Számítógépes generációk

Az előadások a következő témára: "Számítógépes generációk"— Előadás másolata:

1 Számítógépes generációk

2 Jelfogós gépek Konrad Zuse (1910-1995)
, Z1, még mechanikus kapcsolókat tartalmazott, a készüléket szülei ebédlőjében állította össze, , Z3, elektromechanikus gép, telefonközpontban használt relékből építette, kettes számrendszert alkalmazott.

3 Elektronikus számítógépek
, Alan Turing, angol matematikus Univerzális Gép elmélete, (nem egy valóságos gép) az olyan gép, amely el tud végezni néhány alapvető műveletet, akkor az elvileg bármilyen számítás elvégzésére is alkalmas. (1937) Colossus, (ENIGMA) németek rejtjelezett üzeneteinek megfejtésére (1940) A Brit Bomba

4 Elektromechanikus digitális számítógépek
1937, Howard H. Aiken a Harvard Egyetem fizikus professzora és George R. Stibitz a Bell Telephone Laboratories munkatársa kezdi a fejlesztést 1944, Mark I, a világ első programellenőrzött számítógépe sok tekintetben Babbage 19. századi terveit valósította meg

5 Elektroncső 1883,Thomas Alva Edison: izzó fémszál elektronokat bocsát ki magából 1904, John Ambrose Flemming: Edison felfedezése alapján elkészíti az első diódát Lénárd Fülöp alkalmaz először rácsot elektronáram vezérlésére 1905, Lee de Forest: az első trióda, lemez anód alkalmazásával 1905, R. Leiben, Strauss és J.P.Ross: gáztöltésű triódát alkalmaz távírójelek erősítésére, de Forest szikratávíró (Marconi) vételéhez alkalmaz triódát

6 A második világháború alatti számításigényes feladatok:
kódtáblázat készítése: titkos üzenetek megfejtése lőtáblázatok készítése: lövedékek pontos célbajuttatása ellátási feladatok: fegyver, lőszer, élelem

7 Elektronikus számítógépek
az első működő elektronikus számítógép, az ENIAC. Philadelphiában építették meg között az elektronikus működésű számítógépek megjelenésével kezdték el generációkba sorolni a számítógépeket John Mauchly és J. Presper Eckert Pennsylvania Egyetem

8 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)
Mintegy 30 méter hosszú volt és 30 tonnát nyomott, elektroncsővel működött, s memóriájában egyszerre csupán húsz számot tudott megőrizni, darabonként 10 számjegy pontossággal. Programokat nem, csupán adatokat tudott tárolni. Az ENIAC programozása

9 EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)
1952-ben Neumann János sikeresen befejezte az ENIAC saját verziójának fejlesztését a Pincetoni Egyetemen. az első elektronikus digitális komputer, amit belső programtárolási koncepciónak megfelelően építettek meg

10 Neumann elvek A számítógép legyen soros működésű: a gép az egyes utasításokat egymás után, egyenként hajtja végre. (Ellentéte a párhuzamos utasítás végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg is végrehajtható.) A számítógép a kettes számrendszert használja, és legyen teljesen elektronikus: a kettes számrendszert és a rajta értelmezett aritmetikai ill. logikai műveletet könnyű megvalósítani kétállapotú áramkörökkel (1- be, 0 - ki). A számítógépnek legyen belső memóriája: a belső memóriában tárolhatók az adatok és az egyes számítások részeredményei, így a gép bizonyos műveleteket automatikusan el tud végezni.

11 Neumann elvek A tárolt program elve: A programot alkotó utasítások kifejezhetők számokkal, azaz adatként kezelhető. Ezek a belső memóriában tárolhatók, mint bármelyik más adat. Ezáltal a számítógép önállóan képes működni, hiszen az adatokat és az utasításokat egyaránt a memóriából veszi elő. A számítógép legyen univerzális: A számítógép különféle feladatainak elvégzéséhez nem kell speciális berendezéseket készíteni. (a számítógép univerzális Turing-gépként működik)

12 Tranzisztor félvezetők: germánium, szilícium, szelén
dióda  trióda (tranzisztor) egy szilárdtest félvezető, amelyet elektronikus áramkörökben használnak erősítési és kapcsolási célokra az első tranzisztor „deszkamodellje”

13 A tranzisztor működése
A tranzisztor három, egymást felváltva követő különböző vezetési típusú tartományú, egymáson elhelyezkedő rétegből áll. A két szélső réteget kollektornak (C), és emitternek (E) nevezik, a középső réteget bázisnak (B) hívják. A tranzisztor működése a pn-átmeneti réteg hatásán alapul. Ha a bázison keresztül nem folyik áram, akkor a tranzisztor kollektora és az emittere között sem folyik áram . Amennyiben a bázison áram folyik át, akkor az áram mértékével arányosan folyik áram a kollektor és az emitter között

14 Tranzisztoros számítógép
1958-ban építették be a tranzisztort kapcsolóelemként a számítógépbe a rövid élettartamú elektroncső helyett. A háttértár szerepét a mágnesszalag, majd a merev hordozójú mágneslemez veszi át. Minszk-22

15 Integrált áramkör: IC 1958-ban építette meg az első kapcsolást Jack Kilby minden alkatrésze egyetlen félvezetőből készült csak félvezetőre van szükség, az ellenállások és a kondenzátorok is megépíthetők ugyanabból az anyagból, amiből a tranzisztorok

16 Integrált áramkörös számítógép
1965-ben elsőként a 16, majd a 64 bit tárolására képes memória jelent meg, ezekben néhány ezer tranzisztornak megfelelő áramköri elem került kialakításra. Ezek a gépek elérték az 1 millió művelet másodpercenkénti (1 MIPS) sebességet. (IBM 360, IBM 370)

17 Mikroprocesszor 1971-ben kezdődött, amikor egy pici ismeretlen cég, az Intel a világon először több tranzisztort épített egybe, hogy központi vezérlő egységet alkosson. Intel4004 Pentium

18 Mikrogépek 1977, Commodore PET 2001 1973, első mikroszámítógép
R2E nevű francia cég MICRAL gépe 8008-as chippel működött 1 750 $-ba került 1975, Apple I a világcég első terméke” egy egyszerű alaplap 6502-es processzorral 750 $-ért volt kapható 1977, Commodore PET 2001 első olyan kompakt készülék, amely a kazettás egységet és a képernyőt is tartalmazta Apple II

19 Mikrogépek 1981, IBM PC 1982, IBM PC XT 1983, APPLE LISA
alaplapon 64 kB-ot biztosított a merevlemez működtetéséhez külön egység kellett 1982, IBM PC XT megjelent a javított XT alaplap 1983, APPLE LISA először használt egeret és a grafikus kiszolgáló felületet

20 A számítógépes generációk
nulladik generáció: -1946 relés, elektromechanikus számítógépek első generáció : (1946-) 1951- elektroncsöves számítógépek második generáció: 1957- tranzisztoros számítógépek harmadik generáció: 1965- IC-vel épült gépek negyedik generáció: 1972- mikroprocesszoros gépek ötödik generáció: a jövő mesterséges intelligencia jelenleg is fejlesztgetik Z1, Z3, Mark1 ENIAC, EDVAC UNIVAC, Minszk-22 IBM 360, IBM 370 IBM PC, APPLE robotok

21 Ötödik generáció tanítható, öntanuló számítógép
mesterséges intelligencia szilícium helyett szén nanocsövek neuron (agysejt) típusú számítógép elektromos jel helyett biokémiai jel