Genaratii de calculatoare
La momentul actual, calculatorul a devenit o necesitate. De la momentul în care acesta se găsea la nivel de laborator, şi acolo într-o formă primitivă, astăzi a ajuns să fie prezent aproape în fiecare casă, şcoală sau companie, de el depinzînd în mare parte bunul mers al lucrurilor din societate, altădată organizate natural de oameni.
Dezvoltarea calculatoarelor a devenit explozivă, la mai puţin de zece ani intervenind câte o schimbare care a fost interpretată drept apariţia unei noi generaţii de calculatoare.
Generaţia 0 – calculatoare mecanice – (??-1940)
Momentul iniţial al istoriei calculatoarelor este, de obicei legat de numele matematicianului englez Charles Babbage. El a propus în anul 1830 o Maşină Analitică care a anticipat în mod fascinant structura calculatoarelor actuale. Aceasta avea ca părţi componente memorie, unitate de calcul, cititor de cartele si perforator de cartele.
Ideile sale au devansat cu peste 100 de ani posibilităţiile tehnologice ale vremii sale. Înaintea sa, în secolele XVII – XVIII, au mai fost încercări în acest domeniu ale lui Pascal, caruia i se atribuie maşina de calcul pentru adunare şi scadere şi Leibnitz, de care se leagă maşina pentru 4 operaţii aritmetice.
Următorul moment de referinţă este anul 1937, când Howard Aiken, de la Universitatea Harvard a propus Calculatorul cu secvenţă de Comandă Automată, bazat pe o combinaţie între ideile lui Babbage şi calculatoarele elertromecanice, produse de firma IBM. Construcţia acestuia a început în anul 1939 şi s-a terminat în anul 1944, fiind denumit Mark I . El a fost în principal primul calculator electromecanic, fiind alcătuit din comutatoare şi relee.
Generaţia I – 1945-55
Înlocuirea releelor cu tuburi electronice a constituit un important pas înainte. Rezultatul a fost concretizat în calculatorul ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer ), primul calculator electronic digital. El conţine circa 18.000 de tuburi electronice şi executa 5.000 de adunări pe secundă, avînd o memorie de 20 de numere reprezentate în zecimal.
De remarcat că la realizarea primelor calculatoare, în calitate de consultant al echipei, a lucrat şi matematicianul John von Neumann, unul dintre matematicienii importanţi ai secolului XX. De altfel, la realizarea calculatorului EDVAC ( primul calculator cu circuite electronice) el a stabilit 5 caracteristici principale ale calculatorului cu program memorat :
1. Trebuie să posede un mediu de intrare, prin intermediul căruia să se poată introduce un număr nelimitat de operanzi şi instrucţiuni .
2. Trebuie să posede o memorie, din care să se citească instrucţiunile şi operanzii şi în care să se poată memora rezultatele.
3. Trebuie să posede o secţiune de calcul, capabilă să efectueze operaţii aritmetice şi logice, asupra operanzilor din memorie.
4. Trebuie de asemenea să posede un mediu de ieşire, prin intermediul căruia un număr nelimitat de rezultate să poată fi obţinute de către utilizator.
5. Trebuie să aibă o unitate de comandă , capabilă să interpreteze instrucţiunile obţinute din memorie şi capabilă să selecteze diferite moduri de desfăşurare a activităţii calculatorului pe baza rezultatelor calculelor .
John von Neumann
Primul calculator comercializat a fost UNIVAC (UNIversal Automatic Computer) realizat pe structura calculatorului EDVAC, în anul 1951. Alte variante au fost ILLIAC, MANIAC, Wirlwind.
UNIVAC
Generaţia a II–a (1957-1963) marcată de apariţia tranzistorului
Principalele tehnologii hard erau reprezentate de tranzistori (diode semiconductoare) şi memorii din ferite, viteza de lucru atinsã fiind de 200.000 de operaţii pe secundã iar memoria internã - de aproximativ 32KO. Echipamentele periferice de introducere/extragere de date au evoluat şi ele; de exemplu, de la maşini de scris cu 10 caractere pe secundã s-a trecut la imprimante rapide (pentru acea perioadã) cu sute de linii pe minut. Programarea acestor calculatoare se putea face şi în limbaje de nivel înalt (Fortran, Cobol) prin existenţa unor programe care le traduc în limbaj maşinã (compilatoare). Apare un paralelism între activitatea unitãtii de comandã şi operaţiile de intrare-ieşire (dupã ce unitatea de comandã iniţiazã o operaţie de intrare-ieşire, controlul acesteia va fi preluat de un procesor specializat, ceea ce creşte eficienţa unitãţii de comandã). În memoria calculatorului se pot afla mai multe programe - multiprogramare - deşi la un moment dat se executã o singurã instrucţiune.
Dintre calculatoarele româneşti ale generaţiei a doua, amintesc DACICC-200, CIFA 101 şi 102.
TX-0
Generaţia a III–a (1964- 1981)
Principala tehnologie hard era reprezentatã de circuitele integrate (circuite miniaturizate cu funcţii complexe), memoriile interne ale calculatoarelor fiind alcãtuite din semiconductoare. Apar discurile magnetice ca suporturi de memorie externã iar viteza de lucru creşte la 5 milioane de operaţii pe secundã. Cel mai cunoscut reprezentant al generaţiei este IBM 360 iar dintre calculatoarele româneşti - familia FELIX, calculatoare universale realizate sub licenţã francezã.
Cresc performanţele circuitelor integrate şi se standardizeazã. Apar circuitele cu integrare slabã (SSI – Simple Scale of Integration) şi medie (MSI – Medium Scale of Integration), echivalentul a 100 de tranzistoare pe chip. Viteza de lucru este de 15.000.000 de operaţii pe secundã iar memoria internã ajunge la 2MO. Se folosesc limbaje de nivel înalt (Pascal, Lisp).
Primul circuit integrat
Generaţia a IV-a (1982-1989)
Se folosesc circuite integrate pe scarã largã (LSI – Large Scale of Integration) şi foarte largã (VLSI – Very Large scale of Integration) (echivalentul a 50.000 de tranzistoare pe chip), memoria internã creşte la 8MO iar viteza de lucru - la 30.000.000 de operaţii pe secundã. Apar discurile optice şi o nouã direcţie în programare: programarea orientatã pe obiecte.
Apar calculatoarele personale: home-computer: ZX81, Spectrum şi PC: IBM-PC, XT, AT, Apple, Machintosh
Calculator portabil (Osborn)
Generaţia a V-a ( 1991- 2002 ) în curs de dezvoltare
Aceasta generaţie reprezintă un proiect japonez grandios în curs de dezvoltare, care are urmatoarele obiective:
• viteze foarte mari de calcul (mil.inferente/s)
• nterfeţe om-calculator naturale (voce, imagine)
• mai multe aplicaţii de inteligenţă artificială
• arhitecturi paralele de calcul
Este generaţia inteligenţei artificiale. Principalele preocupãri ale cercetãtorilor din acest domeniu se suprapun în cea mai mare parte cu funcţiile noii generaţii de calculatoare, care sunt prezentate mai jos. Aceste calculatoare sunt bazate pe prelucrarea cunoştinţelor (Knowledge Information Processing System - KIPS), în condiţiile în care aceste prelucrãri devin preponderente în majoritatea domeniilor ştiinţifice. Din punct de vedere tehnic, se folosesc circuite VLSI (echivalentul a peste 1 milion de tranzistoare pe chip), atingîndu-se o vitezã de lucru foarte mare, pentru care apare o nouã unitate de mãsurã: 1LIPS (Logical Inferences Per Second) = 1000 de operatii pe secundã). Astfel, viteza noilor calculatoare se estimeazã la 100 M LIPS pânã la 1 G LIPS. Apare programarea logicã, bazatã pe implementarea unor mecanisme de deducţie pornind de la anumite "axiome" cunoscute, al cãrei reprezentant este limbajul Prolog.
Generaţia a VI-a
Generatia 6 apare deocamdatã doar în literaturã, sub forma conceptului ipotetic de “calculator viu”, despre care se filozofeazã şi despre care oamenii se întreabã dacã va putea fi obţinut în viitor prin ataşarea unei structuri de tip ADN la un calculator neuronal.
