FÖRSTA GENERATIONEN DATORER: HISTORIK, EGENSKAPER, PROGRAMVARA, HÅRDVARA - HISTORIA - 2026

Den första generationen datorer var den inledande fasen där dessa elektroniska maskiner användes under perioden 1940 till 1956. Datorer använde vakuumrörsteknologi för både beräkning och lagring och kontrolländamål.

I tidiga första generationens datorer användes begreppet vakuumrör. Dessa var gjorda av glas och innehöll ett glödtråd inuti. Utvecklingen av datorn började från 1500-talet till hur den kan ses idag. Men dagens dator har också genomgått snabba förändringar under de senaste femtio åren.

ENIAC-dator Källa: US Army Photo (Public Domain) via Wikimedia Commons

Denna period, under vilken utvecklingen av datorn ägde rum, kan delas in i flera olika faser, beroende på typen av kopplingskretsar, känd som datorgenerationer.

Därför är datorgenerationer de olika stadierna i utvecklingen av elektroniska kretsar, hårdvara, programvara, programmeringsspråk och annan teknisk utveckling.

Inledande situation

De första elektroniska datorerna tillverkades under 1940-talet. Sedan dess har det skett ett antal radikala framsteg inom elektronik.

Dessa datorer var så enorma att de tog upp hela rum. För att utföra operationer förlitade de sig på användningen av maskinspråk, som var det programmeringsspråk på lägsta nivå som datorer förstod, och de kunde bara lösa ett problem åt gången.

Vakuumröret var en elektronisk komponent som hade en mycket lägre arbetseffektivitet. Därför kunde den inte fungera ordentligt utan ett stort kylsystem så att det inte skulle skadas.

Inmatningsmediet för första generationens datorer baserades på stanskort och utdata visades i utskrifter. Det tog operatörerna dagar och till och med veckor att ordna ledningarna för att lösa ett nytt problem.

Ursprung och historia för den första generationen

Atanasoff-Berry dator

Matematikern och fysikern John Atanasoff letade efter sätt att lösa ekvationer automatiskt och började klargöra sina tankar 1937 och skrev ned de grundläggande egenskaperna hos en elektronisk datormaskin.

Den här maskinen löste ekvationer, även om den inte kunde programmeras. Det producerades med stöd av Clifford Berry.

Dator går elektroniskt

Andra världskriget fungerade som barnmorska till födelsen av den moderna elektroniska datorn. Militära krav på beräkningar och höga krigsbudgetar stimulerade innovation.

De första elektroniska datorerna var maskiner byggda för specifika uppgifter. Att ställa in dem var besvärligt och tidskrävande.

Den första elektroniska datorn, kallad ENIAC, avklassificerades i slutet av andra världskriget, vilket fick förfrågningar från ingenjörer runt om i världen om hur de kunde bygga en lika eller bättre.

Teamet som arbetade på ENIAC var det första som insåg vikten av konceptet att ha programmet lagrat i datorn.

Dessa tidiga maskiner styrdes vanligtvis av ledningar som var anslutna till moderkortet eller av en serie adresser kodade på pappersband.

Även om dessa maskiner var tydligt programmerbara, så sparades inte deras program internt i datorn.

John von Neumann

Denna matematiker skrev en rapport som fastställer det konceptuella ramverket för datorer med lagrade program.

Han uppmuntrade IAS (Institute for Advanced Study) att inte bara göra teoretiska studier, utan att det kunde genomföras genom att göra en riktig dator.

Moore School

Denna skola svarade 1946 med en serie föreläsningar. Deltagarna lärde sig ENIAC, allmänna tekniker för att bygga datorer och även den nya idén att lagra program i minnet, som ingen hade gjort ännu.

En av assistenterna, Maurice Wilkes, ledde det brittiska teamet som byggde EDSAC i Cambridge 1949.

Å andra sidan ledde Richard Snyder det amerikanska laget som slutförde EDVAC på Moore School.

Den lagrade programdatorn som utvecklats av von Neumann startades 1951. IAS gjorde sin design fritt tillgänglig. Detta sprider liknande maskiner över hela världen.

Egenskaper för den första generationen datorer

Lös bara ett problem åt gången

Första generationens datorer definierades av det faktum att bruksanvisningarna gjordes specifikt för att utföra den uppgift som datorn skulle användas för.

Teknologi används

Dessa datorer använde vakuumrör för CPU-kretsar och magnetiska trummor för datalagring, såväl som elektriska växlar.

Ett magnetiskt kärnminne användes som huvudminne. Ingångsenheterna var pappersband eller stansade kort.

Bearbetningshastighet

CPU-hastigheterna var extremt låga. De hade långsam, ineffektiv och opålitlig bearbetning på grund av låg precision. Endast enkla och direkta numeriska beräkningar kunde utföras.

kosta

Datorer var mycket dyra att köra. Datorer av denna generation var väldigt stora och tog ett utrymme på rummet.

Dessutom använde de en stor mängd elektricitet och genererade mycket värme, vilket ofta fick dem att gå sönder.

Programmeringsspråk

Första generationens datorer fick instruktioner på maskinspråk (0 och 1) eller via elektriska på / av-signaler. Det fanns inga programmeringsspråk.

Senare utvecklades monteringsspråk för användning i första generationens datorer.

När världen såg att ett datorprogram lagrades internt var fördelarna uppenbara. Varje universitet, forskningsinstitut och laboratorium ville ha sitt eget.

Det fanns dock inga kommersiella elektroniska datortillverkare med lagrade program. Om du ville ha en, måste du bygga den.

Många av dessa tidiga maskiner baserade sig på publicerade mönster. Andra utvecklades självständigt.

programvara

För att programmera de första elektroniska datorerna gavs instruktioner på ett språk som de lätt kunde förstå. Det var maskin eller binärt språk.

Alla instruktioner på detta språk ges i form av sekvenser av 1 och 0. Symbolen 1 representerar närvaron av en elektrisk puls och 0 representerar frånvaron av en elektrisk puls.

En sträng av 1 och 0, såsom 11101101, har en specifik betydelse för datorn, även om den ser ut som ett binärt tal.

Att skriva program på maskinspråk var mycket besvärligt, så det gjordes bara av experter. Alla instruktioner och data skickades till datorn i binär numerisk form.

Programmering på låg nivå

Dessa maskiner var avsedda för drift på låg nivå. Systemen kunde bara lösa ett problem åt gången. Det fanns inget monteringsspråk och ingen operativsystemprogramvara.

Därför var gränssnittet med första generationens datorer via patchpaneler och maskinspråk. Tekniker kopplade elektriska kretsar genom att ansluta flera ledningar till uttag.

Sedan placerades de i specifika stansningskort och någon typ av beräkning väntades i timmar medan de också lita på att vart och ett av de tusentals vakuumrören inte skulle skadas under denna process, så att de inte skulle behöva gå igenom denna procedur igen.

Datorarbete utfördes i batchar, så på 1950-talet kallades operativsystemet batchbehandlingssystemet.

Internt lagrat program

De första datorerna kombinerade beräkningar med stor hastighet, men bara efter en noggrann process för att konfigurera programmen.

Ingen vet vem som kom med den innovativa lösningen med att lagra instruktioner som berättar vad du ska göra i din dators minne. Det var födelsen av programvara som sedan dess använts av alla datorer.

Manchester-experimentmaskinen var den första datorn som körde ett program från minnet.

Femtiotvå minuter var den tid den här datorn använde för att utföra ett 17-instruktionsprogram. Således föddes den lagrade programdatorn 1948.

Hårdvara

Förutom att ha tusentals motstånd och kondensatorer, använde första generationens datorer upp till mer än 18 000 vakuumrör, vilket innebar att datoranläggningarna täckte hela rum.

Tomma rör

Den viktigaste tekniken för första generationens datorer var vakuumrör. Från 1940 till 1956 användes vakuumrör i stor utsträckning i datorer, vilket resulterade i den första generationen datorer.

Dessa datorer använde vakuumrör för signalförstärkning och kopplingsändamål. Rören var gjorda av glasbehållare som var förseglade, storleken på glödlampor.

Det förseglade glaset tillät ström att flöda trådlöst från filamenten till metallplattorna.

Vakuumröret uppfanns 1906 av Lee De Forest. Denna teknik var viktig under första hälften av 1900-talet, eftersom den användes för att göra tv-apparater, radar, röntgenmaskiner och en mängd andra elektroniska apparater.

Vakuumrör startade och slutade kretsar genom att slå på och av när de är anslutna eller frånkopplade.

Organ för in- och utresa

In- och utresan gjordes med hjälp av punchkort, magnetiska trummor, skrivmaskiner och punch-kortläsare. Till att börja med stansade tekniker manuellt korten med hål. Detta gjordes senare med hjälp av datorer.

Elektroniska skrivmaskiner, programmerade att skriva på pappersband eller en stansad kortläsare, användes för att skriva ut rapporterna.

Utvalda datorer i denna generation

Eniac

Den första allmänt använda elektroniska datorn, kallat ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), byggdes mellan 1943 och 1945. Den använde 18 000 vakuumrör och 70 000 motstånd.

Det var den första storskaliga datorn som arbetade elektroniskt utan att bromsas av någon mekanisk komponent.

Dess vikt var 30 ton. Den var cirka 30 meter lång och krävde ett stort utrymme för att installera det. Han kunde beräkna till 1 900 summor per sekund. Det programmerades med en ledning som anslutits till moderkortet.

Det var 1 000 gånger snabbare än tidigare elektromekaniska datorer, även om det var lite långsamt när man försökte programmera om det.

Det designades och byggdes vid Moore School of Engineering vid University of Pennsylvania av ingenjörerna John Mauchly och Presper Eckert.

ENIAC användes för att utföra krigsrelaterade beräkningar, till exempel beräkningar för att hjälpa till med konstruktionen av atombomben. Också för väderprognoser.

EDSAC

Den här datorn utvecklades i Storbritannien. Det blev den första icke-experimentella lagrade programdatorn 1949.

Den använde ett minne av kvicksilverfördröjningslinjer, som gav minne till många första generationens datorer.

ACE-pilotmodell

Den här maskinen slutfördes av Alan Turing i Storbritannien 1950. Trots att den byggdes som en testdator var den i normal drift under fem år.

UNIVAC

UNIVAC var den första datorn för kommersiellt bruk. Bildkälla: Wikimedia.org

UNIVAC (Universal Automatic Computer) var den första datorn designad för kommersiell, icke-militär användning. Utgavs 1951 till en kommersiell kund, United States Census Bureau, för att räkna den allmänna befolkningen.

Det kan utföra tio gånger fler summor per sekund än ENIAC. I aktuella dollar prissattes UNIVAC till 4 996 000 dollar.

Det användes senare för att hantera lön, register och till och med för att förutsäga resultaten av presidentvalet 1952.

Till skillnad från de 18 000 vakuumrören hos ENIAC, använde UNIVAC I bara drygt 5 000 vakuumrör. Det var också hälften så stor som sin föregångare och sålde nästan 50 enheter.

Fördelar och nackdelar

Fördel

- Fördelen med vakuumrörstekniken är att det möjliggjorde tillverkning av digitala elektroniska datorer. Vakuumrör var de enda tillgängliga elektroniska enheterna under dessa dagar, vilket möjliggjorde databehandling.

- Dessa datorer var de snabbaste datorenheterna i sin tid. De hade förmågan att beräkna data i millisekunder.

- De kan utföra komplexa matematikproblem effektivt.

nackdelar

- Datorerna var väldigt stora. Dess vikt var cirka 30 ton. Därför var de inte bärbara alls.

- De var baserade på vakuumrör, som snabbt skadades. Datorn överhettades mycket snabbt på grund av de tusentals vakuumrören. Därför behövdes ett stort kylsystem. Elektronemitterande metall bränns lätt i vakuumrör.

- De kunde lagra en liten mängd information. Magnetiska trummor användes, vilket gav mycket lite datalagring.

-De hade begränsad kommersiell användning eftersom deras kommersiella produktion var mycket dyr.

- Arbetseffektiviteten var låg. Beräkningarna genomfördes med mycket låg hastighet.

- Stansade kort användes för inträde.

- De hade mycket begränsade programmeringsfunktioner. Endast maskinspråk kunde användas.

- De krävde en stor mängd strömförbrukning.

- De var inte särskilt pålitliga. Konstant underhåll krävdes och de fungerade mycket dåligt.

referenser

1. Benjamin Musungu (2018). Generations of Computers sedan 1940 till nu. Kenyaplex. Hämtad från: kenyaplex.com.
2. Encyclopedia (2019). Generationer, datorer. Hämtad från: encyclopedia.com.
3. Datorhistoria (2019). Den första generationen. Hämtad från: computerhistory.org.
4. Wikieducator (2019). Historik om datorutveckling och generation av datorer Hämtad från: wikieducator.org.
5. Prerana Jain (2018). Generationer av datorer. Inkludera hjälp. Hämtad från: includehelp.com.
6. Kullabs (2019). Generering av dator och deras funktioner. Hämtad från: kullabs.com.
7. Byte-Notes (2019). Fem generationer av datorer. Hämtad från: byte-notes.com.
8. Alfred Amuno (2019). Datorhistoria: Klassificering av generationer av datorer. Turbo Future. Hämtad från: turbofuture.com.