A harmadik generációs számítógépek

Az előadások a következő témára: "A harmadik generációs számítógépek"— Előadás másolata:

1 A harmadik generációs számítógépek
A hatvanas évek közepétől a hetvenes évek elejéig Készítette: Nahaj Máté III. évf.

2 A KORSZAK FONTOSABB ESEMÉNYEI
1964 és 65 óriási nyomot hagyott maga után az emberiség történelmében. Előbb a Hard Day’s Night, majd a Help című Beatles albumok elsöprő sikerei után a számítógépek harmadik generációja is színre lépett. Készítette: Nahaj Máté Készítette: Nahaj Máté III. évf.

3 MI AZ, HOGY HARMADIK GENERÁCIÓ?
A harmadik generáció sok mindent jelent egyszerre: Megjelenik a monitor. És a billentyűzet! A lyukkártya lassan idejét múlja, jön a mágneses háttértár. És akkor még nem is beszéltünk az első valódi op. rendszerekről. És a legfontosabb: AZ INTEGRÁLT ÁRAMKÖR (IC, VAGY CHIP) VETTE ÁT A TRANZISZTOR HELYÉT!! Ne feledkezzünk meg a sebességről sem! Hiszen a második generációt jellemző művelet/sec nél is több összeadó művelet/sec-re nő! Ennek egyszerre több felhasználó is tudott örülni, mert ezeket a gépeket egy időben többen is igénybe vehették. Készítette: Nahaj Máté

4 Egy kicsit mélyedjünk el a részletekben!
Mi az az apró alkatrész, ami nélkül a korszak elején még nem létezett operatív tár? Igen, eltaláltad! A ferrit-gyűrű. Akkor azt is tudod, hogy a belőle készült tár gyártását sem lehetett volna megoldani apró, szorgalmas női ujjak nélkül. Nélkülük hol lenne ma a számítógép ipar? Köszönet ezért! Készítette: Nahaj Máté

5 MILYEN IS VOLT EGY TIPIKUSNAK MONDOTT GÉP AKKORIBAN?
A gépekre még jellemzőbb volt a szobányi, mint az asztalnyi méret. Legalább is a korszak elején. Az 1. dián látott és klasszikusnak mondható IBM System/360-as gépcsalád mérete tiszteletet ébresztő volt. Maga a számítógép a két nagy szekrényben a terem közepén látható, az egyiknek az oldalán a korábbi generációkból örökölt vezérlõpult, amin az egyes regiszterek állapotát lehetett leolvasni és beállítani. A kép közepén van az operátori ún. konzolírógép: ezen keresztül lehetett parancsokat adni az operációs rendszernek és az üzeneteket is ide írta ki a gép. Balra elöl mágneslemezes egységek láthatók, a háttérben mindkét oldalon mágnesszalag-meghajtók, jobboldalt hátul pedig egy sornyomtató. Készítette: Nahaj Máté

6 Kicsit részletezzük az IBM System/360-at
A korszak legnagyobb hatású gépe volt. Már 1964-ben bejelentették, de a kereskedelemben csak 1965-ben jelent meg. Sok jellegzetessége gyakorlatilag szabvánnyá vált a számítógépiparban. Valójában nem is egy gépről, hanem egy gépcsaládról van szó. A hat különböző modell a teljesítmény széles skáláját ölelte át. Ezek egymással kompatibilisek voltak hardver és szoftver tekintetben is. Egy cég megtehette, hogy az olcsóbb, a pillanatnyi igényének megfelelő gépet vásárolja meg, s később bővíthette a memóriát, perifériát, növelhette a teljesítményt a szükségletek mértékében. A már kész programok ugyanúgy (ill. gyorsabban) futottak az új konstrukción is. Kicsit részletezzük az IBM System/360-at Készítette: Nahaj Máté Készítette: Nahaj Máté III. évf.

7 IBM System/360… folytatás.
Ennél a gépcsaládnál választották szét először a hardvert és a szoftvert: külön tételként jelent meg számlázáskor (ez tovább növelte a szoftver jelentőségét) és nem volt kötelező együtt megvásárolni őket. Ezt a politikát a többi cég is átvette. A számítógépek eladása nemcsak egy működő gép átadását jelentette ezután, hanem hardverből, szoftverből, oktatásból, karbantartásból, konzultációból álló komplex szolgáltatás értékesítését. Készítette: Nahaj Máté

8 A mikroprogramozás és az IBM S/360
A gépcsalád összes tagja ugyanazt az utasításkészletet használta, bár a hardver megvalósítás eltérhetett egymástól. A család kisebb tagjai mikroprogramozott CPU-t használtak, a nagyobbaknál minden funkciót hardverben oldottak meg. Mikroprogramozott gépeknél a processzor által végrehajtandó egy gépi kódú utasítást nem közvetlenül, egy lépésben dolgozza fel a CPU. Ehelyett úgynevezett mikroutasítások egy sorozatát, egy mikroprogramot olvas be egy speciális tárolóból, és ennek utasításait értelmezi és hajtja végre közvetlenül a hardver. Ezek a mikroutasítások a CPU-n belül (regiszterek között) végrehajtandó mikromûveleteket írnak általában elõ. Kívülrõl nézve a processzor továbbra is úgy viselkedik, mintha az eredeti utasítást közvetlenül egy lépésben a hardver hajtaná végre. A mikroprogramozás nagymértékben megnöveli a gépek rugalmasságát. A mikroprogramtár kicserélésével egész egyszerûen megváltozik a gép utasításkészlete. Így az is megvalósítható, hogy egy másik gép gépi kódját közvetlenül végrehajtsa, emulálja a másik gép mûködését. A hardver és a szoftver közötti ilyen szoros kapcsolat és kölcsönhatás miatt a mikroprogramokat firmware-nek is szokták nevezni. Készítette: Nahaj Máté

9 Készítette: Nahaj Máté
És akkor még egyszer: Mit tudott még egy tipikus harmadik generációs gép? A párhuzamos feldolgozás. Különböző technikákat vezetnek be a párhuzamos feldolgozásra, hogy több program együttes végrehajtását gyorsítsák (pipeline, multiprogramozás, …). A párhuzamos feldolgozási lehetőségek javulását részben azzal érték el, hogy több, nagy autonómiával rendelkező processzort használtak és a rendszeren belül rugalmas kommunikációt biztosítottak. Az operatív tárat nyolc, egymástól függetlenül elérhető modulra (M1…M8) bontották. Ezek egy memóriakapcsoló egységen keresztül kapcsolódtak két CPU-hoz és négy IOP-hoz. A memóriakapcsoló egy telefonközponthoz hasonlóan működött: mind a hat processzornak egyidejű hozzáférést biztosított az operatív tárhoz, feltéve, hogy különböző modulokat akartak elérni. Hasonló kapcsoló áramkörök kötötték össze az input-output processzorokat a maximum 32 perifériával. Ez a szervezés lehetővé tette, hogy ennél a gépnél egy időben több tevékenység történjen. Készítette: Nahaj Máté

10 Párhuzamos feldolgozás… (folytatás)
A párhuzamosságot alacsonyabb szinten is megvalósították azzal, hogy egy CPU az egyes utasításokat átlapoltan olvasta be a memóriából vagy átlapoltan hajtotta végre azokat. Erre két módszer alakult ki: Egynél több azonos egységet építettek adott tevékenység, pl. az összeadás végrehajtására. Így egyidõben több összeadást lehetett végrehajtani. Ez a szervezés a tömbökkel végzett mûveleteket gyorsította fel jelentõsen. Pipeline szervezésû processzort építettek. Készítette: Nahaj Máté

11 Készítette: Nahaj Máté
A memória kezelése Multiprogramozásnál általában egy operatív táron több, egyidőben futó program is osztozik. Mivel az operatív tár mérete pénzügyi és technikai okok miatt korlátozott, általában nem fér bele egyszerre az összes futó program és az azok által használt összes adat. Ezért a memóriát dinamikusan, időközben változtatható módon kell az egyes programok rendelkezésére bocsátani. Gondoskodni kell arról is, hogy az adott pillanatban szükséges információk a háttértárból a memóriába töltődjenek, a feleslegeseket pedig időlegesen ki kell írni a háttértárba. Az operációs rendszerek egyik legfontosabb feladata a memória kezelésének automatikus megoldása. A programozó munkája viszont nagymértékben leegyszerűsödik, ha nem kell tekintettel lennie az operatív tár mérete által támasztott korlátokra, hanem úgy tekintheti a gépet, mintha egy gyakorlatilag végtelen méretű tárolóterülete lenne, és e fölött csak az õ programja rendelkezne. Ez a virtuális memória alapötlete. A virtuális tárkezelést a harmadik generáció újításának tekintik, bár a kezdeti formája a manchesteri egyetem 1940-es évek végén készített gépeinél már megjelent az úgynevezett egyszintű tár képében. Készítette: Nahaj Máté

12 Ugye fárasztó volt ez a töménytelen adatmennyiség?
Akkor most egy kicsit színesebben a korszakról: Még igazából a második generációs gépek alkonyán történt, hogy 1962-ben a Telstar műhold televíziós adatátvitelt valósított meg az USA és Európa között, először a világon! A Holdraszállás főpróbájának tekintett amerikai Gemini űrprogram 1965-ben már a harmadik számítógép generáció hathatós közreműködésével jött létre. A képen a Gemmini űrhajóba épített computer „mezítelen” fotója látható. Készítette: Nahaj Máté

13 Folytassuk a legek és elsők sorát!!
1964-ben épült meg a világ első szuper számítógépe a Control Data Corporation cég CDC 6600-as nevű óriása. 3 millió utasítást volt képes másodpercenként végrehajtani! A processzora pipeline szervezésű volt. 1968 december 9-én mutatták be egy San Francisco-i számítástechnikai kiállításon a világ első computer egerét (a képen a jobb kéz demonstrálja a használatát…  ) Készítette: Nahaj Máté

14 És csak óriás számítógépek épültek?
Á dehogy. A korszak végére, 1975 szeptemberére az IBM piacra dobta az addigi legkisebb gépét, mely az első hordozható számítógép volt. A gép az IBM 370-es sorozatához hasonló operációs rendszert kapott. Alapértemezésben tartalmazott egy APL-interpretert, de egy BASIC-interpreter is hozzáférhető volt az 5100-as verziójától függően. Ez volt az első széles körben reklámozott és terjesztett személyi számítógép, mely minden szükséges elemet tartalmazott. Ellenben ez egy primitív gépezet volt, melynek elterjedését magas ára megakadályozta - az alapkiépítés 5975 $ volt és csak korlátozott példányszámban adták ki. Beépített mágnesszalagos egységet tartalmazott és egy kicsi, 5"-es, 64-karakteres képernyőt. A speciális képernyős mód lehetővé tette soronként 32 karakter kijelölését balra vagy jobbra. Az 5100-as nagy érdeme mindössze annyi volt, hogy a későbbi sikerszéria legelső példánya volt. Ezek: 5110, 5120, 5150(IBM PC) és 5160 (IBM PC/XT). Billentyűzete írógép-szerű volt, 74 billentyű numerikus- és nyíl-billentyűkkel; CPU: IBM beépített áramkör; Sebesség: 1,9 MHz; RAM: 16 KByte (1-szer, 2-szer, 3-szor vagy 4-szer); ROM: 32 vagy 64 KByte; Szöveges mód: 64 karakter x 16 sor; Grafika, színek: nem voltak; Súly: 24 kg; Az ára: 8975 $-tól (BASIC 16 KB) $-ig kúszott (BASIC+APL 64 KB). Készítette: Nahaj Máté

15 Készítette: Nahaj Máté
Egy manager 1975-ben a maga $-os hordozható PC-jével: „fantáziakép!!” Az előző dián szereplő „első hordozható számítógép” azért erős túlzás volt,… (mint a mellékelt fotó is mutatja), mivel a 28 kg-os berendezést csak hagyományos eszközzel volt célszerű célba juttatni: izomerő és talicska kombinációja kellett hozzá… meg több száz méter elektromos kábel! Úgyhogy inkább az IBM cég finom reklámszlogenjének tekintem a hordozhatóságot. Mindenesetre néhány évvel korábban elképzelhetetlen lett volna, hogy egyáltalán mozgassák a számítógépet. Nem szabad lenézni a ma már korszerűtlennek tekintett eszközöket, mert a maguk korában ezek képviselték a high-tech-t.  Készítette: Nahaj Máté

16 Készítette: Nahaj Máté
ÖSSZEFOGLALVA: Az integrált áramkör lép a tranzisztor helyébe Még jellemző a ferrit-gyűrűs operatív tár. Már megjelennek a félvezetőkből felépített memóriák, később teljesen elterjednek. Megjelenik a monitor, a billentyűzet, lassan eltűnik a lyukkártya. A mikroprogramozás terjed. A pipeline és egyéb technikák segítik a párhuzamos feldolgozást. Elterjednek az első igazi operációs rendszerek. A szuperszámítógépek mellett a miniszámítógépek tömeges előállításával ugrásszerűen nő a kereskedelemi forgalom. Készítette: Nahaj Máté

17 Készítette: Nahaj Máté
És hol tartunk ma? Remélem, nem itt! Köszönöm, hogy meghallgattatok. Bízom benne, hogy néhány érdekes információval sikerült megismertetnem titeket! Készítette: Nahaj Máté