TREDJE GENERATION AV DATORER: HISTORIK, EGENSKAPER, HÅRDVARA, MJUKVARA - TEKNOLOGI - 2025

Den tredje generationen datorer avser datorteknologi som baserades på integrerade kretsar, som användes under perioden 1963 och 1974. Integrerade kretsar kombinerade olika elektroniska komponenter, såsom transistorer och kondensatorer, bland andra.

Mycket små transistorer producerades för att kunna ordnas i en enda halvledare, vilket gjorde att datorsystemens allmänna prestanda förbättras dramatiskt.

IBM 360 Källa: flickr.com av Don DeBold. Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)

Dessa kretsar överträffade bättre vakuumrör och transistorer, både vad gäller kostnad och prestanda. Kostnaden för integrerade kretsar var mycket låg. Därför var den viktigaste egenskapen hos tredje generationens datorer att integrerade kretsar började användas som datorenheter, som har fortsatt att användas tills den nuvarande generationen.

Den tredje generationen var i grunden vändpunkten i datorns liv. Stansade kort och skrivare byttes ut mot tangentbord och skärmar anslutna till ett operativsystem.

Då blev datorer mer tillgängliga för masspublikationer på grund av deras mindre storlek och mer lämpliga kostnader.

Moores lag

Implementeringen av dessa datorer anpassades också till Moore's Law, som avslöjades 1965.

Denna lag förklarade att eftersom transistorns storlek krymper så snabbt, skulle antalet transistorer som skulle passa på de nya mikrochiparna fördubbla vartannat år under de kommande tio åren. Efter tio år, 1975, justerades denna exponentiella tillväxt till vart femte år.

Under den tredje generationen byggdes processorn med många integrerade kretsar. I den fjärde generationen var det så att en komplett processor kunde placeras på ett enda kiselchip, vars storlek var mindre än en frimärke.

Idag använder nästan alla elektroniska enheter någon typ av integrerad krets placerad på kretskort.

Ursprung och historia för den tredje generationen

Transistorerna hade varit en stor förbättring jämfört med vakuumrör, men de genererade fortfarande mycket värme och orsakade skador på delar av datorn. Denna situation löstes med ankomsten av kvarts.

Transistorerna minskade i storlek för att placeras på kiselhalvledare, även populärt kallade chips. På detta sätt ersattes transistorerna av den integrerade kretsen eller chipet. Forskare lyckades sätta många komponenter på ett enda chip.

Som ett resultat blev datorn mindre och mindre eftersom fler komponenter komprimerade till ett enda chip. De kunde också öka hastigheten och effektiviteten för tredje generationens datorer.

Integrerad krets

I den tredje generationen blev integrerad krets- eller mikroelektronikteknik det viktigaste flaggskeppet.

Jack Kilby från Texas Instruments och Robert Noyce från Fairchild Semiconductor var de första som utvecklade idén om den integrerade kretsen 1959.

Den integrerade kretsen är en unik anordning som internt innehåller ett stort antal transistorer, register och kondensatorer, som är konstruerade av en enda tunn kiselbit.

Den första integrerade kretsen innehöll endast sex transistorer. Det blir svårt att jämföra med de integrerade kretsar som används idag, som innehåller upp till hundratals miljoner transistorer. En extraordinär utveckling på mindre än ett halvt sekel.

Därför är det obestridligt att datorns storlek blev mindre och mindre. Datorerna i denna generation var små, billiga, stora minne, och bearbetningshastigheten var mycket hög.

Egenskaper för den tredje generationen datorer

Dessa datorer var mycket pålitliga, snabba och exakta, till en lägre kostnad, även om de fortfarande var relativt dyra. Storleken minskade inte bara utan också energibehovet och värmeproduktionen.

Användare kan interagera med datorn via tangentbord och skärmskärmar för både datainmatning och -utgång, samt interagera med ett operativsystem, för att uppnå en hårdvaru- och programvaruintegration.

Förmågan att kommunicera med andra datorer uppnås, vilket främjar datakommunikation.

Datorer användes i folkräkningsberäkningar såväl som i militära, bank- och industriella applikationer.

Teknologi används

Transistorerna ersattes av den integrerade kretsen i sina elektroniska kretsar. Den integrerade kretsen var en enda komponent som innehöll ett stort antal transistorer.

Bearbetningshastighet

På grund av användningen av integrerade kretsar blev datorns prestanda snabbare och också mer exakt.

Hastigheten var nästan 10.000 gånger större än den första generationens datorer.

Lagring

Minneskapaciteten var större och hundratusentals tecken kunde lagras, tidigare bara tiotusentals. Halvledarminne, såsom RAM och ROM, användes som primärt minne.

Externa skivor användes som lagringsmedia, vars tillgång till data var slumpmässig, med en stor lagringskapacitet på miljoner tecken.

Förbättrad programvara

- Programmeringsspråk på hög nivå fortsatte att utvecklas. Språk på hög nivå som FORTAN, BASIC och andra används för att utveckla program.

- Förmåga att göra multiprocessering och multitasking. Möjligheten att utföra flera operationer samtidigt utvecklades genom installation av multiprogrammering.

Hårdvara

Denna generation inledde konceptet "familj av datorer", som utmanade tillverkarna att skapa datorkomponenter som var kompatibla med andra system.

Interaktionen med datorer förbättrades markant. Videoterminaler för datautmatning infördes och ersatte därmed skrivare.

Tangentbord användes för datainmatning, snarare än att behöva skriva ut stansade kort. Nya operativsystem infördes för automatisk bearbetning, liksom flera programmering.

När det gäller lagring började magnetskivor för hjälpterminaler ersätta magnetband.

Integrerad krets

I denna generation av datorer användes integrerade kretsar som den viktigaste elektroniska komponenten. Utvecklingen av integrerade kretsar gav upphov till ett nytt område inom mikroelektronik.

Med den integrerade kretsen försökte man lösa de komplexa procedurer som användes för att designa transistorn. Att behöva ansluta kondensatorer och dioder manuellt till transistorerna var tidskrävande och inte helt pålitligt.

Förutom att minska kostnaderna ökade hastigheten och prestandan för vilken dator som helst genom att sätta flera transistorer på ett enda chip.

Komponenterna i den integrerade kretsen kan vara hybrid eller monolitisk. Den hybridintegrerade kretsen är när transistorn och dioden placeras separat, medan den monolitiska är när transistorn och dioden placeras tillsammans på ett enda chip.

programvara

Operativ system

Datorer började använda operativsystemprogramvara för att hantera datormaskinvara och resurser. Detta tillät system att köra olika applikationer samtidigt. Dessutom användes fjärrbehandlingsoperativsystem.

IBM skapade operativsystemet OS / 360. Tillväxten av mjukvara förbättrades kraftigt på grund av att den hade ouppdelats, varvid mjukvaran såldes separat från hårdvaran.

Språk på hög nivå

Även om monteringsspråk hade visat sig vara till stor hjälp vid programmering fortsatte man att undersöka bättre språk som var närmare konventionell engelska.

Detta gjorde den vanliga användaren ganska bekant med datorn, och var den främsta orsaken till datorindustrins enorma tillväxt. Dessa språk kallades högnivåspråk.

Tredje generationens språk var processuella. Därför är de också kända som procedurorienterade språk. Förfaranden kräver att du vet hur ett problem kommer att lösas.

Varje språk på hög nivå utvecklades för att uppfylla några grundläggande krav för en viss typ av problem.

De olika högnivåspråken som en användare kunde använda var FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 och många andra.

Källprogram

Program skrivet på ett högnivåspråk kallas ett källprogram. Detta är det element som programmeraren skriver in i datorn för att få resultat.

Källprogrammet måste konverteras till ett objektprogram, som är språket för nollor och de som datorn kan förstå. Detta görs av ett mellanprogram som kallas en kompilator. Kompilatorn beror på både språket och den använda maskinen.

Uppfinningar och deras författare

Integrerad krets

Det är en krets som består av ett stort antal elektroniska komponenter placerade på ett enda kiselchip genom en fotolitografisk process.

Det designades först 1959 av Jack Kilby på Texas Instrument och Robert Noyce på Fairchild Corporation, oberoende. Det var en viktig uppfinning inom datavetenskapen.

Kilby byggde sin integrerade krets på germanium, medan Noyce byggde den på ett kiselchip. Den första integrerade kretsen användes 1961.

IBM 360

IBM uppfann den här datorn 1964. Den användes för kommersiella och vetenskapliga ändamål. IBM spenderade cirka 5 miljarder dollar för att utveckla System 360.

Det var inte bara en ny dator, utan en ny strategi för datordesign. Introducerade samma arkitektur för en familj av enheter.

Med andra ord, ett program som är utformat för att köra på en maskin i denna familj kan också köras på alla andra.

UNIX

Detta operativsystem uppfanns 1969 av Kenneth Thompson och Dennis Ritchie. UNIX var ett av de första operativsystemen för datorer, skriven på ett språk som heter C. I slutändan fanns det många olika versioner av UNIX.

UNIX har blivit det ledande operativsystemet för arbetsstationer, men det har haft låg popularitet på PC-marknaden.

Pascal

Detta språk är uppkallad efter Blaise Pascal, en fransk matematiker från 1600-talet som byggde en av de första mekaniska maskinerna. Det utvecklades först som ett lärarverktyg.

Niklaus Wirth utvecklade detta programmeringsspråk i slutet av 1960-talet. Pascal är ett mycket strukturerat språk.

Utvalda datorer

IBM 360

Den tredje generationen började med introduktionen av datorfamiljen IBM 360. Detta var utan tvekan den viktigaste maskinen som byggdes under denna period.

De stora modellerna hade upp till 8 MB huvudminne. Den minsta kapacitetsmodellen var modell 20, med bara 4Kbyte minne.

IBM levererade fjorton modeller av denna serie datorer, inklusive engångsmodeller för NASA.

En medlem av denna familj, Model 50, kunde utföra 500 000 summor per sekund. Den här datorn var ungefär 263 gånger snabbare än ENIAC.

Detta var en ganska framgångsrik dator på marknaden, eftersom det tillät dig att välja mellan olika typer av inställningar. Alla datorer i IBM 360-serien använde dock samma uppsättning instruktioner.

Honeywell 6000

De olika typerna av modeller i denna serie inkluderade en förbättrad instruktionsuppsättningsfunktion, som lägger decimalt aritmetiskt till operationerna.

CPU i dessa datorer arbetade med 32-bitars ord. Minnesmodulen innehöll 128k ord. Ett system kan stödja en eller två minnesmoduler för maximalt 256k ord. De använde olika operativsystem, till exempel GCOS, Multics och CP-6.

PDP-8

Det utvecklades 1965 av DEC. Det var en kommersiellt framgångsrik minidator. På den tiden var dessa datorer de mest sålda datorerna i historien. De var tillgängliga i stationära modeller och i chassifästen.

Den hade en mindre uppsättning instruktioner. Den använde 12 bitar för ordets storlek.

De hade flera egenskaper, till exempel låg kostnad, enkelhet och expanderbarhet. Utformningen av dessa datorer gjorde programmeringen lätt för programmerare.

Fördelar och nackdelar

Fördel

- Huvudfördelen med integrerade kretsar var inte bara deras lilla storlek, utan deras prestanda och tillförlitlighet, överlägsen tidigare kretsar. Strömförbrukningen var mycket lägre.

- Denna generation av datorer hade en högre datorhastighet. Tack vare deras hastighet att beräkna var de mycket produktiva. De kunde beräkna data i nanosekunder

- Datorerna var mindre i storlek jämfört med tidigare generationer. Därför var de lätta att transportera från en plats till en annan på grund av deras mindre storlek. De kunde installeras mycket enkelt och krävde mindre utrymme för installationen.

- De producerade mindre värme jämfört med de två tidigare generationerna av datorer. En intern fläkt började användas för värmeavladdning för att undvika skador.

- De var mycket mer pålitliga och krävde därför ett mindre frekvent underhållsprogram. Därför var underhållskostnaderna låga.

- Billigare. Den kommersiella produktionen ökade avsevärt.

- De hade en stor lagringskapacitet.

- Dess användning var för allmänna ändamål.

- Musen och tangentbordet började användas för att mata in kommandon och data.

- Kan användas med högnivåspråk.

nackdelar

- Det krävdes fortfarande att ha luftkonditionering.

- Tekniken som krävs för att tillverka integrerade kretschips var mycket sofistikerad.

- Integrerade kretschips var inte lätta att underhålla.

referenser

1. Benjamin Musungu (2018). Generations of Computers sedan 1940 till nu. Kenyaplex. Hämtad från: kenyaplex.com.
2. Encyclopedia (2019. Generationer, datorer. Hämtat från: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Historik om datorutveckling och generation av datorer Hämtad från: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generationer av datorer. Inkludera hjälp. Hämtad från: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generering av dator och deras funktioner. Hämtad från: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Fem generationer av datorer. Hämtad från: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Datorhistoria: Klassificering av generationer av datorer. Turbo Future. Hämtad från: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Generation av dator. Stella Maris College. Hämtad från: stellamariscollege.org.
9. Handledning och exempel (2019). Tredje generation av datorer. Hämtad från: tutorialandexample.com.