FØRSTE GENERASJON DATAMASKINER: HISTORIE, EGENSKAPER, PROGRAMVARE, MASKINVARE - HISTORIE - 2026

Den første generasjonen datamaskiner var den innledende fasen der disse elektroniske maskinene ble brukt, i perioden 1940 til 1956. Datamaskiner brukte vakuumrørteknologi til både beregnings- og lagrings- og kontrollformål.

I tidlige første generasjons datamaskiner ble konseptet vakuumrør brukt. Disse var laget av glass og inneholdt et glødetråd inni. Utviklingen av datamaskinen startet fra 1500-tallet til den kan sees på i dag. Imidlertid har dagens datamaskin også gjennomgått raske endringer de siste femti årene.

ENIAC datamaskin Kilde: US Army Photo (Public Domain) via Wikimedia Commons

Denne perioden, under utviklingen av datamaskinen fant sted, kan deles inn i flere forskjellige faser, avhengig av typen svitsjekretser, kjent som datamaskingenerasjoner.

Derfor er datamaskingenerasjoner de forskjellige stadiene i utviklingen av elektroniske kretsløp, maskinvare, programvare, programmeringsspråk og annen teknologisk utvikling.

initial situasjon

De første elektroniske datamaskinene ble laget i løpet av 1940-årene. Siden den gang har det skjedd en rekke radikale fremskritt innen elektronikk.

Disse datamaskinene var så enorme at de tok opp hele rom. For å utføre operasjoner stolte de på bruk av maskinspråk, som var det programmeringsspråket på laveste nivå som datamaskiner forsto, og de kunne bare løse ett problem om gangen.

Vakuumrøret var en elektronisk komponent som hadde en mye lavere arbeidseffektivitet. Derfor kunne den ikke fungere ordentlig uten et flott kjølesystem, slik at det ikke ville bli skadet.

Inngangsmediet for første generasjons datamaskiner var basert på hullkort, og utdataene ble vist i utskrifter. Det tok operatører dager og til og med uker å ordne kablingen for å løse et nytt problem.

Opprinnelse og historie for den første generasjonen

Atanasoff-Berry datamaskin

Matematikeren og fysikeren John Atanasoff, på jakt etter måter å løse ligninger automatisk, begynte å klargjøre tankene sine i 1937 og skrev ned de grunnleggende egenskapene til en elektronisk datamaskin.

Denne maskinen løste ligninger, selv om den ikke kunne programmeres. Den ble produsert med støtte fra Clifford Berry.

Datamaskiner går elektronisk

Andre verdenskrig fungerte som jordmor til fødselen av den moderne elektroniske datamaskinen. Militære krav til beregninger og også høye krigsbudsjetter stimulerte til innovasjon.

De første elektroniske datamaskinene var maskiner bygget for spesifikke oppgaver. Å sette dem opp var tungvint og tidkrevende.

Den første elektroniske datamaskinen, kalt ENIAC, ble avklassifisert ved slutten av andre verdenskrig, noe som fikk henvendelser fra ingeniører over hele verden om hvordan de kunne bygge en lik eller bedre en.

Teamet som jobbet hos ENIAC var det første som innså viktigheten av konseptet med å ha programmet lagret inne i datamaskinen.

Disse tidlige maskinene ble generelt kontrollert av ledninger som var koblet til hovedkortet eller av en serie adresser kodet på papirbånd.

Selv om disse maskinene var tydelig programmerbare, ble programmene deres ikke lagret internt i datamaskinen.

John von Neumann

Denne matematikeren skrev en rapport som etablerte det konseptuelle rammeverket for datamaskiner med lagret program.

Han oppfordret IAS (Institute for Advanced Study) til ikke bare å gjøre teoretiske studier, men at det kunne settes ut i livet ved å lage en ekte datamaskin.

Moore skole

Denne skolen svarte i 1946 med en serie foredrag. Deltakerne lærte om ENIAC, generelle teknikker for å bygge datamaskiner, og også den nye ideen om å lagre programmer i minnet, som ingen hadde gjort ennå.

En av assistentene, Maurice Wilkes, ledet det britiske teamet som bygde EDSAC i Cambridge i 1949.

På den annen side ledet Richard Snyder det amerikanske laget som fullførte EDVAC på Moore School.

Den lagrede programdatamaskinen utviklet av von Neumann ble i drift i 1951. IAS gjorde designen hans fritt tilgjengelig. Dette spredte lignende maskiner over hele verden.

Kjennetegn på den første generasjonen datamaskiner

Løs bare ett problem om gangen

Første generasjons datamaskiner ble definert av det faktum at bruksanvisning ble laget spesielt for å utføre oppgaven datamaskinen skulle brukes til.

Teknologi brukt

Disse datamaskinene brukte vakuumrør for CPU-kretser og magnetiske trommer for datalagring, så vel som elektriske koblingsenheter.

Et magnetisk kjerne minne ble brukt som hovedminne. Inngangsenhetene var papirbånd eller utstansede kort.

Behandlingshastighet

CPU-hastighetene var ekstremt lave. De hadde langsom, ineffektiv og upålitelig prosessering på grunn av lav presisjon. Bare enkle og direkte numeriske beregninger kunne utføres.

koste

Datamaskiner var veldig dyre å kjøre. Datamaskiner av denne generasjonen var veldig store i størrelse, og tok en plass på størrelse med et rom.

Videre brukte de en stor mengde strøm, og genererte mye varme, noe som ofte fikk dem til å bryte sammen.

Programmeringsspråk

Første generasjons datamaskiner fikk instruksjoner på maskinspråk (0 og 1) eller gjennom elektriske av / på signaler. Det var ingen programmeringsspråk.

Senere ble monteringsspråket utviklet for bruk i første generasjons datamaskiner.

Når verden så at et dataprogram ble lagret internt, var fordelene åpenbare. Hvert universitet, forskningsinstitutt og laboratorium ville ha sitt eget.

Imidlertid var det ingen kommersielle elektroniske datamaskinprodusenter med lagrede programmer. Hvis du ville ha en, måtte du bygge den.

Mange av disse tidlige maskinene var basert på publiserte design. Andre utviklet seg uavhengig.

programvare

For å programmere de første elektroniske datamaskinene ble instruksjoner gitt på et språk de lett kunne forstå. Det var maskin eller binært språk.

Enhver instruksjon på dette språket gis i form av sekvenser på 1 og 0. Symbolet 1 representerer tilstedeværelsen av en elektrisk puls og 0 representerer fraværet av en elektrisk puls.

En streng med 1 og 0, for eksempel 11101101, har en spesifikk betydning for datamaskinen, selv om den ser ut som et binært tall.

Å skrive programmer på maskinspråk var veldig tungvint, så det ble bare gjort av eksperter. Alle instruksjoner og data ble sendt til datamaskinen i binær numerisk form.

Programmering på lavt nivå

Disse maskinene var beregnet på lavnivåoperasjoner. Systemene kunne bare løse ett problem om gangen. Det var ikke noe samlingsspråk og ingen operativsystemprogramvare.

Derfor var grensesnittet til første generasjons datamaskiner gjennom patchpaneler og maskinspråk. Teknikere koblet til elektriske kretser ved å koble mange ledninger til uttak.

Deretter ble de satt inn i spesifikke stansekort, og det ble ventet en slags beregning i timevis, samtidig som de stolte på at hvert av de tusen vakuumrørene ikke ville bli skadet under denne prosessen, slik at de ikke ville trenge å gå gjennom denne prosedyren igjen.

Dataarbeid ble utført i batches, så på 1950-tallet ble operativsystemet kalt batchbehandlingssystemet.

Internt lagret program

De første datamaskinene kombinerte beregninger med stor hastighet, men bare etter en nøye prosess med å konfigurere programmene.

Ingen vet hvem som kom frem til den innovative løsningen med å lagre instruksjoner som forteller deg hva du skal gjøre i datamaskinens minne. Det var fødselen til programvare, brukt siden den gang av alle datamaskiner.

Manchester eksperimentelle maskin var den første datamaskinen som kjørte et program fra minnet.

Femti-to minutter var tiden denne datamaskinen brukte til å utføre et 17-instruksjonsprogram. Dermed ble den lagrede programcomputeren i 1948 født.

maskinvare

I tillegg til å ha tusenvis av motstander og kondensatorer, brukte førstegenerasjons datamaskiner opp til mer enn 18 000 vakuumrør, noe som medførte at databehandlingsanlegg dekket hele rom.

Tomme rør

Den viktigste teknologien for første generasjons datamaskiner var vakuumrør. Fra 1940 til 1956 ble vakuumrør mye brukt i datamaskiner, noe som resulterte i den første generasjonen datamaskiner.

Disse datamaskinene brukte vakuumrør for signalforsterkning og koblingsformål. Rørene var laget av glassbeholdere som var forseglet, på størrelse med lyspærer.

Det forseglede glasset tillot strøm strøm trådløst fra glødetrådene til metallplatene.

Vakuumrøret ble oppfunnet i 1906 av Lee De Forest. Denne teknologien var essensiell i løpet av første halvdel av 1900-tallet, da den ble brukt til å lage TV-apparater, radarer, røntgenmaskiner og et bredt utvalg av andre elektroniske enheter.

Vakuumrør startet og avsluttet kretsløp ved å slå av og på når du kobler til eller kobler fra.

Midler til inn- og utkjøring

Inn- og utkjøring ble gjort ved hjelp av punch-kort, magnetiske trommer, skrivemaskiner og punch-kortlesere. Opprinnelig slo teknikere kortene manuelt med hull. Dette ble gjort senere ved bruk av datamaskiner.

Elektroniske skrivemaskiner, programmert til å skrive på papir eller en stanset kortleser, ble brukt til å skrive ut rapportene.

Utvalgte datamaskiner fra denne generasjonen

ENIAC

Den første generelle brukselektroniske datamaskinen, kalt ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), ble bygget mellom 1943 og 1945. Den brukte 18.000 vakuumrør og 70.000 motstander.

Det var den første datamaskinen i stor skala som jobbet elektronisk, uten å bli bremset av noen mekanisk komponent.

Vekten var 30 tonn. Den var omtrent 30 meter lang og krevde en stor plass for å installere den. Han kunne beregne til en hastighet på 1 900 summer per sekund. Den ble programmert med ledninger som ble koblet til hovedkortet.

Det var 1000 ganger raskere enn tidligere elektromekaniske datamaskiner, selv om det gikk litt tregt når du prøvde å programmere det på nytt.

Det ble designet og bygget ved Moore School of Engineering ved University of Pennsylvania av ingeniørene John Mauchly og Presper Eckert.

ENIAC ble brukt til å utføre krigsrelaterte beregninger, for eksempel beregninger for å hjelpe til med konstruksjonen av atombomben. Også for værvarslinger.

EDSAC

Denne datamaskinen ble utviklet i Storbritannia. Det ble den første ikke-eksperimentelle lagrede programdatamaskinen i 1949.

Den brukte et minne med kvikksølvforsinkelseslinjer, som ga minne til mange første generasjons datamaskiner.

ACE pilotmodell

Denne maskinen ble ferdigstilt av Alan Turing i Storbritannia i 1950. Selv om den ble bygget som en testdatamaskin, var den i normal drift i fem år.

UNIVAC

UNIVAC var den første datamaskinen for kommersiell bruk. Bildekilde: Wikimedia.org

UNIVAC (Universal Automatic Computer) var den første datamaskinen designet for kommersiell, ikke-militær bruk. Utstedt i 1951 til en kommersiell kunde, United States Census Bureau, for å telle den generelle befolkningen.

Det kan utføre ti ganger flere summer per sekund enn ENIAC. I nåværende dollar ble UNIVAC priset til 4 996 000 dollar.

Det ble senere brukt til å administrere lønn, poster og til og med for å forutsi resultatene av presidentvalget i 1952.

I motsetning til de 18.000 vakuumrørene hos ENIAC, brukte UNIVAC I bare drøyt 5.000 vakuumrør. Det var også halvparten av størrelsen på forgjengeren, og solgte nesten 50 enheter.

Fordeler og ulemper

Fordel

- Fordelen med vakuumrørteknologi er at det muliggjorde produksjon av digitale elektroniske datamaskiner. Vakuumrør var de eneste elektroniske enhetene som var tilgjengelige i løpet av disse dagene, noe som gjorde databehandling mulig.

- Disse datamaskinene var de raskeste dataenhetene i sin tid. De hadde muligheten til å beregne data i millisekunder.

- De kunne utføre komplekse matteproblemer effektivt.

ulemper

- Datamaskiner var veldig store. Vekten var omtrent 30 tonn. Derfor var de ikke bærbare i det hele tatt.

- De var basert på vakuumrør, som raskt ble skadet. Datamaskinen ble overopphetet veldig raskt på grunn av de tusenvis av vakuumrør. Derfor var det behov for et stort kjølesystem. Elektronemitterende metall brant lett i vakuumrør.

- De kunne lagre en liten mengde informasjon. Det ble brukt magnetiske trommer, noe som ga svært lite datalagring.

-De hadde begrenset kommersiell bruk, fordi deres kommersielle produksjon var veldig kostbar.

- Arbeidseffektiviteten var lav. Beregningene ble utført i veldig lav hastighet.

- Stanset kort ble brukt til oppføring.

- De hadde veldig begrensede programmeringsmuligheter. Bare maskinspråk kunne brukes.

- De krevde en stor mengde strømforbruk.

- De var ikke veldig pålitelige. Det var nødvendig med konstant vedlikehold, og de fungerte veldig dårlig.

referanser

1. Benjamin Musungu (2018). Generasjoner av datamaskiner siden 1940 til i dag. Kenyaplex. Hentet fra: kenyaplex.com.
2. Encyclopedia (2019). Generasjoner, datamaskiner. Hentet fra: encyclopedia.com.
3. Computer History (2019). Den første generasjonen. Hentet fra: computerhistory.org.
4. Wikieducator (2019). Historie om datautvikling og generering av datamaskiner. Hentet fra: wikieducator.org.
5. Prerana Jain (2018). Generasjoner av datamaskiner. Inkluder hjelp. Hentet fra: includehelp.com.
6. Kullabs (2019). Generering av datamaskiner og deres funksjoner. Hentet fra: kullabs.com.
7. Byte-Notes (2019). Fem generasjoner av datamaskiner. Hentet fra: byte-notes.com.
8. Alfred Amuno (2019). Datahistorie: Klassifisering av generasjoner av datamaskiner. Turbo Future. Hentet fra: turbofuture.com.