1906. Lee De Forest. Ova je tehnologija bila bitna tijekom prve polovice 20. stoljeća, jer se koristila za izradu televizora, radara, rendgenskih aparata i velikog broja drugih elektroničkih uređaja.

Vakuumske cijevi pokrenule su i završavale krugove uključivanjem i isključivanjem kad su spojene ili isključene.

Sredstva za ulazak i izlazak

Ulaz i izlazak obavljeni su pomoću kartica za bušenje, magnetskih bubnjeva, pisaćih strojeva i čitača bušenja. U početku su tehničari ručno izbušili kartice rupama. To je učinjeno kasnije pomoću računala.

Za ispis izvještaja korišteni su elektronički pisaći strojevi, programirani za pisanje na papirnu vrpcu ili čitač probušenih kartica.

Izdvojena računala ove generacije

ENIAC

Prvo elektroničko računalo za opću namjenu, nazvano ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), izgrađeno je između 1943. i 1945. Koristilo je 18 000 vakuumskih cijevi i 70 000 otpornika.

To je prvo računalo velikih razmjera koje je radilo elektronički, a da ga nije kočio nijedan mehanički sastavni dio.

Težina mu je bila 30 tona. Bila je dugačka oko 30 metara i za ugradnju joj je bio potreban veliki prostor. Mogao je izračunati brzinom od 1.900 iznosa u sekundi. Programirano je ožičenjem koje je bilo priključeno na matičnu ploču.

Bio je 1.000 puta brži od prethodnih elektromehaničkih računala, iako je bio malo spor pri pokušaju reprogramiranja.

Dizajnirali su ga i izgradili u Moore School of Engineering na Sveučilištu u Pennsylvaniji inženjeri John Mauchly i Presper Eckert.

ENIAC je korišten za obavljanje izračuna koji se odnose na rat, poput izračuna kako bi se pomoglo u izgradnji atomske bombe. Također za vremenske prognoze.

EDSAC

Ovo je računalo razvijeno u Velikoj Britaniji. To je prvo računalno računalo koje nije eksperimentirano 1949.

Koristila je memoriju živih karata kašnjenja, koja je osigurala memoriju mnogim računalima prve generacije.

ACE pilot model

Ovaj stroj dovršio je Alan Turing u Velikoj Britaniji 1950. Iako je izrađen kao testno računalo, bio je u normalnom radu pet godina.

UNIVAC

UNIVAC je prvo računalo za komercijalnu upotrebu. Izvor slike: Wikimedia.org

UNIVAC (Univerzalno automatsko računalo) bilo je prvo računalo dizajnirano za komercijalnu, nevojnu upotrebu. Izdano 1951. Godine komercijalnom kupcu, Popisnom uredu Sjedinjenih Država, radi prebrojavanja opće populacije.

Moglo bi izvršiti deset puta više iznosa u sekundi od ENIAC-a. U trenutnim dolarima, UNIVAC je koštao 4.996.000 dolara.

Kasnije je korištena za upravljanje plaćama, evidencijama, pa čak i za predviđanje rezultata predsjedničkih izbora 1952. godine.

Za razliku od 18.000 vakuumskih cijevi u ENIAC-u, UNIVAC sam koristio tek nešto više od 5000 vakuumskih cijevi. Bila je i upola manja od svog prethodnika, prodajući gotovo 50 jedinica.

Prednosti i nedostatci

Prednost

- Prednost tehnologije vakuumskih cijevi je što je omogućila proizvodnju digitalnih elektroničkih računala. Vakuumske cijevi bili su jedini elektronički uređaji koji su bili dostupni tih dana, a koji su omogućili računanje.

- Ta su računala bila najbrži računski uređaji svog vremena. Imali su sposobnost izračunavanja podataka u milisekundama.

- Mogli bi učinkovito izvršavati složene matematičke probleme.

Nedostaci

- Računala su bila vrlo velike. Težina mu je bila oko 30 tona. Stoga uopće nisu bili prenosivi.

- Temeljeni su na vakuumskim cijevima, koje su brzo oštećene. Računalo se vrlo brzo pregrijavalo zbog tisuća vakuumskih cijevi. Stoga je bio potreban veliki sustav hlađenja. Metal koji emitira elektron lako se sagorijeva u vakuumskim cijevima.

- Mogli bi pohraniti malu količinu informacija. Korišteni su magnetski bubnjevi koji su osiguravali vrlo malo podataka.

- Imali su ograničenu komercijalnu upotrebu jer je njihova komercijalna proizvodnja bila skupa.

- Radna učinkovitost bila je niska. Proračuni su provedeni vrlo malom brzinom.

- Ubijene kartice korištene su za ulazak.

- Imali su vrlo ograničene mogućnosti programiranja. Mogao se koristiti samo strojni jezik.

- Zahtijevali su veliku količinu potrošnje električne energije.

- Nisu bili baš pouzdani. Bilo je potrebno stalno održavanje, a radili su vrlo slabo.

Reference

1. Benjamin Musungu (2018). Generacije računala od 1940. do danas. Kenyaplex. Preuzeto sa: kenyaplex.com.
2. Enciklopedija (2019). Generacije, računala. Preuzeto sa: encyclopedia.com.
3. Povijest računala (2019). Prva generacija. Preuzeto sa: computerhistory.org.
4. Wikieducator (2019). Povijest razvoja računala i generacije računala. Preuzeto sa: wikieducator.org.
5. Prerana Jain (2018). Generacije računala. Uključite pomoć. Preuzeto sa: includehelp.com.
6. Kullabs (2019). Generacija računala i njihove značajke. Preuzeto sa: kullabs.com.
7. Byte-Notes (2019). Pet generacija računala. Preuzeto sa: byte-notes.com.
8. Alfred Amuno (2019.). Povijest računala: Klasifikacija generacija računala. Budućnost Turbo. Preuzeto sa: turbofuture.com.