Dezvoltarea exploziva a tehnicii, datorata din domeniul fenomenelor electromagnetice, a avut ca urmare transformarea masinilor mecanice de calculat in sisteme electronice complexe.
Primul calculator electronic a fost ENIAC, construit in perioada 1942-1945 la universitatea Pennsylvania. ENIAC a fost finantat de Armata Statelor Unite, in scopul determinarii traiectoriilor balistice, dar construirea lui a fost finalizata abia spre sfarsitul razboiului. Primul experiment in care a fost utilizat ENIAC a fost studiul ultrasecret al reactiilor termonucleare in lant pentru bomba cu hidrogen. ENIAC cantarea 30 de tone, avea cam 45 de m lungime si era constituit din 50.000 de comutatoare si 18.000 de tuburi electronice. Programarea se facea manual, cu ajutorul comutatoarelor. Prima demonstratie publica a lui ENIAC, in februarie 1946, a constituit o revolutie pentru sistemele de calcul electronice. Ulterior, calculatoarele au fost grupate pe generatii. Fiecare generatie prezinta imbunatatiri spectaculoase fata de generatia precedenta in ceea ce priveste tehnologia constructive, organizarea interna si limbajele de programare utilizate.
Generaţia I
Partea hardware consta in relee si tuburi electronice, iar cea software in programe cablate.Viteza de lucru era mica: 50-30.000 operatii pe secunda, iar capacitatea de memorie de 2 Kocteti. Aceste calculatoare aveau dimensiuni foarte mari si degajau o cantitate de caldura destul de mare, deci nu ofereau siguranta perfecta în utilizare.
Programarea acestor calculatoare era dificila, folosindu-se limbajul masina si ulterior limbajul de asamblare. Stocarea datelor se facea binar, pe memorii magnetice Reprezentantul cel mai cunoscut al acestei generatii este calculatorul ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer) si costa 500.000 $.
- Hardware: relee, tuburi electronice ;
- Software: programe cablate, cod masina, limbaj de asamblare ;
- Capacitate de memorie : 2 Kocteti ;
- Viteza de operare : 10.000 de operatii/sec. ;
- Calulatoare : ENIAC, UNIVAC, IBM ;
Generaţia II
Principalele tehnologii hard erau reprezentate de tranzistori (diode semiconductoare), inventat de W. Shockley (1947). Viteza de lucru era de 200.000 de operatii pe secunda, iar capacitatea de memorie era de 32 Kocteti. Echipamentele periferice de introducere/extragere de date au evoluat si ele; de exemplu, de la masini de scris cu 10 caractere pe secunda s-a trecut la imprimante rapide (pentru acea perioada) cu sute de linii pe minut. Programarea acestor calculatoare se putea face si în limbaje de nivel înalt (Fortran, Cobol) prin existenta unor programe care le traduc în limbaj masina (compilatoare). Apare un paralelism între activitatea unitatii de comanda si operatiile de intrare-iesire . În memoria calculatorului se pot afla mai multe programe – multiprogramare – desi la un moment dat se executa o singura instructiune. Reprezentati: IBM 7040, NCR501.
- Hardware: tranzistoare, memorii cu ferite, cablaj imprimat ;
- Software : limbaj de nivel înalt ( Algol, Fortan)
- Memorie : 32 Kocteti ;
- Viteza : 200.000 de instructiuni/sec
- Calculatoare : IBM 7040, NCR501 ;
Generaţia III
Principala tehnologie hard era reprezentata de circuitele integrate (circuite miniaturizate cu functii complexe), cablaje imprimate multistrat , discuri magnetice, microprocesoare. Viteza de lucru creste la 5 milioane de operatii pe secunda. Capacitatea de memorie e de 1 pana la 2 Mocteti. Tehnologia software e caracterizata prin limbaje de nivel foarte înalt, programare orientata pe obiecte B.Pascal. Tot acum apar si primele programe pentru grafica si baze de date.
- Hardware : circuite integrate, cablaje imprimate multistrat , discuri magnetice, apararitia primelor microprocesoare ;
- Software : limbaje de nivel foarte înalt, programare orientata pe obiecte B.Pascal, programare structurata LISP, primele programe pentru grafica si baze de date .
- Memorie : 1÷2 Mocteti ;
- Viteza : 5.000.000 de operatii/sec ;
- Calculatoare : IBM 370 , FELIX
- Comunicatii : Primele comunicatii prin satelit, transmisia de date prin fibra optica.
Generaţia IV
Se folosesc circuite integrate pe scara larga si foarte larga (echivalentul a 50.000 de tranzistoare pe chip), viteza de lucru ajunge la 30.000.000 de operatii pe secunda. Capacitatea de memorie e de 8 pana la 10 Mocteti. Apar discurile optice si o noua directie în programare: programarea orientata pe obiecte. Calculatoarele generatiilor I-IV respecta principiile arhitecturii clasice (von Neumann) si au fost construite pentru a realiza în general operatii numerice. Calculele matematice complicate, dupa algoritmi complecsi care sa furnizeze rezultate exacte (de exemplu integrare, limite, descompuneri de polinoame, serii), numite calcule simbolice, au aparut doar în ultimele decenii si nu au fost favorizate de constructia calculatoarelor, ci de un soft puternic, bazat pe algoritmi performanti.
- Hardware: circuite integrate pe scara foarte mare ( VLSI ) , sisteme distribuite de calcul, apar microprocesoarele de 16/32 biti, primele elemente optice (discurile optice ) ;
- Software : Pachete de programe de larga utilizare, sisteme expert , sisteme de operare, se perfectioneaza limbajele de programare orientate pe obiect, baze de date relationale ;
- Memorie : 8÷10 Mocteti ;
- Viteza : 30 de milioane de instructiuni/sec ;
- Caculatoare : INDEPENDENT, CORAL, IBM (apar mai multe versiuni)
Generatia V (1990-)
Este generatia inteligentei artificiale, fiind în mare parte rezultatul proiectului japonez de cercetare pentru noua generatie de calculatoare. Principalele preocupări ale cercetătorilor din domeniul inteligentei artificiale se suprapun în cea mai mare parte cu functiile noii generatii de calculatoare, care sunt prezentate mai jos. Aceste calculatoare sunt bazate pe prelucrarea cunostintelor (Knowledge Information Processing System – KIPS), în conditiile în care aceste prelucrări devin preponderente în majoritatea domeniilor stiintifice. Din punct de vedere tehnic, se folosesc circuite VLSI (echivalentul a peste 1 milion de tranzistoare pe chip), atingându-se o viteză de lucru foarte mare, pentru care apare o nouă unitate de măsură: 1LIPS (Logical Inferences Per Second) = 1000 de operatii pe secundă). Astfel, viteza noilor calculatoare se estimează la 100 M LIPS până la 1 G LIPS. Apare programarea logică, bazată pe implementarea unor mecanisme de deductie pornind de la anumite “axiome” cunoscute, al cărei reprezentant este limbajul Prolog.
- Hardware : circuite integrate pe scara ultralarga ULSI ( proiectare circuite integrate 3D), arhitecturi paralele, alte solutii arhitecturale noi ( retele neurale etc.), proiectele galiu-arsen .
- Software : limbaje concurente, programare functionala, prelucrare simbolica , baze de cunostiinte, sisteme expert evoluate,programe de realitate virtuala, acum apar si sistemele de operare windows. Aceasta perioada este marcata de aparitia internetului si extinderea rapida a acestei retele mondiale.
- Memorie : de la zeci,sute de Mocteti pâna la Gocteti ;
- Viteza : 1G de instructiuni /sec – 3 G de instructiuni/sec
- Comunicatiile: au atins un nivel nemaiintâlnit.. emisiile radio de ordinul GHz, retele globale pe fibra optica , retele de comunicare prin satelit.
- Calculatoare : o gama foarte larga de calculatoare .
Generatia VI
Apare deocamdată doar în literatură, sub forma conceptului ipotetic de “calculator viu”, despre care se filozofează si despre care oamenii se întreabă dacă va putea fi obtinut în viitor prin atasarea unei structuri de tip ADN la un calculator neuronal.
Bibliografie
1. Mihaela Carstea, Ion Diamandi, „Calculatorul fara secrete”, Bucuresti, Ed. AGNI, 1997
2. Lungu Vasile, „Programarea în limbaj de asamblare”, Ed. Teora, 2001
3. Albeanu, Grigore, “Sisteme de operare”, Ed. Petrion, 1996
4. http://facultate.regielive.ro/cursuri/calculatoare/bazele_tehnologiei_informaticii-33448.html
Completat sub: teme curs tehnici mediatice
