Stránky nejen o hledání

Počítače se rozdělují do tzv. generací, kde každá generace je charakteristická svou konfigurací, rychlostí počítače a základním stavebním prvkem.

Generace počítačů:

Generace	Rok	Konfigurace	Rychlost (operační/s)	Součástky
0.	1940	Veký počet skříní	jednotky	Relé
1.	1950	Desítky skříní	100 - 1000	Elektronky
2.	1958	do 10 skříní	ticíce	Tranzistory
3.	1964	do 5 skříní	desetitisíce	Integrované obcody
3.1/2	1972	1 skříň	statisíce	Integrované obvody (LSI)
4.	1981	1 skříň	desítky milonů	Ontegrované obvody (VLSI)

0.generace- prototypy

Historie vývoje samočinných počítačů se začíná odvíjet počátekem 40. let 20. století. V roce 1941 konstruuje v Německu Konrad Zuse malý reléový samočinný počítač Zuse Z4. Nedaří se mu však vzbudit pozornost armády, proto tento počítač upadá v zapomnění a je později při jednom z náletů zničen.

Rovněž ve Spojených státech se pracovalo na takovémto zařízení. V roce 1943 uvedl Howard Aiken z harwardské univerzity do provozu svůj reléový počítač Mark 1 sestrojený za podpory firmy IBM. Tento počítač byl pravděpodobně použit k výpočtům první atomové bomby.

1. generace:

První generace počítačů přichází s objevem elektronky, jejímž vynálezcem byl Lee De Forest a která dovoluje odstranění pomalých a nespolehlivých mechanických relé. Tyto počítače jsou vybudovány prakticky podle von Neumannova schématu a je pro ně charakteristický diskrétní režim práce. Při tomto zpracování je do paměti počítače zaveden vždy jeden program a data, s kterými pracuje. Poté je spuštěn výpočet, v jehož průběhu již není možné s počítačem interaktivně komunikovat. Po skončení výpočtu musí operátor do počítače zavést další program a jeho data. Diskrétní režim práce se v budoucnu ukazuje jako nevhodný, protože velmi plýtvá strojovým časem. Důvodem tohoto jevu je "pomalý" operátor, který zavádí do počítače zpracovávané programy a data. V tomto okamžiku počítač nepracuje a čeká na operátora.

V této době neexistují vyšší programovací jazyky, z čehož vyplývá vysoká náročnost při vytváření nových programů. Neexistují ani operační systémy.

Univac

V roce 1944 byl na univerzitě v Pensylvánii uveden do provozu první elektronkový počítač ENIAC (z angl. Electronic Numerical Integrator And Computer). Eniac byl obrovské monstrum, jeho rozměry byl asi takovéto: 18 000 elektronek, 10 000 kondenzátorů, 7000 odporů, 1300 relé), byl chlazen dvěma leteckými motory, zabíral plochu asi 150m2 a vážil okolo 40 tun. Byl neskutečně pomalý.

O rok později v roce 1945 sestavil a uvedl do provozu John von Neumann do provozu počítač MANIAC (z angl. Mathematical Analyser Numerical Iintegrator And Computer). Tento počítač byl mimo jiné použit k vývoji vodíkové bomby. První sériovým počítačem byl v roce 1951 elektronkový Univac firmy Remington. 

2. generace:

Druhá generace počítačů nastupuje s tranzistorem, jehož objevitelem byl John Barden a který dovolil díky svým vlastnostem zmenšení rozměrů celého počítače, zvýšení jeho rychlosti a spolehlivosti a snížení energetických nároků počítače. Pro tuto generaci je charakteristický dávkový režim práce. Při dávkovém režimu práce je snaha nahradit pomalého operátora tím, že jednotlivé programy a data, která se budou zpracovávat, jsou umístěna do tzv. dávky a celá tato dávka je dána počítači na zpracování. Počítač po skončení jednoho programu okamžitě z dávky zavádí program další a pokračuje v práci.

V této generaci počítačů také začínají vznikat operační systémy a první programovací jazyky, jako jsou COBOL a FORTRAN.

3. generace:

Počítače třetí a vyšších generací jsou vybudovány na integrovaných obvodech, které na svých čipech integrují velké množství tranzistorů. U této generace se začíná objevovat paralelní zpracování více programů, které má opět za úkol zvýšit využití strojového času počítače. Je totiž charakteristické, že jeden program při své práci buď intenzivně využívá CPU (provádí složitý výpočet), nebo např. spíše využívá V/V zařízení (zavádí data do operační paměti, popř. provádí tisk výstupních dat). Takové programy pak mohou pracovat na počítači společně, čímž se lépe využije kapacit počítače.

S postupným vývojem integrovaných obvodů se neustále zvyšuje stupeň integrace (počet integrovaných členů na čipu integrovaného obvodu). Podle počtu takto integrovaných součástek je možné rozlišit následující stupně integrace:

Označení	Anglické název	Český název	Počet logických členů
SSI	Small Scale Intergration	Malá integrace	10
MSI	Middle Scale Integratin	Střední integrace	10 - 100
LSI	Large Scale Integration	Vysoká integrace	1000 - 10 000
VLSI	Very Large Scale Integration	Velmi vysoká integrace	10 000 a více

Integrované obvody je možné vyrábět pomocí různých technologií, z nichž každá má svůj základní stavební prvek a díky němu poskytuje specifické vlastnosti:

·        TTL (Transistor Transistor Logic): rychlá, ale drahá technologie. Jejím základním  stavebním prvkem je bipolární tranzistor. Její nevýhodou je velká spotřeba elektrické energie a z toho vyplývající velké zahřívání se takovýchto obvodů.

·        PMOS (Positive Metal Oxid Semiconductor): technologie používající unipolární tranzistor MOS s pozitivním vodivostním kanálem. Díky tomu, že MOS tranzistory jsou řízeny elektrickým polem a nikoliv elektrickým proudem jako u technologie TTL, redukuje nároky na spotřebu elektrické energie. Jedná se však o pomalou a dnes nepoužívanou technologii.

·        NMOS (Negative Metal Oxid Semiconductor): technologie, která využívá jako základní stavební prvek unipolární tranzistor MOS s negativním vodivostním kanálem. Tato technologie se používala zhruba do začátku 80. let. Jedná se o levnější a efektivnější technologii než TTL a rychlejší než PMOS.

·        CMOS (Complementary Metal Oxid Semiconductor): technologie spojující v jednom návrhu prvky tranzistorů PMOS i NMOS. Tyto obvody mají malou spotřebu a tato technologie je používána pro výrobu velké čáti dnešních moderních integrovaných obvodů.

·        BiCMOS (Bipolar Positive Metal Oxid Semiconductor): nová technologie spojující na jednom čipu prvky bipolární technologie i technologie CMOS. Používána zejména firmou Intel k výrobě mikroprocesorů

 

Shrnutí

Rok	Název
1941	Zuse Z4
1943	Mark 1
1944	Eniac
1945	Maniac
1951	Univac
1971	Mikroprocesor