TŘETÍ GENERACE POČÍTAČŮ: HISTORIE, VLASTNOSTI, HARDWARE, SOFTWARE - TECHNOLOGIE - 2025

Třetí generace počítačů se týká výpočetní techniky, který byl založen na integrovaných obvodů, která byla použita v období mezi lety 1963 a 1974. integrovaných obvodů různých elektronických součástek, jako jsou tranzistory a kondenzátory, mezi ostatními.

Byly vyrobeny velmi malé tranzistory, které mohly být uspořádány do jediného polovodiče, což způsobilo dramatické zlepšení celkového výkonu počítačových systémů.

IBM 360 Zdroj: flickr.com od Don DeBold. Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)

Tyto obvody překonaly vakuové trubice a tranzistory, a to jak z hlediska nákladů, tak výkonu. Náklady na integrované obvody byly velmi nízké. Proto hlavní charakteristickou vlastností počítačů třetí generace bylo to, že integrované obvody začaly být používány jako výpočetní zařízení, která se nadále používala až do současné generace.

Třetí generace byla v podstatě zlomem v životě počítačů. Děrované karty a tiskárny byly vyměněny za klávesnice a monitory připojené k operačnímu systému.

V této době se počítače staly dostupnější pro hromadné publikum kvůli jejich menší velikosti a přiměřenějším nákladům.

Mooreův zákon

Implementace těchto počítačů byla také v souladu s Mooreovým zákonem zveřejněným v roce 1965.

Tento zákon uvádí, že protože se velikost tranzistoru tak rychle zmenšuje, bude se v příštích deseti letech počet tranzistorů, které se vejdou na nové mikročipy, zdvojnásobit každé dva roky. Po deseti letech byl v roce 1975 tento exponenciální růst upraven na každých pět let.

Během třetí generace byl procesor postaven pomocí mnoha integrovaných obvodů. Ve čtvrté generaci to bylo, že celý procesor mohl být umístěn na jediném křemíkovém čipu, jehož velikost byla menší než poštovní známka.

Dnes téměř všechna elektronická zařízení používají nějaký typ integrovaných obvodů umístěných na deskách plošných spojů.

Původ a historie třetí generace

Tranzistory byly ve vakuových zkumavkách obrovské vylepšení, ale stále vytvářely velké množství tepla a způsobovaly poškození částí počítače. Tato situace byla vyřešena příchodem křemene.

Velikost tranzistorů byla zmenšena, aby byla umístěna na křemíkové polovodiče, také populárně nazývané čipy. Tímto způsobem byly tranzistory nahrazeny integrovaným obvodem nebo čipem. Vědci dokázali dát mnoho komponent na jeden čip.

Výsledkem bylo, že počítač se zmenšoval a zmenšoval, protože více komponent bylo komprimováno na jeden čip. Také byli schopni zvýšit rychlost a efektivitu počítačů třetí generace.

Integrovaný obvod

Ve třetí generaci se stala hlavní vlajkovou lodí technologie integrovaných obvodů nebo mikroelektronika.

Jack Kilby z Texas Instruments a Robert Noyce z Fairchild Semiconductor byli první, kdo vyvinul myšlenku integrovaného obvodu v roce 1959.

Integrovaný obvod je jedinečné zařízení, které obsahuje interně velké množství tranzistorů, registrů a kondenzátorů, které jsou konstruovány z jednoho tenkého kusu křemíku.

První integrovaný obvod obsahoval pouze šest tranzistorů. Porovnat s dnes používanými integrovanými obvody, které obsahují až stovky milionů tranzistorů, je obtížné. Mimořádný vývoj za méně než půl století.

Proto je nepopiratelné, že se velikost počítače zmenšovala a zmenšovala. Počítače této generace byly malé, levné, velké paměti a rychlost zpracování byla velmi vysoká.

Charakteristika třetí generace počítačů

Tyto počítače byly vysoce spolehlivé, rychlé a přesné, s nižšími náklady, i když byly stále relativně drahé. Zmenšila se nejen jeho velikost, ale také potřeba energie a výroba tepla.

Uživatelé mohou komunikovat s počítačem pomocí klávesnic a obrazovkových monitorů pro vstup i výstup dat, jakož i pro interakci s operačním systémem a dosahování hardwarové a softwarové integrace.

Schopnost komunikace s jinými počítači je dosažena, což posílí datovou komunikaci.

Počítače byly použity při výpočtech sčítání lidu, stejně jako ve vojenských, bankovních a průmyslových aplikacích.

Použitá technologie

Tranzistory byly nahrazeny integrovaným obvodem v jejich elektronických obvodech. Integrovaný obvod byl jediný komponent, který obsahoval velké množství tranzistorů.

Rychlost zpracování

Díky použití integrovaných obvodů byl výkon počítačů rychlejší a přesnější.

Jeho rychlost byla téměř 10 000krát větší než rychlost první generace počítačů.

Úložný prostor

Kapacita paměti byla větší a bylo možné uložit stovky tisíc znaků, dříve jen desítky tisíc. Jako primární paměť byla použita polovodičová paměť, jako je RAM a ROM.

Externí disky byly použity jako úložná média, jejichž povaha přístupu k datům byla náhodná, s velkou úložnou kapacitou milionů znaků.

Vylepšený software

- Naďalej se vyvíjely programovací jazyky na vysoké úrovni. K vývoji programů se používají jazyky na vysoké úrovni, jako je FORTAN, BASIC a další.

- Schopnost provádět multiprocesing a multitasking. Schopnost provádět několik operací současně byla vyvinuta instalací multiprogramování.

Hardware

Tato generace zavedla koncept „rodiny počítačů“, který vyzval výrobce, aby vytvořili počítačové komponenty kompatibilní s jinými systémy.

Interakce s počítači se výrazně zlepšila. Byly zavedeny video terminály pro datový výstup, čímž byly nahrazeny tiskárny.

Klávesnice byly použity pro zadávání dat, spíše než pro tisk děrných karet. Byly zavedeny nové operační systémy pro automatické zpracování, stejně jako vícenásobné programování.

Pokud jde o skladování, pro pomocné terminály začaly magnetické pásky vyměňovat magnetické disky.

Integrovaný obvod

V této generaci počítačů byly jako hlavní elektronické součástky použity integrované obvody. Vývoj integrovaných obvodů dal vzniknout nové oblasti mikroelektroniky.

S integrovaným obvodem bylo hledáno řešení složitých postupů použitých při návrhu tranzistoru. Nutnost manuálního připojení kondenzátorů a diod k tranzistorům byla časově náročná a ne úplně spolehlivá.

Kromě snížení nákladů, uvedení více tranzistorů na jeden čip výrazně zvýšilo rychlost a výkon jakéhokoli počítače.

Komponenty integrovaného obvodu mohou být hybridní nebo monolitické. Hybridní integrovaný obvod je, když jsou tranzistor a dioda umístěny odděleně, zatímco monolitický je, když jsou tranzistor a dioda umístěny společně na jediný čip.

software

Operační systém

Počítače začaly používat software operačního systému ke správě počítačového hardwaru a zdrojů. To umožnilo systémům současně spouštět různé aplikace. Kromě toho byly použity operační systémy pro vzdálené zpracování.

IBM vytvořila operační systém OS / 360. Růst softwaru se výrazně zlepšil díky oddělení, kdy se software prodával odděleně od hardwaru.

Jazyky na vysoké úrovni

Přestože se v programování ukázaly jako velmi užitečné jazyky sestavení, pokračovalo hledání lepších jazyků, které byly blíže konvenční angličtině.

Díky tomu byl běžný uživatel zcela obeznámen s počítačem, což byl hlavní důvod obrovského růstu v počítačovém průmyslu. Tyto jazyky se nazývaly jazyky vyšší úrovně.

Jazyky třetí generace byly procedurální povahy. Proto jsou také známé jako procedurálně orientované jazyky. Postupy vyžadují, abyste věděli, jak bude problém vyřešen.

Každý jazyk na vysoké úrovni byl vyvinut tak, aby splňoval některé základní požadavky na konkrétní typ problému.

Různé jazyky na vysoké úrovni, které mohl uživatel použít, byly FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 a mnoho dalších.

Zdrojový program

Program psaný v jazyce vysoké úrovně se nazývá zdrojový program. Toto je prvek, který programátor vstupuje do počítače, aby získal výsledky.

Zdrojový program musí být převeden na objektový program, což je jazyk nul a jazyků, kterým počítač může rozumět. To se provádí prostředním programem zvaným kompilátor. Kompilátor závisí na jazyce a použitém stroji.

Vynálezy a jejich autoři

Integrovaný obvod

Jde o obvod, který se skládá z velkého počtu elektronických součástek umístěných na jediném křemíkovém čipu fotolitografickým procesem.

Poprvé ji navrhl v roce 1959 Jack Kilby ve společnosti Texas Instrument a Robert Noyce ve společnosti Fairchild Corporation. Byl to důležitý vynález v oblasti informatiky.

Kilby postavil svůj integrovaný obvod na germaniu, zatímco Noyce jej postavil na křemíkovém čipu. První integrovaný obvod byl použit v roce 1961.

IBM 360

IBM tento počítač vynalezl v roce 1964. Byl používán pro komerční a vědecké účely. IBM utratila přibližně 5 miliard dolarů na vývoj systému 360.

Nebyl to jen nový počítač, ale nový přístup k návrhu počítače. Byla zavedena stejná architektura pro řadu zařízení.

Jinými slovy, program určený pro běh na jednom počítači v této rodině by také mohl běžet na všech ostatních.

UNIX

Tento operační systém byl vynalezen v roce 1969 Kenneth Thompsonem a Dennisem Ritchiem. UNIX byl jeden z prvních operačních systémů pro počítače, napsaný v jazyce C. Nakonec existovalo mnoho různých verzí UNIX.

UNIX se stal vedoucím operačním systémem pro pracovní stanice, ale na trhu s PC měl nízkou popularitu.

Pascal

Tento jazyk je pojmenován podle Blaise Pascala, francouzského matematika 17. století, který postavil jeden z prvních mechanických sčítacích strojů. To bylo nejprve vyvinuto jako výukový nástroj.

Niklaus Wirth vyvinul tento programovací jazyk na konci šedesátých let. Pascal je vysoce strukturovaný jazyk.

Doporučené počítače

IBM 360

Třetí generace začala představením řady počítačů IBM 360. To byl pravděpodobně nejdůležitější stroj postavený v tomto období.

Velké modely měly až 8 MB hlavní paměti. Model s nejmenší kapacitou byl model 20 s pamětí pouze 4 kB.

IBM dodala čtrnáct modelů této řady počítačů, včetně jednorázových modelů pro NASA.

Jeden člen této rodiny, model 50, mohl provést 500 000 částek za sekundu. Tento počítač byl přibližně 263krát rychlejší než ENIAC.

Byl to docela úspěšný počítač na trhu, protože vám umožňoval volit mezi různými typy nastavení. Všechny počítače řady IBM 360 však používaly stejnou sadu pokynů.

Honeywell 6000

Různé typy modelů v této sérii zahrnovaly vylepšenou funkci sady instrukcí, která přidala k operacím desítkovou aritmetiku.

Procesor v těchto počítačích pracoval s 32bitovými slovy. Paměťový modul obsahoval 128 000 slov. Systém by mohl podporovat jeden nebo dva paměťové moduly pro maximálně 256 000 slov. Používali různé operační systémy, například GCOS, Multics a CP-6.

PDP-8

Byl vyvinut v roce 1965 DEC. Byl to komerčně úspěšný minipočítač. V té době byly tyto počítače nejprodávanějšími počítači v historii. Byly k dispozici ve stolních modelech a na podvozcích.

Měl menší sadu pokynů. Pro velikost slova použil 12 bitů.

Měli několik vlastností, například nízkou cenu, jednoduchost a rozšiřitelnost. Konstrukce těchto počítačů usnadnila programování programátorům.

Výhody a nevýhody

Výhoda

- Hlavní výhodou integrovaných obvodů byla nejen jejich malá velikost, ale jejich výkon a spolehlivost, lepší než předchozí obvody. Spotřeba energie byla mnohem nižší.

- Tato generace počítačů měla vyšší výpočetní rychlost. Díky jejich rychlosti výpočtu byly velmi produktivní. Mohli vypočítat data v nanosekundách

- Počítače byly ve srovnání s předchozími generacemi menší. Proto byly snadno přepravitelné z jednoho místa na druhé kvůli jejich menší velikosti. Mohly by být instalovány velmi snadno a vyžadovaly méně místa pro jejich instalaci.

- Vyráběli méně tepla ve srovnání s předchozími dvěma generacemi počítačů. Pro odvádění tepla se začal používat vnitřní ventilátor, aby nedošlo k poškození.

- Byly mnohem spolehlivější, a proto vyžadovaly méně častý program údržby. Proto byly náklady na údržbu nízké.

- Levnější. Obchodní produkce se výrazně zvýšila.

- Měli velkou skladovací kapacitu.

- Jeho použití bylo pro obecné účely.

- Myš a klávesnice se začaly používat k zadávání příkazů a dat.

- Lze použít s jazyky na vysoké úrovni.

Nevýhody

- Bylo nutné mít klimatizaci.

- Technologie vyžadovaná pro výrobu čipů integrovaných obvodů byla velmi sofistikovaná.

- Čipy integrovaných obvodů nebylo snadné udržovat.

Reference

1. Benjamin Musungu (2018). Generace počítačů od roku 1940 do současnosti. Kenyaplex. Převzato z: kenyaplex.com.
2. Encyklopedie (2019. generace, počítače. Převzato z: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Historie vývoje a generování počítačů. Převzato z: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generace počítačů. Zahrnout nápovědu. Převzato z: includeehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generování počítače a jeho funkce. Převzato z: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Pět generací počítačů. Převzato z: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Počítačová historie: Klasifikace generací počítačů. Turbo Future. Převzato z: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Generování počítače. Stella Maris College. Převzato z: stellamariscollege.org.
9. Výukový program a příklad (2019). Třetí generace počítače. Převzato z: tutorialandexample.com.