2.3. Компьютерлік жүйелердің эволюциясы

Жеке жұмыс үстелдері, ноутбуктер және планшеттер түріндегі компьютерлер күнделікті өмірдің маңызды бөлігіне айналғаны сонша, олар болмаған кезде есте сақтау қиын болуы мүмкін. Шындығында, қазіргі уақытта белгілі және қолданылатын компьютерлер әлі де салыстырмалы түрде жаңа. Компьютерлер техникалық тұрғыдан шамамен 5000 жыл бұрын Абакус дәуірінен бері қолданылып келе жатқанымен, қоғамға ең үлкен және ең терең әсер еткен қазіргі заманғы компьютерлер. Тарихтағы алғашқы толық өлшемді цифрлық компьютер 1944 жылы жасалды. Марк I деп аталатын бұл компьютер тек есептеу үшін ғана қолданылған және салмағы бес тонна болатын. Көлемі мен шектеулі мүмкіндіктеріне қарамастан, ол компьютерлердің бірнеше буынының дамуын бастайтын көптеген алғашқысы болды.

Бірінші буын компьютерлері

Бірінші буын компьютерлерінің сыртқы түрі немесе өнімділігі жағынан қазіргі компьютерлерге ұқсастығы шамалы болды. Компьютерлердің бірінші буыны 1940-1956 жылдар аралығында орын алды және көлемі жағынан өте үлкен болды. Ол кездегі компьютерлердің ішкі жұмысы күрделі емес еді. Бұл алғашқы машиналарға жад үшін магниттік барабандар мен ажыратқыштар мен күшейткіштер ретінде жұмыс істейтін вакуумдық түтіктер қажет болды. Бұл негізінен машиналардың үлкен көлеміне және олар шығаратын жылудың үлкен мөлшеріне жауап беретін вакуумдық түтіктер болды. Бұл компьютерлердің жылу шығарғаны сонша, олар үлкен салқындату қондырғыларына қарамастан үнемі қызып тұратын. Бірінші буын компьютерлері сонымен қатар машина тілі деп аталатын өте қарапайым бағдарламалау тілін пайдаланды (сурет 2.7).

1945 ж. – Вакуумдық түтіктерді қолданатын алғашқы компьютердің прототипі ENIAC (Электрондық сандық интегратор және компьютер) Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде АҚШ армиясының траектория кестелерін есептеуге арналған, бірақ соғыс аяқталғаннан кейін үш айдан кейін аяқталды.

                                           suret_2.7.png

                        Сурет 2.7 Вакуумдық түтіктер

Машинаның ұзындығы 100 фут және биіктігі 10 фут және салмағы 30 тонна болды. Онда 18 000-нан астам вакуумдық түтіктер болды. Бірінші жылы 19 мың шам жанып, ауыстырылды. ENIAC секундына 5000 операцияны орындай алды, бірақ бұл операцияларды кабельдерді қосу және 6000 қосқышты орнату арқылы қолмен бағдарламалау керек болды.

Коммерциялық тұрғыдан сәтті шыққан алғашқы компьютер UNIVAC-ты Eckert-Mauchly компьютерлік корпорациясы құрды (кейінірек Remington Rand сатып алды). Көліктің ұзындығы 14.5 фут, биіктігі 7.5 фут және ені 9 фут болды. Ол секундына 7,200 таңбаны оқи алады және 930 000 доллар тұрады. Тағы бір маңызды жетістік компиляторды сол кезде Eckert-Mauchly компьютерлік корпорациясында жұмыс істеген Адмирал Grace Hopper ойлап тапты. Компилятор бағдарлама командаларын ағылшын тілінде жазуға, содан кейін машина түсінетін тілге аударуға мүмкіндік берді.

Екінші буын компьютерлері

Компьютерлердің екінші буыны (1956 жылдан – 1963 жылға дейін) транзисторлардың пайда болуы вакуумдық түтіктерді жоюға қол жеткізді. Транзисторлардың вакуумдық түтіктерді ауыстыру мүмкіндігі алғаш рет AT&T Bell Laboratories зертханасында көрсетілді. Бұл оларға электр энергиясын аз пайдалануға және аз жылу шығаруға мүмкіндік берді. Екінші буын компьютерлері де алдыңғыларға қарағанда айтарлықтай жылдамырақ болды. Транзисторлы компьютерлер секундына 200000-нан 250000-ға дейін операция жасай алады. Тағы бір маңызды өзгеріс кішірек компьютерлердің өлшемдерінде болды. Транзисторлық компьютерлер сонымен қатар магниттік жадымен қатар қолданылатын негізгі жадты дамытты, радио қабылдағыштар сияқты басқа электрондық құрылғыларда да қолданылған (сурет 2.8).

           suret_2.8.png

      Сурет 2.8 Транзисторлар

Үшінші буын компьютерлері

1964 жылдан 1971 жылға дейін интегралды схемалардың арқасында компьютерлер өнімділік тұрғысынан айтарлықтай өзгерістерге ұшырады.

Микрочип немесе «чип» деп аталатын интегралды схема – байланыстар, транзисторлар, конденсаторлар және резисторлар сияқты микроскопиялық схема элементтері бар кремнийдің жұқа қабаты. Оны 1958 жылы Texas Instruments компаниясында Джек Килби және Fairchild Semiconductor компаниясында Роберт Нойс дербес әзірледі. Біріктірілген схемалар мыңдаған вакуумдық түтіктердің немесе транзисторлардың эквивалентіне сәйкес келді, олар бір миниатюралық чипке тырнақ көлеміндей оралған, осылайша компьютерлер сияқты құрылғылардың өлшемін, салмағын және қуат талаптарын азайтты. Чипке көбірек құрамдас бөліктер сыятындықтан, компьютерлер кішірейді. Сонымен қатар, перфокарталар мен алдыңғы жүйелерді басып шығарудың орнына, пернетақталар мен мониторлар адамдарға есептеу машиналарымен өзара әрекеттесуге мүмкіндік берді (сурет 2.9).

        suret_2.9.png

Сурет 2.9 Интегралды схемалар

Төртінші буын компьютерлері

Ең үлкен әсер еткен өзгерістер 1971-2010 жылдар аралығында болды. Осы уақыт ішінде технология өндірушілер бір чипке миллиондаған транзисторларды орналастыра алатындай дәрежеде дамыды. Микропроцессор жасалғанға дейін әрбір интегралдық схема белгілі бір мақсат үшін жасалуы керек болса, қазіргі микропроцессорлар әр түрлі мақсаттар мен қажеттіліктер үшін дайындалып, содан кейін бағдарламаланады. 1971 жылы сатылымға шыққан алғашқы микропроцессор Intel 4004 чипі болды және әмбебап микропроцессорын Тед Хофф жасаған. Intel 4004 микропроцессорларға негізделген компьютерлік жүйелердің бұрынғыға қарағанда жылдамырақ, кішірек және арзанырақ болуына мүмкіндік берді. Бұл өнертабыс дербес компьютерлер индустриясының пайда болуына әкелді. 70-ші жылдардың ортасына қарай Altair 8800 сияқты дербес компьютерлер жиынтық түрінде көпшілікке қол жетімді болды және құрастыруды қажет етті. 70-ші жылдардың аяғы мен 80-ші жылдардың басында нарықта Commodore Pet, Apple II және бірінші IBM компьютері сияқты үйде пайдалануға арналған дербес компьютерлер пайда болды. Дербес компьютерлер және олардың желілерді құру қабілеті 1990 жылдардың басында Интернетке әкелді. Компьютерлердің төртінші буыны ноутбуктер мен портативті құрылғыларды қоса алғанда, одан да кіші компьютерлердің құрылуымен ерекшеленді. Осы уақытта графикалық пайдаланушы интерфейсі немесе GUI ойлап табылды. Компьютерлік жад пен сақтау сыйымдылығы мен сақтау жылдамдығын арттыра отырып, айтарлықтай жақсартуларға ұшырады (сурет 2.10).

   suret_2.10.png

                                               Сурет 2.10 Микропроцессорлық чип

Компьютерлердің бесінші буыны

Жасанды интеллект негізіндегі бесінші буын есептеуіш құрылғылары.

Дауысты тану сияқты кейбір қосымшалар бар болса да, әлі де әзірленуде. Параллельді өңдеу және суперөткізгіштерді пайдалану жасанды интеллектті шындыққа айналдыруға көмектеседі.

Бесінші буындағы есептеуіш техниканың мақсаты табиғи тіл енгізуіне жауап беретін және үйренуге және өзін-өзі ұйымдастыруға қабілетті құрылғыларды жасау болып табылады (сурет 2.11).

                                                      suret_2.11.png

                                                         Сурет 2.11 Бесінші буын компьютерлері