RAČUNALNIKI TRETJE GENERACIJE: ZGODOVINA, LASTNOSTI, STROJNA OPREMA, PROGRAMSKA OPREMA - TEHNOLOGIJA - 2026

Tretje generacije računalnikov se nanaša na računalniško tehnologijo, ki je temeljila na integriranih vezij, ki je bila uporabljena v obdobju med 1963 in 1974. integriranih vezij razne elektronske komponente, kot so na primer tranzistorji in kondenzatorji, med drugim.

Izdelani so bili zelo majhni tranzistorji, ki so bili lahko razporejeni v enem samem polprevodniku, zaradi česar so se splošne zmogljivosti računalniških sistemov močno izboljšale.

IBM 360 Vir: flickr.com Don DeBold. Atribucija 2.0 Splošno (CC BY 2.0)

Ta vezja presegajo vakuumske cevi in ​​tranzistorje, tako po stroških kot po izvedbi. Stroški integriranih vezij so bili zelo nizki. Glavna značilnost računalnikov tretje generacije je bila torej ta, da so se kot računalniške naprave začele uporabljati integrirana vezja, ki so se še naprej uporabljala do sedanje generacije.

Tretja generacija je bila v bistvu prelomnica v življenju računalnikov. Izdelane kartice in tiskalnike so zamenjali za tipkovnice in monitorje, povezane v operacijski sistem.

V tem času so bili računalniki zaradi manjše velikosti in primernejših stroškov bolj dostopni množičnemu občinstvu.

Mooreov zakon

Izvajanje teh računalnikov je bilo usklajeno tudi z Mooreovim zakonom, ki je bil razkrit leta 1965.

Ta zakon je navajal, da se bo zaradi velikosti tranzistorja tako hitro zmanjševalo, da se bo v naslednjih desetih letih število tranzistorjev, ki bi se prilegalo novim mikročipom, podvojilo vsaki dve leti. Po desetih letih se je leta 1975 ta eksponentna rast prilagodila na vsakih pet let.

V tretji generaciji je bil procesor vgrajen s številnimi integriranimi vezji. V četrti generaciji je šlo za celoten procesor, ki je lahko nameščen na enem samem silicijevem čipu, katerega velikost je bila manjša od poštne znamke.

Danes skoraj vse elektronske naprave uporabljajo nekakšno integrirano vezje, nameščeno na vezjih.

Izvor in zgodovina tretje generacije

Tranzistorji so se v primerjavi z vakuumskimi cevmi močno izboljšali, vendar so še vedno proizvajali veliko toplote, kar je povzročilo poškodbe delov računalnika. To stanje so rešili s prihodom kremena.

Tranzistorji so bili zmanjšani, da bi jih postavili na silikonske polprevodnike, imenovane tudi čipi. Na ta način je tranzistorje zamenjal integrirano vezje ali čip. Znanstvenikom je uspelo na en čip postaviti veliko komponent.

Kot rezultat, računalnik je postajal vse manjši in manjši, saj je več komponent stisnilo na en čip. Prav tako so lahko povečali hitrost in učinkovitost računalnikov tretje generacije.

Integrirano vezje

V tretji generaciji je postala glavna vodilna tehnologija integrirano vezje ali mikroelektronika.

Jack Kilby iz podjetja Texas Instruments in Robert Noyce iz podjetja Fairchild Semiconductor sta prva razvila idejo o integriranem vezju leta 1959.

Integrirano vezje je edinstvena naprava, ki vsebuje notranje število tranzistorjev, registrov in kondenzatorjev, ki so sestavljeni iz enega samega tankega kosa silicija.

Prvo integrirano vezje je vsebovalo le šest tranzistorjev. Težko je primerjati z danes uporabljenimi integriranimi vezji, ki vsebujejo do sto milijonov tranzistorjev. Izjemen razvoj v manj kot pol stoletja.

Zato je nesporno, da je bila velikost računalnika vse manjša in manjša. Računalniki te generacije so bili majhni, poceni, velikega pomnilnika in hitrost obdelave je bila zelo velika.

Značilnosti računalnikov tretje generacije

Ti računalniki so bili zelo zanesljivi, hitri in natančni, z nižjimi stroški, čeprav so bili še vedno relativno dragi. Zmanjšala se je ne le njegova velikost, ampak tudi poraba energije in proizvodnja toplote.

Uporabniki so lahko komunicirali z računalnikom prek tipkovnic in zaslonskih monitorjev za vnos in izhod podatkov, poleg interakcije z operacijskim sistemom in dosegli integracijo strojne in programske opreme.

Sposobnost komuniciranja z drugimi računalniki je dosežena in tako napreduje komunikacija s podatki.

Računalniki so bili uporabljeni pri izračunu popisa, pa tudi v vojaških, bančnih in industrijskih aplikacijah.

Uporabljena tehnologija

Tranzistorje je v svojih elektronskih vezjih zamenjalo integrirano vezje. Integrirano vezje je bilo enojna komponenta, ki je vsebovala veliko število tranzistorjev.

Hitrost obdelave

Zaradi uporabe integriranih vezij je delovanje računalnikov postalo hitrejše in tudi bolj natančno.

Njegova hitrost je bila skoraj 10.000-krat večja od hitrosti prve generacije računalnikov.

Skladiščenje

Kapaciteta pomnilnika je bila večja in shranjenih je bilo sto tisoč znakov, prej le deset tisoč. Kot primarni pomnilnik smo uporabili polprevodniški pomnilnik, kot sta RAM in ROM.

Zunanji diski so bili uporabljeni kot medij za shranjevanje, katerega narava dostopa do podatkov je bila naključna, z veliko pomnilniško zmogljivostjo milijonov znakov.

Izboljšana programska oprema

- Še naprej se razvijajo programski jeziki na visoki ravni. Za razvoj programov se uporabljajo jeziki na visoki ravni, kot so FORTAN, BASIC in drugi.

- Sposobnost izvajanja večprocesiranja in večopravilnosti. Sposobnost izvajanja več operacij hkrati je bila razvita z namestitvijo večprogramiranja.

Strojna oprema

Ta generacija se je lotila koncepta "družine računalnikov", ki je izzival proizvajalce, da so ustvarili računalniške komponente, ki bi bile združljive z drugimi sistemi.

Interakcija z računalniki se je občutno izboljšala. Uvedeni so bili video terminali za izhod podatkov in so tako nadomestili tiskalnike.

Tipkovnice so bile uporabljene za vnos podatkov, namesto da bi morali tiskati luknjane kartice. Uvedeni so bili novi operacijski sistemi za samodejno obdelavo, prav tako večkratno programiranje.

Kar zadeva skladiščenje, so za pomožne sponke magnetni diski začeli nadomeščati magnetne trakove.

Integrirano vezje

V tej generaciji računalnikov so bila integrirana vezja uporabljena kot glavna elektronska komponenta. Razvoj integriranih vezij je povzročil novo področje mikroelektronike.

Z integriranim vezjem smo poskušali rešiti zapletene postopke, ki se uporabljajo za načrtovanje tranzistorja. Ročno priklop kondenzatorjev in diod na tranzistorje je bil dolgotrajen in ne povsem zanesljiv.

Poleg zmanjšanja stroškov je postavljanje več tranzistorjev na en čip močno povečalo hitrost in zmogljivost katerega koli računalnika.

Sestavni deli integriranega vezja so lahko hibridni ali monolitni. Hibridno integrirano vezje je, ko sta tranzistor in dioda nameščeni ločeno, monolitno pa je, ko sta tranzistor in dioda nameščeni skupaj na enem čipu.

programska oprema

Operacijski sistem

Računalniki so začeli uporabljati programsko opremo operacijskega sistema za upravljanje strojne opreme in virov. To je omogočilo sistemom, da hkrati izvajajo različne aplikacije. Poleg tega so bili uporabljeni operacijski sistemi za daljinsko obdelavo.

IBM je ustvaril operacijski sistem OS / 360. Rast programske opreme se je močno izboljšala, ker je bila ločena, saj se je programska oprema prodajala ločeno od strojne opreme.

Jeziki na visoki ravni

Čeprav so se jeziki za sestavljanje izkazali za zelo koristne pri programiranju, so še naprej potekale raziskave za boljše jezike, ki so bili bližje običajni angleščini.

To je običajnega uporabnika precej dobro poznalo z računalnikom, kar je glavni razlog za neizmerno rast računalniške industrije. Te jezike so imenovali jeziki na visoki ravni.

Jeziki tretje generacije so bili postopkovne narave. Zato so znani tudi kot postopkovno usmerjeni jeziki. Postopki zahtevajo, da veste, kako se bo težava rešila.

Vsak jezik na visoki ravni je bil razvit za izpolnjevanje nekaterih osnovnih zahtev za določeno vrsto problema.

Različni jeziki na visoki ravni, ki jih lahko uporabnik uporablja, so bili FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 in številni drugi.

Izvorni program

Program, napisan v jeziku na visoki ravni, se imenuje izvorni program. To je element, ki ga programer vnese v računalnik, da bi dosegel rezultate.

Izvorni program mora biti pretvorjen v objektni program, ki je jezik ničel in tistih, ki jih računalnik lahko razume. To stori vmesni program, imenovan prevajalnik. Prevajalnik je odvisen od jezika in uporabljenega stroja.

Izumi in njihovi avtorji

Integrirano vezje

Gre za vezje, ki je sestavljeno iz velikega števila elektronskih komponent, nameščenih na enem samem silicijevem čipu skozi fotolitografski postopek.

Prvič sta ga leta 1959 zasnovala Jack Kilby iz podjetja Texas Instrument in Robert Noyce v podjetju Fairchild Corporation. Bil je pomemben izum na področju računalništva.

Kilby je svoje integrirano vezje zgradil na germaniju, medtem ko ga je Noyce zgradil na silikonskem čipu. Prvo integrirano vezje je bilo uporabljeno leta 1961.

IBM 360

IBM je ta računalnik izumil leta 1964. Uporabljali so ga v komercialne in znanstvene namene. IBM je za razvoj sistema 360 porabil približno 5 milijard dolarjev.

To ni bil zgolj nov računalnik, ampak nov pristop k oblikovanju računalnika. Predstavil je isto arhitekturo za družino naprav.

Z drugimi besedami, program, zasnovan za delovanje na enem stroju v tej družini, bi lahko deloval tudi na vseh ostalih.

UNIX

Ta operacijski sistem sta leta 1969 izumila Kenneth Thompson in Dennis Ritchie. UNIX je bil eden prvih operacijskih sistemov za računalnike, napisan v jeziku, imenovanem C. Na koncu je bilo veliko različnih različic UNIX-a.

UNIX je postal vodilni operacijski sistem za delovne postaje, vendar je imel na trgu osebnih računalnikov majhno priljubljenost.

Pascal

Ta jezik je poimenovan po Blaiseu Pascalu, francoskem matematiku iz 17. stoletja, ki je zgradil enega prvih strojev za mehansko dodajanje. Prvič je bil razvit kot učno orodje.

Niklaus Wirth je ta programski jezik razvil v poznih šestdesetih letih 20. Pascal je zelo strukturiran jezik.

Predstavljeni računalniki

IBM 360

Tretja generacija se je začela z uvedbo računalnikov družine IBM 360. To je bil zagotovo najpomembnejši stroj, zgrajen v tem obdobju.

Veliki modeli so imeli do 8 MB glavnega pomnilnika. Model z najmanjšo zmogljivostjo je bil model 20, s samo 4Kbajtov pomnilnika.

IBM je dostavil štirinajst modelov te serije računalnikov, vključno z enkratnimi modeli za NASA.

En član te družine Model 50 bi lahko na sekundo porabil 500.000 vsot. Ta računalnik je bil približno 263-krat hitrejši od ENIAC-a.

To je bil na trgu precej uspešen računalnik, saj vam je omogočal izbiro med različnimi vrstami nastavitev. Vendar so vsi računalniki iz serije IBM 360 uporabljali enak nabor navodil.

Honeywell 6000

Različni modeli modelov v tej seriji so vključevali izboljšano funkcijo nabora navodil, ki je operacijam dodala decimalno aritmetiko.

CPU v teh računalnikih je deloval z 32-bitnimi besedami. Pomnilniški modul je vseboval 128k besed. Sistem lahko podpira enega ali dva pomnilniška modula za največ 256 k besed. Uporabljali so različne operacijske sisteme, kot so GCOS, Multics in CP-6.

PDP-8

Razvil jo je leta 1965 DEC. Bil je komercialno uspešen miniračunalnik. Takrat so bili ti računalniki najbolj prodajani računalniki v zgodovini. Na voljo so bili v namiznih modelih in v podvozjih.

Imel je manjši nabor navodil. Za velikost besede je uporabil 12 bitov.

Imeli so več značilnosti, kot so nizki stroški, preprostost in razširljivost. Zasnova teh računalnikov je programerjem olajšala programiranje.

Prednosti in slabosti

Prednost

- Glavna prednost integriranih vezij ni bila le njihova majhnost, temveč njihova zmogljivost in zanesljivost, ki je bila boljša od prejšnjih vezij. Poraba energije je bila precej manjša.

- Ta generacija računalnikov je imela višjo računalniško hitrost. Zahvaljujoč njihovi hitrosti izračuna so bili zelo produktivni. Podatke so lahko izračunali v nanosekundah

- Računalniki so bili v primerjavi s prejšnjimi generacijami manjši. Zato so jih zaradi manjše velikosti enostavno prevažali iz enega kraja v drugega. Lahko jih namestite zelo enostavno in za njihovo namestitev potrebujete manj prostora.

- Proizvajali so manj toplote v primerjavi s predhodnimi dvema generacijama računalnikov. Za odvajanje toplote se je začel uporabljati notranji ventilator, da se prepreči poškodba.

- Bili so veliko bolj zanesljivi in ​​so zato zahtevali manj pogost program vzdrževanja. Zato so bili stroški vzdrževanja nizki.

- Cenejši. Komercialna proizvodnja se je znatno povečala.

- Imeli so veliko kapaciteto za skladiščenje.

- Njegova uporaba je bila za splošne namene.

- Miško in tipkovnico smo začeli uporabljati za vnašanje ukazov in podatkov.

- Lahko se uporablja z jeziki na visoki ravni.

Slabosti

- Zahtevala je še vedno klimatsko napravo.

- Tehnologija, potrebna za izdelavo čipov z integriranim vezjem, je bila zelo izpopolnjena.

- Čipov z integriranim vezjem ni bilo enostavno vzdrževati.

Reference

1. Benjamin Musungu (2018). Generacije računalnikov od leta 1940 do danes. Kenijapleks. Vzeto iz: kenyaplex.com.
2. Enciklopedija (2019. Generacije, računalniki. Vzeto iz: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Zgodovina računalniškega razvoja in generacije računalnika. Izvedeno iz: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generacije računalnikov. Vključi pomoč. Vzeto iz: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generacija računalnika in njihove značilnosti. Vzeto iz: kullabs.com.
6. Bajt-opombe (2019). Pet generacij računalnikov. Vzeto iz: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Računalniška zgodovina: Klasifikacija generacij računalnikov. Turbo prihodnost. Vzeto iz: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Generacija računalnika. Visoka šola Stella Maris. Izvedeno iz: stellamariscollege.org.
9. Vadnica in primer (2019). Tretja generacija računalnika. Vzeto iz: tutorialandexample.com.