ТРЕТО ПОКОЛЕНИЕ КОМПЮТРИ: ИСТОРИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ХАРДУЕР, СОФТУЕР - ТЕХНОЛОГИЯ - 2025

В трето поколение компютри се отнася до компютърна технология, която се основава на интегрални схеми, които се използват по време на периода между 1963 и 1974 интегрални схеми комбинирани различни електронни компоненти, като транзистори и кондензатори, между другото.

Произведени са много малки транзистори, които могат да бъдат подредени в един полупроводник, което кара общата производителност на компютърните системи да се подобри драстично.

Източник на IBM 360: flickr.com от Дон ДеБолд. Приписване 2.0 Общо (CC BY 2.0)

Тези схеми превъзхождат вакуумните тръби и транзисторите, както по цена, така и по производителност. Цената на интегралните схеми беше много ниска. Следователно, основната характеристика на компютрите от трето поколение е, че интегралните схеми започват да се използват като изчислителни устройства, които продължават да се използват до настоящото поколение.

Третото поколение беше основно повратна точка в живота на компютрите. Перфорирани карти и принтери бяха разменени за клавиатури и монитори, свързани към операционна система.

По това време компютрите стават по-достъпни за масовата аудитория поради по-малкия им размер и по-подходящата цена.

Закон на Мур

Изпълнението на тези компютри също беше приведено в съответствие със закона на Мур, разкрит през 1965г.

Този закон гласи, че тъй като размерът на транзистора се свива толкова бързо, за следващите десет години броят на транзисторите, които ще се поберат на новите микрочипове, ще се удвоява на всеки две години. След десет години, през 1975 г. този експоненциален растеж се пренастройваше на всеки пет години.

По време на третото поколение процесорът е построен с помощта на много интегрални схеми. В четвъртото поколение беше, че на един силиконов чип може да бъде разположен цялостен процесор, чийто размер беше по-малък от пощенска марка.

Днес почти всички електронни устройства използват някакъв тип интегрална схема, поставена на платки.

Произход и история на третото поколение

Транзисторите бяха значително подобрение спрямо вакуумните тръби, но те все пак генерираха много топлина, причинявайки щети на части от компютъра. Тази ситуация беше решена с идването на кварца.

Транзисторите бяха намалени по размер, за да бъдат поставени върху силиконови полупроводници, също популярно наричани чипове. По този начин транзисторите са заменени от интегралната схема или чип. Учените успяха да поставят много компоненти на един чип.

В резултат компютърът стана по-малък и по-малък, тъй като повече компоненти бяха компресирани върху един чип. Те също успяха да увеличат скоростта и ефективността на компютрите от трето поколение.

Интегрална схема

В третото поколение технологията на интегралната схема или микроелектрониката стана основен флагман.

Джак Килби от Texas Instruments и Робърт Нойс от Fairchild Semiconductor бяха първите, които разработиха идеята за интегралната схема през 1959 година.

Интегралната схема е уникално устройство, което съдържа вътрешно голям брой транзистори, регистри и кондензатори, които са изградени от едно тънко парче силиций.

Първата интегрална схема съдържаше само шест транзистора. Става трудно да се сравни с използваните днес интегрални схеми, които съдържат до стотици милиони транзистори. Изключително развитие за по-малко от половин век.

Следователно е безспорно, че размерът на компютъра ставаше все по-малък и по-малък. Компютрите от това поколение бяха малки, евтини, с голяма памет, а скоростта на обработка беше много висока.

Характеристики на третото поколение компютри

Тези компютри бяха много надеждни, бързи и точни, с по-ниска цена, въпреки че все още бяха сравнително скъпи. Не само беше намален размерът му, но и потреблението на енергия и производството на топлина.

Потребителите могат да взаимодействат с компютъра чрез клавиатури и екранни монитори както за въвеждане и изход на данни, така и за взаимодействие с операционна система, постигайки хардуерна и софтуерна интеграция.

Способността за комуникация с други компютри се постига, подобрявайки комуникацията с данни.

Компютрите са използвани при изчисленията на преброяването, както и във военни, банкови и промишлени приложения.

Използвана технология

Транзисторите бяха заменени от интегралната схема в техните електронни схеми. Интегралната схема представляваше един компонент, който съдържаше голям брой транзистори.

Скорост на обработка

Поради използването на интегрални схеми, работата на компютрите стана по-бърза и също по-точна.

Скоростта му беше почти 10 000 пъти по-голяма от тази на първо поколение компютри.

съхранение

Капацитетът на паметта беше по-голям и можеха да се съхраняват стотици хиляди символи, преди това само десетки хиляди. Като основна памет се използва полупроводникова памет като RAM и ROM.

Външните дискове бяха използвани като носител за съхранение, чийто характер на достъп до данни е случаен, с голям капацитет за съхранение от милиони символи.

Подобрен софтуер

- Програмите за програмиране на високо ниво продължават да се разработват. Езици на високо ниво като FORTAN, BASIC и други се използват за разработване на програми.

- Възможност за многопроцесово и многозадачно изпълнение. Способността за извършване на няколко операции едновременно беше разработена чрез инсталиране на мултипрограмиране.

железария

Това поколение въведе концепцията за "семейството от компютри", което предизвика производителите да създадат компютърни компоненти, съвместими с други системи.

Взаимодействието с компютрите се подобри значително. Въведени са видео терминали за извеждане на данни, като по този начин заместват принтерите.

Клавиатури са използвани за въвеждане на данни, а не за отпечатване на перфорирани карти. Бяха въведени нови операционни системи за автоматична обработка, както и многократното програмиране.

По отношение на съхранението, за помощните терминали магнитните дискове започнаха да заменят магнитните ленти.

Интегрална схема

В това поколение компютри интегралните схеми бяха използвани като основен електронен компонент. Развитието на интегрални схеми породи ново поле на микроелектрониката.

С интегралната схема се търси решение на сложните процедури, използвани за проектиране на транзистора. Налагането на ръчно свързване на кондензаторите и диодите към транзисторите отнема много време и не е напълно надеждно.

В допълнение към намаляване на разходите, поставянето на множество транзистори на един чип значително увеличава скоростта и производителността на всеки компютър.

Компонентите на интегралната схема могат да бъдат хибридни или монолитни. Хибридната интегрална схема е когато транзисторът и диодът са поставени отделно, докато монолитният е, когато транзисторът и диодът са поставени заедно върху един чип.

софтуер

Операционна система

Компютрите започнаха да използват софтуер за операционна система за управление на компютърен хардуер и ресурси. Това позволи на системите да стартират различни приложения едновременно. Освен това бяха използвани операционни системи за дистанционна обработка.

IBM създаде операционната система OS / 360. Ръстът на софтуера беше значително подобрен поради разделянето му, като софтуерът се продава отделно от хардуера.

Езици на високо ниво

Въпреки че езиците за сглобяване се оказаха много полезни в програмирането, проучванията продължиха да се правят по-добри езици, които са по-близки до конвенционалния английски.

Това направи обикновения потребител доста запознат с компютъра, като беше основната причина за огромния растеж на компютърната индустрия. Тези езици бяха наречени езици на високо ниво.

Езиците от трето поколение имат процедурен характер. Следователно те са известни и като процедурно ориентирани езици. Процедурите изискват да знаете как ще се реши проблем.

Всеки език на високо ниво е разработен, за да отговори на някои основни изисквания за определен тип проблем.

Различните езици на високо ниво, които потребителят може да използва, са FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 и много други.

Източна програма

Програмата, написана на език на високо ниво, се нарича изходна програма. Това е елементът, който програмистът въвежда в компютъра, за да получи резултати.

Изходната програма трябва да бъде преобразувана в обектна програма, която е езикът на нулите и тези, които компютърът може да разбере. Това се прави от междинна програма, наречена компилатор. Компилаторът зависи както от езика, така и от използваната машина.

Изобретения и техните автори

Интегрална схема

Това е схема, която се състои от голям брой електронни компоненти, поставени върху един силиконов чип чрез фотолитографски процес.

За първи път е проектиран през 1959 г. от Джак Килби от Texas Instrument и Робърт Нойс от Fairchild Corporation. Това беше важно изобретение в областта на компютърните науки.

Килби изгради интегралната си схема върху германий, докато Нойс го изгради върху силиконов чип. Първата интегрална схема е използвана през 1961г.

IBM 360

IBM изобретява този компютър през 1964 г. Той е използван за търговски и научни цели. IBM изразходва приблизително 5 милиарда долара за разработване на System 360.

Това не беше просто нов компютър, а нов подход към компютърния дизайн. Въведена е същата архитектура за семейство устройства.

С други думи, програма, създадена да работи на една машина в това семейство, може да работи и на всички останали.

UNIX

Тази операционна система е изобретена през 1969 г. от Кенет Томпсън и Денис Ричи. UNIX беше една от първите операционни системи за компютри, написани на език, наречен C. В крайна сметка имаше много различни версии на UNIX.

UNIX се превърна във водещата операционна система за работни станции, но имаше слаба популярност на пазара на персонални компютри.

паскал

Този език е кръстен на Блез Паскал, френски математик от 17 век, който е построил една от първите машини за механично добавяне. За първи път е разработен като учебно средство.

Никлаус Вирт разработва този език за програмиране в края на 60-те години на миналия век Паскал е силно структуриран език.

Препоръчани компютри

IBM 360

Третото поколение започна с въвеждането на семейството от компютри IBM 360. Това може би е най-важната машина, създадена през този период.

Големите модели имаха до 8MB основна памет. Моделът с най-малък капацитет беше модел 20, със само 4Kбайта памет.

IBM достави четиринадесет модела от тази серия компютри, включително еднократни модели за NASA.

Един член на това семейство, Model 50, може да реализира 500 000 суми в секунда. Този компютър беше приблизително 263 пъти по-бърз от ENIAC.

Това беше доста успешен компютър на пазара, тъй като ви позволяваше да избирате между различни видове настройки. Въпреки това, всички компютри от серията IBM 360 използваха един и същ набор от инструкции.

Honeywell 6000

Различните видове модели от тази серия включваха подобрена функция за набор от инструкции, която добави десетична аритметика към операциите.

Процесорът в тези компютри работеше с 32-битови думи. Модулът с памет съдържа 128k думи. Една система може да поддържа един или два модула памет за максимум 256k думи. Те използваха различни операционни системи, като GCOS, Multics и CP-6.

PDP-8

Той е разработен през 1965 г. от DEC. Това беше търговски успешен миникомпютър. По онова време тези компютри са били най-продаваните компютри в историята. Те се предлагаха в настолни модели и в шасита.

Имаше по-малък набор от инструкции. Той използва 12 бита за размера на думата.

Те имаха няколко характеристики, като ниска цена, простота и разширяемост. Дизайнът на тези компютри направи програмирането лесно за програмистите.

Предимства и недостатъци

предимство

- Основното предимство на интегралните схеми беше не само малкият им размер, но тяхната производителност и надеждност, превъзхождащи предишните схеми. Консумацията на енергия беше много по-ниска.

- Това поколение компютри имаше по-висока изчислителна скорост. Благодарение на бързината си за изчисляване, те бяха много продуктивни. Те биха могли да изчислят данни в наносекунди

- Компютрите бяха с по-малки размери в сравнение с предишните поколения. Поради това те бяха лесни за транспортиране от едно място на друго поради по-малкия си размер. Те могат да бъдат инсталирани много лесно и да изискват по-малко място за тяхната инсталация.

- Те произвеждат по-малко топлина в сравнение с предишните две поколения компютри. Започна да се използва вътрешен вентилатор за топлинен разряд, за да се избегнат повреди.

- Те бяха много по-надеждни и затова изискваха по-рядка програма за поддръжка. Следователно разходите за поддръжка бяха ниски.

- По-малко скъп. Търговското производство значително се увеличи.

- Те имаха голям капацитет за съхранение.

- Използването му беше за общи цели.

- Мишката и клавиатурата започнаха да се използват за въвеждане на команди и данни.

- Може да се използва с езици на високо ниво.

Недостатъци

- Изискваше се все още да има климатик.

- Технологията, необходима за производството на чипове с интегрална схема, беше много усъвършенствана.

- Чиповете с интегрална схема не се поддържаха лесно.

Препратки

1. Бенджамин Мусунгу (2018). Поколенията на компютрите от 1940 г. до днес. Kenyaplex. Взета от: kenyaplex.com.
2. Енциклопедия (2019. Поколения, компютри. Взета от: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). История на компютърното развитие и генериране на компютър. Взета от: wikieducator.org.
4. Прерана Джаин (2018). Поколения компютри. Включете помощ. Взета от: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Генериране на компютър и техните характеристики. Взета от: kullabs.com.
6. Байт-бележки (2019). Пет поколения компютри. Взета от: byte-notes.com.
7. Алфред Амуно (2019). Компютърна история: Класификация на поколения компютри. Турбо бъдеще. Взета от: turbofuture.com.
8. Стивън Ной (2019). 5 Генериране на компютър. Колеж на Стела Марис. Взета от: stellamariscollege.org.
9. Урок и пример (2019). Трето поколение компютър. Взета от: tutorialandexample.com.