Efisiensi manusia bergantung pada apa? Tenaga kuda manusia

Orang-orang belajar berhitung menggunakan jari mereka sendiri. Ketika ini tidak cukup, alat penghitung paling sederhana muncul. Tempat khusus ditempati oleh sempoa di antara mereka (Yunani Kuno, Roma, Eropa Barat hingga abad ke-18), yang tersebar luas di dunia kuno.

Membuat sempoa sama sekali tidak sulit, cukup susun papan dalam kolom atau cukup gambar kolom di atas pasir. Setiap kolom diberi nilai digit angka: satuan, puluhan, ratusan, ribuan. Angka-angka ditunjukkan oleh sekumpulan kerikil, cangkang, ranting, biji-bijian, dll, yang disusun dalam kolom - barisan yang berbeda. Dengan menambahkan atau menghilangkan sejumlah kerikil dari kolom yang sesuai, dimungkinkan untuk melakukan penjumlahan atau pengurangan, dan bahkan perkalian dan pembagian sebagai penjumlahan dan pengurangan berulang. Sempoa Rusia pada prinsipnya sangat mirip dengan sempoa. Alih-alih kolom, mereka memiliki panduan horizontal dengan tulang. Di Rusia, sempoa digunakan dengan sangat baik. Mereka adalah alat yang sangat diperlukan bagi pedagang, juru tulis, dan pejabat. Dari Rusia, perangkat sederhana dan berguna ini merambah ke Eropa. Pada saat yang sama, seiring dengan perangkat komputasi, mekanisme untuk mengotomatisasi pekerjaan manusia juga berkembang. Alat tenun Joseph Marie Jacquard dari Perancis (1752-1834), dibuat pada tahun 1804-08, menerapkan proses pembuatan pola kain dengan menggunakan lubang pada kartu karton, sedangkan perubahan posisi lubang memungkinkan diperolehnya pola yang berbeda.

Alat penghitung mekanis pertama adalah mesin penghitung, dibuat pada tahun 1642 oleh ilmuwan terkemuka Perancis Blaise Pascal (1623-62). "Komputer" mekanis Pascal dapat menambah dan mengurangi. “Pascalina”, demikian sebutan mobil itu, terdiri dari satu set roda yang dipasang secara vertikal dengan angka tercetak dari 0 hingga 9. Ketika roda berputar penuh, roda tersebut terhubung dengan roda yang berdekatan dan memutarnya sebanyak satu divisi. Jumlah roda menentukan jumlah digit - jadi, dua roda memungkinkan penghitungan hingga 99, tiga - hingga 999, dan lima roda membuat mesin "mengetahui" angka besar seperti 99999. Mengandalkan Pascaline sangat banyak sederhana.

Pada tahun 1673, ahli matematika dan filsuf Jerman Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) menciptakan alat penjumlahan mekanis yang tidak hanya menambah dan mengurangi, tetapi juga mengalikan dan membagi. Mesin Leibniz lebih kompleks dari Pascalina. Roda bernomor, yang sekarang bergigi, memiliki sembilan gigi dengan panjang berbeda, dan perhitungan dilakukan dengan kopling roda. Roda Leibniz yang sedikit dimodifikasi itulah yang menjadi dasar instrumen penghitung massa - aritmometer, yang banyak digunakan tidak hanya pada abad ke-19, tetapi juga relatif baru oleh kakek-nenek kita.

Ada ilmuwan dalam sejarah komputasi yang namanya, terkait dengan penemuan paling signifikan di bidang ini, kini dikenal bahkan oleh non-spesialis. Di antara mereka adalah matematikawan Inggris abad ke-19 Charles Babbage (1791-1871), yang sering disebut sebagai “bapak komputasi modern”. Pada tahun 1823, Babbage mulai mengerjakan komputernya, yang terdiri dari dua bagian: menghitung dan mencetak. Mesin tersebut dimaksudkan untuk membantu Departemen Maritim Inggris dalam menyusun berbagai tabel bahari. Bagian pertama, bagian komputasi dari mesin tersebut hampir selesai pada tahun 1833, dan bagian kedua, bagian pencetakan, hampir setengahnya selesai ketika biayanya melebihi 17.000 pound sterling (sekitar $30.000). Tidak ada lagi uang, dan pekerjaan harus ditutup.

Meskipun mesin Babbage belum selesai, penciptanya mengemukakan ide-ide yang menjadi dasar desain semua komputer modern.

Babbage sampai pada kesimpulan bahwa mesin komputasi harus memiliki perangkat untuk menyimpan angka-angka yang dimaksudkan untuk perhitungan, serta instruksi (perintah) untuk mesin tentang apa yang harus dilakukan dengan angka-angka tersebut. Perintah-perintah yang mengikuti satu demi satu disebut “program” komputer, dan perangkat untuk menyimpan informasi disebut “memori” mesin. Namun, menyimpan angka bahkan dengan suatu program hanyalah setengah dari perjuangan. Hal utama adalah mesin harus melakukan operasi yang ditentukan dalam program dengan angka-angka ini. Babbage menyadari bahwa untuk ini mesin harus memiliki unit komputasi khusus - prosesor. Berdasarkan prinsip inilah komputer modern dirancang.

Ide-ide ilmiah Babbage memikat putri penyair terkenal Inggris Lord George Byron, Countess Ada Augusta Lovelace (1815-1852). Pada saat itu, belum ada konsep seperti pemrograman komputer, namun demikian, Ada Lovelace dianggap sebagai pemrogram pertama di dunia - inilah sebutan bagi orang-orang yang mampu "menjelaskan" tugasnya dalam bahasa yang dapat dimengerti oleh mesin. Faktanya Babbage tidak meninggalkan satu pun gambaran lengkap tentang mesin yang ia ciptakan. Hal ini dilakukan oleh salah satu muridnya dalam sebuah artikel berbahasa Perancis. Ada Lovelace menerjemahkannya ke dalam bahasa Inggris, menambahkan programnya sendiri yang dapat digunakan mesin tersebut untuk melakukan perhitungan matematis yang rumit. Hasilnya, volume asli artikel tersebut menjadi tiga kali lipat, dan Babbage mendapat kesempatan untuk mendemonstrasikan kekuatan mesinnya. Banyak konsep yang diperkenalkan oleh Ada Lovelace dalam deskripsi program pertama di dunia yang banyak digunakan oleh programmer modern. Salah satu bahasa pemrograman komputer paling modern dan canggih - ADA - dinamai sesuai nama programmer pertama di dunia.

Teknologi baru abad kedua puluh ternyata terkait erat dengan listrik. Segera setelah munculnya tabung vakum, pada tahun 1918, ilmuwan Soviet M.A. Bonch-Bruevich (1888-1940) menemukan pemicu tabung - perangkat elektronik yang mampu menyimpan sinyal listrik. Prinsip pengoperasian pelatuk mirip dengan ayunan dengan kait dipasang di bagian atas ayunan. Ketika ayunan mencapai satu titik teratas, kait akan bekerja, ayunan akan berhenti, dan mereka dapat tetap dalam keadaan stabil selama yang diinginkan. Kait akan terbuka - ayunan akan dilanjutkan ke titik atas lainnya, kait juga akan berfungsi di sini, berhenti lagi, dan seterusnya - sebanyak yang Anda suka. Dari letak ayunan beberapa saat setelah dipasang pada posisi yang diketahui, Anda dapat menilai apakah kaitnya terbuka atau tidak. Ayunan seolah-olah mengingat pembukaan kait - pemicu elektronik juga mengingat apakah sinyal listrik diterima atau tidak.

Satu pemicu, mengingat satu sinyal, memungkinkan Anda menghitung hanya hingga satu, tetapi beberapa pemicu memperluas kemampuan komputasi. Jika sekarang kita menemukan cara untuk mendaftar, dengan menggunakan sekelompok pemicu, tidak hanya sinyal tunggal, tetapi juga puluhan, ratusan, ribuan sinyal, maka metode ini dapat diterapkan di komputer elektronik.

Pada periode 1937 hingga 1942, orang Amerika John Vincent Atanasoff (1903 - 15 Juni 1995) (lahir di Bulgaria) dan Clifford Berry menciptakan komputer elektronik pertama, dinamai menurut penulisnya mesin Atanasoff-Berry (ABC). Perangkat ini bekerja dengan bilangan biner, dapat melakukan operasi logika, memiliki memori elektronik, dan input-output dilakukan menggunakan kartu berlubang.

Pada tanggal 5 Juli 1943, para ilmuwan di Universitas Pennsylvania di Amerika Serikat menandatangani kontrak di mana mereka membuat komputer elektronik yang dikenal sebagai ENIAC. Nama tersebut, yang tidak berarti apa-apa dalam bahasa Rusia, berasal dari singkatan nama Inggris yang agak panjang - “komputer digital elektronik” (ENIAC, Electronic Numerical Integrator and Computor). Pada tanggal 15 Februari 1946, ENIAC resmi dioperasikan.

Sejarah penciptaan komputer pertama juga memiliki latar belakang yang memalukan. Pencipta ENIAC menerima paten atas penemuan tersebut. Barulah pada tahun 1973, berdasarkan putusan pengadilan, paten ENIAC dinyatakan tidak berlaku, karena terbukti hampir seluruh komponen utama mesin ENIAC dipinjam dari ABC.

Pada tahun 1946, dalam sebuah artikel ilmiah oleh tiga penulis Amerika - D. Neumann, G. Goldstein dan A. Burns - prinsip dasar membangun komputer universal yang menggunakan memori yang sama untuk menyimpan data yang diproses dan untuk menyimpan program perhitungan diuraikan. Mesin pertama yang menerapkan prinsip-prinsip ini - komputer EDSAC - dibuat di Inggris di bawah kepemimpinan M. Wilkes pada tahun 1949, di Universitas Cambridge. Setahun kemudian, komputer serba guna EDVAC dibuat di AS.

Pendiri teknologi komputer dalam negeri adalah Sergei Alekseevich Lebedev (1902-1974). Pada tahun 1921, setelah lulus ujian sebagai siswa eksternal dalam program sekolah menengah, Lebedev memasuki Sekolah Teknik Tinggi Moskow di Fakultas Teknik Elektro. Dia mengabdikan bertahun-tahun di bidang energi, menangani masalah keberlanjutan sistem energi. Pada akhir tahun 1940-an ia beralih ke arah yang baru. Di bawah kepemimpinannya, laboratorium pertama di negara itu untuk pengembangan komputer didirikan di Institut Teknik Elektro dari Akademi Ilmu Pengetahuan SSR Ukraina. Komputer Soviet pertama, MESM, atau Mesin Komputasi Elektronik Kecil, dibuat di sini. Dari tahun 1951 ia bekerja di Moskow, di mana ia mengepalai laboratorium di Institut Mekanika Presisi dan Teknologi Komputer (IMT dan VT), dan dari tahun 1953 hingga akhir hayatnya ia menjadi direktur institut ini. Di bawah kepemimpinan S. A. Lebedev, sejak awal tahun 1960-an, institut ini menciptakan beberapa generasi mesin hitung besar - BESM, yang menggunakan pengembangan asli.

BESM-1 pada masanya merupakan mesin tercepat di Eropa (8-10 ribu operasi per detik). BESM-1 dan BESM-2 dan M-20 berikutnya didasarkan pada tabung vakum domestik serial. Kemudian versi semikonduktor BESM-3M, BESM-4, M-220 dan M-222 dibuat. Model BESM-6 dirancang menggunakan simulasi awal pengoperasian sistem operasinya, yang memungkinkan ditemukannya banyak solusi teknis orisinal. Pemrogram dari laboratorium perangkat lunak yang dibuat atas inisiatif Lebedev mengambil bagian aktif dalam pengembangan arsitektur BESM-6. BESM-6 telah lama dianggap sebagai salah satu komputer terbaik di dunia. Lebedev juga mengembangkan dasar-dasar pembuatan sistem multiprosesor, jaringan komputer, sistem operasi perangkat lunak struktural, bahasa pemrograman algoritmik, dll. Dia menaruh perhatian besar pada pelatihan spesialis muda. Sejak 1953 ia mengepalai departemen “Komputer Elektronik” di Institut Fisika dan Teknologi Moskow.

Saat ini ada beberapa generasi komputer. Satu generasi mencakup semua jenis dan model mesin yang dirancang berdasarkan prinsip ilmiah dan teknis yang sama. Perubahan generasi terjadi dengan munculnya elemen-elemen baru yang diproduksi menggunakan teknologi yang berbeda secara fundamental.

Komputer generasi pertama (1946 - akhir 50-an) dianggap ribuan kali lebih cepat daripada mesin penghitung mekanis, tetapi ukurannya sangat besar. Komputer tersebut menempati ruangan berukuran 9x15 m, beratnya sekitar 30 ton dan mengkonsumsi 150 kilowatt per jam. Komputer ini berisi sekitar 18 ribu tabung vakum. Elemen dasar: tabung vakum elektron, resistor dan kapasitor. Dimensi: lemari besar yang menempati seluruh ruang mesin. Kecepatan operasi: 10 - 20 ribu operasi per detik. Pengoperasian: sangat sulit, seringnya penggantian lampu, mesin terlalu panas. Pemrograman: dalam kode mesin. Spesialis berkualifikasi tinggi bekerja langsung di panel kontrol mesin.

Komputer elektronik generasi kedua (akhir 50-an - akhir 60-an) muncul berkat penemuan elektronik terpenting abad ke-20 - transistor. Perangkat semikonduktor mini telah memungkinkan pengurangan besar ukuran komputer dan konsumsi daya. Kecepatan komputer telah meningkat hingga satu juta operasi per detik. Basis elemen: elemen semikonduktor - transistor, dioda, resistor dan kapasitor yang lebih canggih. Papan sirkuit tercetak untuk elemen pemasangan muncul. Dimensi: dudukannya sedikit lebih tinggi dari tinggi seseorang. Mereka dipasang di ruangan khusus. Performa: hingga 1 juta operasi per detik. Prinsip pembagian waktu telah diperkenalkan untuk menggabungkan pengoperasian perangkat yang berbeda dalam waktu. Prosesor tampaknya mengontrol input/output dan bekerja dengan bilangan real. Pengoperasian: menjadi lebih mudah. Staf personel servis muncul di ruang mesin. Pemrograman: bahasa algoritmik muncul. Program dimasukkan tidak secara manual dari konsol oleh pemrogram sendiri, tetapi menggunakan kartu berlubang atau pita berlubang oleh operator komputer. Tugas diselesaikan dalam mode batch: satu demi satu saat perangkat pemrosesan dilepaskan.

Generasi ketiga (akhir 60an - akhir 70an) dikaitkan dengan penciptaan sirkuit terpadu. Penemuan sirkuit terpadu pada tahun 1950 - kristal semikonduktor yang mengandung sejumlah besar transistor yang saling berhubungan dan elemen lainnya - memungkinkan untuk mengurangi jumlah elemen elektronik di komputer ratusan kali lipat. Komputer generasi ketiga berdasarkan sirkuit terintegrasi muncul pada tahun 1964. Komputer pertama generasi ketiga adalah IBM-360 dari IBM. Komputer domestik dibagi menjadi dua keluarga: besar (komputer ES) dan kecil (komputer SM - kelas komputer mini). Basis elemen: sirkuit terpadu yang dimasukkan ke dalam soket khusus pada papan sirkuit tercetak. Dimensi: Komputer ES mirip dengan komputer generasi kedua. Komputer SM - dua rak dan satu layar yang tidak memerlukan ruangan khusus. Kecepatan: hingga beberapa juta operasi per detik. Pengoperasiannya membutuhkan banyak staf: operator, insinyur elektronik. Pemrogram sistem memainkan peran besar. Prinsip modularitas dan trunking muncul dalam struktur komputer - prototipe bus sistem modern. Jumlah memori bertambah, memori dibagi menjadi RAM dan ROM, disk magnetik, kaset, display dan plotter muncul. Pemrograman: kurang lebih sama seperti pada tahap sebelumnya. Seiring dengan pemrosesan batch, mode operasi pembagian waktu muncul. Sistem operasi dikembangkan. Komputer mini sudah bekerja secara real time.

Generasi keempat (akhir tahun 70an hingga sekarang) dikaitkan dengan pengembangan sirkuit terpadu skala besar. Pada bulan Juni 1971, sirkuit terintegrasi universal yang sangat kompleks pertama kali dikembangkan, yang disebut mikroprosesor - elemen terpenting dari komputer generasi keempat. Basis elemen: sirkuit terpadu besar dan ultra-besar (LSI dan VLSI), yang berisi ratusan ribu elemen dalam satu chip. Teknologi pembuatan mikroprosesor berbasis LSI telah muncul. Mikroprosesor pertama diciptakan oleh Intel pada tahun 1971. Superkomputer multiprosesor dan komputer pribadi mikroprosesor muncul. Istilah “komputer” diganti dengan kata “komputer”. Dimensi: komputer pribadi yang menempati sebagian meja. Kecepatan: hingga satu miliar operasi per detik. Fokus utama dalam pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak teknologi komputer adalah untuk memastikan pengalaman pengguna yang nyaman. Ini termasuk antarmuka yang ramah pengguna, peralatan kompak, kemampuan untuk menghubungkan perangkat tambahan, kompatibilitas dan ketersediaan perangkat lunak. Pemrograman: bahasa dan lingkungan pemrograman baru, prinsip pemrograman baru. Pengembangan sistem operasi, serta berbagai program terapan.

Informasi terkait.

Rapanovich Ivan

Riset

Unduh:

Pratinjau:

Institusi pendidikan kota sekolah menengah Orekhovsky

Konferensi ilmiah dan praktis sekolah untuk anak sekolah “Melangkah ke masa depan”»

Diselesaikan oleh: Rapanovich Ivan

siswa kelas 6

Pemimpin: Demidova

Nadezhda Aleksandrovna

Orekhovo 2009

PERKENALAN

Berhitung dan menentukan berarti sebelum munculnya komputer

Generasi pertama. Komputer tabung vakum

Generasi kedua. Komputer transistor

Generasi ketiga. Sirkuit terintegrasi

GENERASI KEEMPAT. SIRKUIT TERPADU BESAR

KESIMPULAN

BIBLIOGRAFI

Perkenalan.

Kebutuhan membuat perhitungan selalu ada. Orang-orang, dalam upaya meningkatkan proses perhitungan, menemukan segala macam perangkat. Hal ini dibuktikan dengan sempoa Yunani, schots Rusia, serobyan Jepang, dan banyak perangkat berbeda lainnya. Pada abad ke-17, mesin hitung mekanis pertama diciptakan, dan pada abad ke-19 tersebar luas.

Perangkat yang paling menakjubkan, pertama disebut komputer elektronik (komputer), dan kemudian komputer, diberikan kepada manusia pada abad ke-20.

Gagasan untuk mengklasifikasikan mesin berdasarkan generasi diwujudkan oleh fakta bahwa dalam sejarah singkat perkembangannya, teknologi komputer telah mengalami evolusi besar baik dalam arti basis unsur (lampu, transistor, sirkuit mikro, dll.) , dan dalam arti perubahan strukturnya, munculnya kemampuan baru, perluasan bidang penerapan dan sifat penggunaan.

Target pekerjaan ini adalah: dalam kajian sejarah perkembangan teknologi komputer

Tugas :

 cari tahu bagaimana komputer meningkat seiring perkembangannya;

 mengetahui apa yang dimaksud dengan “generasi komputer”;

 menarik kesimpulan tentang pekerjaan yang telah dilakukan;

 mengembangkan minat positif dalam ilmu komputer

Menghitung merupakan alat penentu sebelum munculnya komputer.

Sejarah komputasi dimulai sejak sejarah umat manusia. Akumulasi cadangan, pembagian rampasan, pertukaran - semua tindakan ini terkait dengan perhitungan. Orang menggunakan jari, kerikil, tongkat, simpul, dll untuk menghitung.

Salah satu alat pertama (abad ke-5 - ke-4 SM) yang memudahkan perhitungan adalah alat khusus, yang kemudian disebut sempoa. Awalnya itu adalah papan yang ditaburi lapisan tipis pasir halus atau bubuk tanah liat biru. Anda bisa menulis huruf dan angka di atasnya dengan tongkat runcing. Selanjutnya, sempoa diperbaiki dan perhitungannya sudah dilakukan dengan memindahkan tulang dan kerikil dalam ceruk memanjang, dan papan itu sendiri mulai dibuat dari perunggu, batu, gading, dll. Seiring waktu, papan ini mulai dibagi menjadi beberapa garis dan kolom. Orang Jepang menyebut alat ini “serobyan”, orang Cina menyebutnya “suan-pan”.

Di Rusia Kuno, saat menghitung, alat yang mirip dengan sempoa digunakan, dan disebut “Skot Rusia”. Pada abad ke-17, perangkat ini sudah memiliki tampilan seperti sempoa Rusia, yang masih dapat ditemukan hingga saat ini.

Pada awal abad ke-17, matematikawan dan fisikawan muda Perancis Blaise Pascal menemukan mesin hitung pertama di dunia, yang disebut Pascalina.

Yang melakukan penjumlahan dan pengurangan.

Pada tahun 1970-an dan 1980-an, matematikawan Jerman Gottfried Leibniz merancang mesin penghitung yang dapat melakukan keempat operasi aritmatika.

Pada tahun 1978, ilmuwan Rusia P. Chebyshev merancang mesin hitung yang melakukan penjumlahan dan pengurangan bilangan multi-digit.

Pada tahun 1984, insinyur St. Petersburg Odner merancang mesin penjumlahan yang melakukan keempat operasi aritmatika.

Pada abad ke-30, mesin penjumlah yang lebih canggih, Felix, dikembangkan di negara kita.

Peristiwa penting abad ke-20 adalah penemuan ahli matematika Inggris Charles Babbage, yang tercatat dalam sejarah sebagai penemu komputer pertama - prototipe komputer modern. Pada tahun 1812 Dia mulai mengerjakan apa yang disebut mesin “perbedaan”. Pada tahun 1822 Dia telah membangun model kerja kecil dan

Saya menghitung tabel kotak di atasnya. Pada tahun 1833 ia mulai mengembangkan mesin analitik. Mesin ini seharusnya berbeda dari mesin pembeda karena lebih cepat dan memiliki desain yang lebih sederhana. Mesin itu seharusnya digerakkan oleh uap.

Sayangnya, karena kurangnya perkembangan teknologi, proyek Babbage tidak terealisasi.

Kebutuhan untuk mengotomatisasi penghitungan sensus di Amerika Serikat mendorong Heinrich Hollerith pada tahun 1888 untuk membuat perangkat yang disebut tabulator, di mana informasi yang dicetak pada kartu berlubang diuraikan menggunakan arus listrik. Pada tahun 1924, Hollerith mendirikan IBM untuk memproduksi tabulator secara massal.

Generasi pertama.
Komputer tabung vakum.

Komputer berbasis tabung vakum muncul pada tahun 40-an abad ke-20. Tabung elektron pertama, dioda vakum, dibuat oleh Fleming hanya pada tahun 1904, meskipun efek arus listrik yang melewati ruang hampa ditemukan oleh Edison pada tahun 1883. Segera, Lee de Forrest menemukan trioda vakum - tabung dengan tiga elektroda, kemudian tabung elektron berisi gas - tiratron, tabung lima elektroda - pentoda, dll.Sampai tahun 30-an, vakum elektronik dan berisi gas tabung digunakan terutama dalam teknik radio. Namun pada tahun 1931, orang Inggris Winnie-Williams membangun (untuk kebutuhan fisika eksperimental) penghitung pulsa listrik thyratron, sehingga membuka area penerapan baru untuk tabung elektron. Penghitung elektronik terdiri dari serangkaian pemicu. Pemicunya, ditemukan oleh M.A. Bonch-Bruevich (1918) dan - secara mandiri - oleh orang Amerika W. Iccles dan F. Jordan (1919), berisi 2 lampu dan setiap saat dapat berada dalam salah satu dari dua keadaan stabil; itu adalah relay elektronik. Seperti elektromekanis, ini dapat digunakan untuk menyimpan satu digit biner.

Penggunaan tabung vakum sebagai elemen utama komputer menimbulkan banyak masalah. Karena tinggi lampu kaca 7 cm, mesinnya berukuran besar. Setiap 7-8 menit. salah satu lampu mati, dan karena ada 15 - 20 ribu lampu di komputer, butuh banyak waktu untuk mencari dan mengganti lampu yang rusak. Selain itu, mereka menghasilkan panas dalam jumlah besar, dan sistem pendingin khusus diperlukan untuk mengoperasikan komputer “modern” pada masa itu.

Untuk memahami sirkuit rumit sebuah komputer besar, dibutuhkan seluruh tim insinyur. Tidak ada perangkat input di komputer ini, jadi data dimasukkan ke dalam memori dengan menghubungkan steker yang diinginkan ke soket yang diinginkan.

Contoh mesin generasi pertama antara lain: TANDA 1, ENIAC EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Kalkulator), adalah mesin program tersimpan pertama. UNIVAC (Komputer Otomatis Universal). Salinan pertama Univac telah diserahkan ke Biro Sensus AS. Belakangan, banyak model Univac yang berbeda diciptakan, yang dapat diterapkan di berbagai bidang kegiatan. Dengan demikian, Univac menjadi komputer pertama yang diproduksi secara massal. Itu juga merupakan komputer pertama yang menggunakan pita magnetik sebagai pengganti kartu berlubang.

Generasi kedua.
Komputer transistor.

Pada tanggal 1 Juli 1948, salah satu halaman radio dan televisi The New York Times menerbitkan pesan sederhana bahwa Bell Telephone Laboratories telah mengembangkan perangkat elektronik yang dapat menggantikan tabung vakum. Fisikawan teoretis John Bardeen dan ahli eksperimental terkemuka perusahaan Walter Brighten menciptakan transistor kerja pertama. Itu adalah perangkat kontak titik di mana tiga “antena” logam bersentuhan dengan batangan germanium polikristalin.

Komputer berbasis transistor pertama muncul pada akhir tahun 50an, dan pada pertengahan tahun 60an, perangkat eksternal yang lebih kompak diciptakan, yang memungkinkan Digital Equipment merilis komputer mini PDP-8 berukuran kulkas pertama pada tahun 1965 (!! ) dan hanya berbiaya 20 ribu dolar (!!).

Penciptaan transistor didahului oleh kerja keras selama hampir 10 tahun, yang dimulai pada tahun 1938 oleh fisikawan teoretis William Shockley. Penggunaan transistor sebagai elemen utama dalam komputer telah menyebabkan pengurangan ukuran komputer hingga ratusan kali lipat dan peningkatan keandalannya.

Namun kemampuan yang paling menakjubkan dari transistor adalah ia dapat bekerja pada 40 tabung vakum dan pada saat yang sama bekerja pada kecepatan yang lebih tinggi, menghasilkan panas yang sangat sedikit dan hampir tidak mengkonsumsi listrik. Bersamaan dengan proses penggantian tabung vakum dengan transistor, metode penyimpanan informasi ditingkatkan. Kapasitas memori meningkat, dan pita magnetik, yang pertama kali digunakan di komputer Univac, mulai digunakan untuk input dan output informasi. Dan pada pertengahan tahun 60an, penyimpanan informasi pada disk menjadi tersebar luas. Kemajuan besar dalam arsitektur komputer telah memungkinkan pencapaian kecepatan satu juta operasi per detik! Contoh komputer transistor adalah Stretch (Inggris), Atlas (USA). Saat itu, Uni Soviet mengikuti perkembangan zaman dan memproduksi komputer kelas dunia (misalnya BESM-6).

Generasi ketiga.
Sirkuit terintegrasi.

Sama seperti munculnya transistor yang mengarah pada penciptaan komputer generasi kedua, munculnya sirkuit terintegrasi menandai tahap baru dalam perkembangan teknologi komputer - kelahiran mesin generasi ketiga. Sirkuit terpadu, disebut juga chip, adalah miniatur sirkuit elektronik yang diukir pada permukaan kristal silikon dengan luas sekitar 10 mm. 2 .

Sirkuit pertama dan terintegrasi (IC) ) muncul pada tahun 1964. Pada awalnya mereka hanya digunakan dalam teknologi luar angkasa dan militer. Sekarang bisa ditemukan dimana saja, termasuk mobil dan peralatan rumah tangga. Adapun komputer, mereka tidak terpikirkan tanpa sirkuit terintegrasi!

Munculnya IP berarti revolusi sejati dalam teknologi komputasi. Lagi pula, ia sendiri mampu menggantikan ribuan transistor, yang masing-masing telah menggantikan 40 tabung vakum. Dengan kata lain, satu kristal kecil memiliki daya komputasi yang sama dengan Eniak seberat 30 ton! Performa komputer generasi ketiga meningkat 100 kali lipat, dan dimensinya menurun secara signifikan.

Ditambah dengan semua kelebihan komputer generasi ketiga adalah kenyataan bahwa produksinya ternyata lebih murah daripada produksi mesin generasi kedua. Berkat ini, banyak organisasi dapat membeli dan menggunakan mesin tersebut. Dan hal ini, pada gilirannya, menyebabkan peningkatan permintaan akan komputer serba guna yang dirancang untuk memecahkan berbagai macam masalah. Sebagian besar komputer yang dibuat sebelumnya adalah mesin khusus yang memungkinkan untuk memecahkan satu jenis masalah tertentu. jenis.

Generasi keempat.
Sirkuit terpadu yang besar.

Anda telah mengetahui bahwa bagian elektromekanis dari mesin hitung digantikan oleh tabung vakum, yang kemudian digantikan oleh transistor, dan yang terakhir digantikan oleh sirkuit terpadu. Tampaknya kemampuan teknis komputer telah habis. Sungguh, apa lagi yang bisa kamu pikirkan?

Untuk menjawab pertanyaan ini, mari kita kembali ke awal tahun 70an. Pada saat inilah upaya dilakukan untuk mengetahui apakah mungkin untuk menempatkan lebih dari satu sirkuit terpadu pada satu chip. Ternyata hal itu mungkin! Perkembangan mikroelektronika telah mengarah pada terciptanya kemampuan untuk menempatkan ribuan sirkuit terpadu dalam satu chip. Jadi, sudah pada tahun 1980, prosesor pusat dari sebuah komputer kecil dapat ditempatkan pada sebuah chip yang luasnya hanya seperempat inci persegi (1,61 cm). 2 ). Era mikrokomputer telah dimulai.

Berapa kecepatan komputer mikro modern? Ini 10 kali lebih tinggi dari kecepatan komputer generasi ketiga yang berbasis sirkuit terpadu, 1000 kali lebih tinggi dari kecepatan komputergenerasi kedua aktiftransistor dan 100.000 kali lipat kecepatan komputer generasi pertama yang menggunakan tabung vakum.

Lebih jauh lagi, hampir 40 tahun yang lalu, komputer seperti Univac berharga sekitar 2,5 juta dolar. Saat ini, komputer dengan kecepatan jauh lebih tinggi, kemampuan lebih besar, keandalan lebih tinggi, dimensi jauh lebih kecil, dan pengoperasian lebih mudah berharga sekitar $2.000. Setiap 2 tahun, harga sebuah komputer turun sekitar 2 kali lipat.

Dua perusahaan raksasa kini memainkan peran yang sangat penting dalam pengembangan komputer:Microsoft® Dan Intel®. Yang pertama sangat mempengaruhi perkembangan perangkat lunak komputer, sedangkan yang kedua dikenal berkat mikroprosesor terbaik yang dihasilkannya.

Perbandingan berbagai generasi komputer.

Selama perkembangan komputer, terdapat kecenderungan yang jelas menuju ukuran yang lebih kecil dan peningkatan kinerja. Semakin berkembang basis elemen komputer, semakin kecil dan cepat jadinya. Hal ini dapat digambarkan melalui perbandingan dan tabel berikut:

KESIMPULAN

Seperti apa seharusnya komputer generasi kelima?

Perkembangan komputer generasi berikutnya didasarkan pada sirkuit terintegrasi besar dengan peningkatan derajat integrasi dan penggunaan prinsip optoelektronik (laser, holografi). Pembangunan juga bergerak di jalur “intelektualisasi” komputer, menghilangkan penghalang antara manusia dan komputer. Komputer akan memahami informasi dari teks tulisan tangan atau cetakan, dari bentuk, dari suara manusia, mengenali pengguna melalui suara, dan menerjemahkan dari satu bahasa ke bahasa lain.

Pada komputer generasi kelima akan terjadi transisi kualitatif dari pemrosesan data ke pemrosesan pengetahuan.

Arsitektur komputer generasi masa depan akan berisi dua blok utama. Salah satunya adalah komputer tradisional, namun kini kehilangan komunikasi dengan pengguna. Koneksi ini dilakukan oleh sebuah blok, yang disebut antarmuka cerdas. Tugasnya adalah memahami teks yang ditulis dalam bahasa alami dan berisi kondisi masalah, dan menerjemahkannya ke dalam program komputer yang berfungsi.

Saat ini, banyak bidang aktivitas manusia yang berhubungan dengan penggunaan komputer. Mengapa mesin elektronik ini terintegrasi erat ke dalam kehidupan kita? Semuanya cukup sepele. Mereka melakukan perhitungan rutin dan pekerjaan desain, membebaskan otak kita untuk tugas-tugas yang lebih penting dan bertanggung jawab. Hasilnya, rasa lelah berkurang tajam, dan kita mulai bekerja jauh lebih produktif dibandingkan tanpa menggunakan komputer.

Kemampuan komputer modern sangat menakjubkan. Mereka mampu melakukan beberapa tugas secara paralel, yang kompleksitasnya cukup tinggi. Oleh karena itu, beberapa produsen berpikir untuk menciptakan kecerdasan buatan. Bahkan sekarang, pekerjaan komputer menyerupai pekerjaan asisten manusia elektronik yang cerdas.

Pembangkitan panas meningkat. Sebagian energi yang dilepaskan selama proses kimia tanpa diubah menjadi energi langsung digunakan untuk kontraksi otot. Mayoritas sisa energi dari proses kimia diubah menjadi panas, sehingga otot melepaskan panas saat berkontraksi.

Faktor efisiensi (efisiensi) adalah perbandingan antara energi yang dikeluarkan untuk kerja otot dengan total energi yang dihasilkan otot selama bekerja. Efisiensi otot manusia rata-rata berkisar antara 15 hingga 25%, efisiensi otot kaki - dari 20 hingga 35%, dan efisiensi lengan - dari 5 hingga 15%.

Dengan pelatihan, meningkat pada manusia hingga 25-30% dan bahkan hingga 35%, dan pada hewan - hingga 50%,

Fase anaerobik dan aerobik dari proses biokimia berhubungan dengan dua fase pembangkitan panas: awal dan pemulihan, atau tertunda.

Fase awal disebabkan oleh proses anaerobik biokimia yang menyebabkan kontraksi otot. Dengan kontraksi otot tunggal, 65-70% panas terjadi selama periode kontraksi dan 30-35% selama periode relaksasi (pembangkitan panas anaerobik tertunda). Sejumlah kecil panas dihasilkan selama eksitasi sebelum kontraksi). Pada tetanus jangka pendek, produksi panas yang tertunda menyumbang 20% ​​dari total panas. Dalam kondisi aerobik, dalam atmosfer oksigen, pada fase awal, jumlah panas yang dihasilkan sama dengan yang dihasilkan tanpa oksigen, dan fase anaerobik awal menyumbang 40% dari total panas yang dihasilkan oleh otot dengan adanya oksigen. .

Karena pemendekan pasif dan sedikit peregangan otot menghasilkan panas, sebagian panas pada fase awal bergantung pada perubahan elastisitas otot.

Fase reduksi pembangkitan panas terutama disebabkan oleh proses oksidatif. Hanya 25% panas berasal dari pembentukan panas anaerobik tertunda. Secara total, 60% panas yang dihasilkan otot dengan adanya oksigen terbentuk pada fase ini. Selama fase ini, sebagian asam laktat dioksidasi dan sisanya diubah menjadi glikogen. Dalam kondisi normal aktivitas otot, pemecahan zat bebas oksigen dan bebas oksigen serta resintesisnya terjadi secara bersamaan. Oleh karena itu, dengan sirkulasi darah yang normal, pekerjaan dengan intensitas rendah yang berkepanjangan dalam waktu yang relatif lama tidak disertai dengan penurunan kadar gula yang nyata dan penumpukan asam laktat di dalamnya.

Kontraksi auksotonik menghasilkan panas 40% lebih banyak dibandingkan kontraksi isometrik. Semakin besar ketegangan otot selama kontraksi isometrik, semakin besar pula produksi panasnya. Selama kontraksi isotonik tanpa beban, panas yang dihasilkan sangat sedikit. Ini lebih kecil dibandingkan dengan kontraksi isometrik. Namun jika otot berkontraksi karena suatu beban, maka pembangkitan panasnya semakin besar, Ceko: semakin besar pula massa bebannya.

Total produksi panas pada kedua fase adalah 1,5 kali lebih besar dibandingkan kontraksi awal pada kontraksi tunggal, dan 2,5 kali pada kontraksi tetanik. Akibatnya, meskipun fase awal tidak berubah, fase pemulihan meningkat. Hal ini menunjukkan penggunaan zat dan energi yang lebih hemat pada penyakit tetanus.