КОМП'ЮТЕРИ ТРЕТЬОГО ПОКОЛІННЯ: ІСТОРІЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, АПАРАТНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ, ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ - ТЕХНОЛОГІЯ - 2025

Третє покоління комп'ютерів відноситься до комп'ютерної технології, заснованої на інтегральних схемах, яка використовувалася в період між 1963 і 1974 роках інтегральних схем в поєднанні різні електронні компоненти, такі як транзистори і конденсатори, серед інших.

Було вироблено дуже малі транзистори, які можна було розташувати в одному напівпровіднику, завдяки чому загальна продуктивність комп'ютерних систем значно покращилася.

Джерело IBM 360: flickr.com Дон Деболд. Віднесення 2,0 Загальне (CC BY 2.0)

Ці схеми випереджали вакуумні трубки та транзистори як за вартістю, так і за продуктивністю. Вартість інтегральних мікросхем була дуже низькою. Тому головною характерною особливістю комп'ютерів третього покоління було те, що інтегральні мікросхеми почали використовувати як обчислювальні пристрої, які продовжували використовуватися до нинішнього покоління.

Третє покоління в основному стало поворотним моментом у житті комп’ютерів. Перфоровані картки та принтери були обмінені на клавіатури та монітори, підключені до операційної системи.

У цей час комп’ютери стали більш доступними для масової аудиторії через їх менший розмір та більш відповідну вартість.

Закон Мура

Реалізація цих комп'ютерів також відповідала закону Мура, розкритому в 1965 році.

Цей закон зазначав, що оскільки розмір транзистора скорочувався так швидко, протягом наступних десяти років кількість транзисторів, які поміщаються на нових мікросхемах, буде подвоюватися кожні два роки. Через десять років, у 1975 р. Цей показник експоненціального зростання був налаштований на кожні п’ять років.

Під час третього покоління процесор був побудований з використанням багатьох інтегральних мікросхем. У четвертому поколінні було так, що цілий процесор міг бути розміщений на одній силіконовій мікросхемі, розмір якої був меншим, ніж поштова марка.

Сьогодні майже всі електронні пристрої використовують певний тип інтегральної схеми, розміщеної на платах.

Походження та історія третього покоління

Транзистори значно покращились у порівнянні з вакуумними трубами, але вони все ще виділяли багато тепла, завдаючи шкоди частинам комп'ютера. Ця ситуація була вирішена з приходом кварцу.

Транзистори були зменшені в розмірі, щоб розмістити їх на кремнієвих напівпровідниках, які також в народі називають мікросхемами. Таким чином транзистори були замінені інтегральною схемою або мікросхемою. Вченим вдалося поставити багато компонентів на одну мікросхему.

В результаті комп'ютера стало все менше і менше, оскільки більше компонентів було стиснено на одному чіпі. Вони також змогли підвищити швидкість та ефективність комп'ютерів третього покоління.

Інтегральна схема

У третьому поколінні інтегрована мікросхема або мікроелектронна технологія стали головним флагманом.

Джек Кілбі з Texas Instruments та Роберт Нойс з Fairchild Semiconductor першими розробили ідею інтегральної схеми в 1959 році.

Інтегральна схема - це унікальний пристрій, який містить внутрішньо велику кількість транзисторів, регістрів та конденсаторів, які побудовані з єдиного тонкого шматка кремнію.

Перша інтегральна схема містила лише шість транзисторів. Порівнювати стає важко з використовуваними сьогодні інтегральними схемами, які містять до сотні мільйонів транзисторів. Надзвичайний розвиток менш ніж за півстоліття.

Тому безперечно, що розміри комп’ютера ставали все меншими та меншими. Комп'ютери цього покоління були невеликими, недорогими, великою пам'яттю, а швидкість обробки була дуже високою.

Характеристика комп'ютерів третього покоління

Ці комп'ютери були високонадійними, швидкими та точними, з меншою вартістю, хоча вони все ще були відносно дорогими. Зменшились не лише його розміри, але й потреба в енергії та вироблення тепла.

Користувачі могли взаємодіяти з комп'ютером за допомогою клавіатур та екранів для моніторингу введення та виведення даних, а також взаємодії з операційною системою, досягаючи апаратної та програмної інтеграції.

Можливість спілкування з іншими комп’ютерами досягається, просуваючи передачу даних.

Комп'ютери використовувались для підрахунків перепису, а також у військових, банківських та промислових програмах.

Використовувана технологія

Транзистори були замінені інтегральною схемою в їх електронних схемах. Інтегральна схема була єдиним компонентом, який містив велику кількість транзисторів.

Швидкість обробки

Завдяки використанню інтегральних мікросхем продуктивність комп'ютерів стала швидшою, а також більш точною.

Його швидкість була майже в 10000 разів більша, ніж у комп’ютерів першого покоління.

Зберігання

Об'єм пам'яті був більшим, і сотні тисяч символів могли зберігатися, раніше лише десятки тисяч. Напівпровідникова пам'ять, така як оперативна пам'ять і ПЗУ, використовувалася як основна пам'ять.

Зовнішні диски використовувались як носій зберігання даних, характер доступу до яких був випадковим, з великою ємністю мільйонів символів.

Вдосконалене програмне забезпечення

- мови програмування високого рівня продовжували розвиватися. Мови високого рівня, такі як FORTAN, BASIC та інші, використовуються для розробки програм.

- Можливість робити багатообробку та багатозадачність. Здатність виконувати кілька операцій одночасно була вироблена за допомогою установки багатопрограмового програмного забезпечення.

Апаратне обладнання

Це покоління запровадило концепцію "сім'ї комп'ютерів", яка кинула виклик виробникам створити комп'ютерні компоненти, сумісні з іншими системами.

Взаємодія з комп'ютерами помітно покращилася. Введено відеотермінали для виведення даних, таким чином замінивши принтери.

Клавіатури використовувались для введення даних, а не для друку перфокарт. Були введені нові операційні системи для автоматичної обробки, як і багаторазове програмування.

Щодо зберігання, то для допоміжних клем магнітні диски почали замінювати магнітні стрічки.

Інтегральна схема

У цьому поколінні комп'ютерів інтегральні мікросхеми використовувались як основна електронна складова. Розвиток інтегральних мікросхем породив нове поле мікроелектроніки.

За допомогою інтегральної схеми було розроблено рішення про складні процедури, що використовуються для проектування транзистора. Наявність ручного підключення конденсаторів і діодів до транзисторів було трудомістким і не зовсім надійним.

Крім зниження вартості, розміщення декількох транзисторів на одному мікросхемі значно підвищило швидкість і продуктивність будь-якого комп’ютера.

Компоненти інтегральної схеми можуть бути гібридними або монолітними. Гібридна інтегральна схема - це коли транзистор і діод розміщені окремо, тоді як монолітний - коли транзистор і діод розміщені разом на одному мікросхемі.

програмне забезпечення

Операційна система

Комп'ютери почали використовувати програмне забезпечення операційної системи для управління апаратними засобами та ресурсами комп'ютера. Це дозволило системам одночасно запускати різні програми. Крім того, використовувались операційні системи віддаленої обробки.

IBM створила операційну систему OS / 360. Зростання програмного забезпечення значно поліпшилося завдяки його роз'єднанню, при цьому програмне забезпечення продається окремо від апаратного забезпечення.

Мови високого рівня

Хоча мови складання виявилися дуже корисними в програмуванні, дослідження продовжували проводитися для кращих мов, ближчих до звичайної англійської.

Це зробило звичайного користувача досить знайомим з комп'ютером, що було головною причиною величезного зростання комп'ютерної індустрії. Ці мови були названі мовами високого рівня.

Мови третього покоління мали процедурний характер. Тому їх також називають процедурно орієнтованими мовами. Процедури вимагають, щоб ви знали, як проблема буде вирішена.

Кожна мова високого рівня була розроблена для задоволення деяких основних вимог до певного типу проблем.

FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 та багато інших різними мовами, якими користувач міг би користуватися, були різні.

Джерельна програма

Програма, написана мовою високого рівня, називається вихідною програмою. Це елемент, який програміст вводить у комп'ютер, щоб отримати результати.

Вихідна програма повинна бути перетворена в об'єктну програму, яка є мовою нулів та мовою, яку комп'ютер може зрозуміти. Це робиться проміжною програмою, яка називається компілятором. Компілятор залежить як від мови, так і від використовуваної машини.

Винаходи та їх автори

Інтегральна схема

Це схема, яка складається з великої кількості електронних компонентів, розміщених на одній кремнієвій мікросхемі через фотолітографічний процес.

Вперше він був розроблений у 1959 році Джеком Кілбі з Texas Instrument та Робертом Нойсом у корпорації Fairchild незалежно. Це було важливим винаходом у галузі інформатики.

Кілбі побудував свою інтегральну схему на германії, а Нойс побудував її на силіконовій мікросхемі. Перша інтегральна схема була використана в 1961 році.

IBM 360

IBM винайшов цей комп'ютер у 1964 році. Він використовувався в комерційних та наукових цілях. IBM розробила приблизно 5 мільярдів доларів на розробку системи 360.

Це був не просто новий комп’ютер, а новий підхід до дизайну комп'ютерів. Введено таку ж архітектуру для сімейства пристроїв.

Іншими словами, програма, розроблена для роботи на одній машині в цій родині, також може працювати на всіх інших.

UNIX

Ця операційна система була винайдена в 1969 році Кеннетом Томпсоном та Деннісом Річі. UNIX була однією з перших операційних систем для комп’ютерів, написана мовою C. Зрештою, у них з'явилося багато різних версій UNIX.

UNIX стала провідною операційною системою робочих станцій, але вона мала низьку популярність на ринку ПК.

Паскаль

Ця мова названа на честь Блеза Паскаля, французького математика 17 століття, який побудував одну з перших машин для механічного додавання. Вперше вона була розроблена як навчальний інструмент.

Ніклаус Вірт розробив цю мову програмування наприкінці 1960-х рр. Паскаль є високоструктурованою мовою.

Рекомендовані комп’ютери

IBM 360

Третє покоління почалося з впровадження комп'ютерів сімейства IBM 360. Це, мабуть, найважливіша машина, побудована в цей період.

Великі моделі мали до 8 Мб основної пам'яті. Найменшою ємністю була модель 20, із пам'яттю лише 4 Кбайт.

IBM поставила чотирнадцять моделей цієї серії комп'ютерів, включаючи разові моделі для NASA.

Один член цієї родини, модель 50, міг заробляти 500 000 сум в секунду. Цей комп'ютер був приблизно в 263 рази швидшим, ніж ENIAC.

Це був досить успішний комп'ютер на ринку, оскільки він дозволяв вибирати різні типи налаштувань. Однак усі комп'ютери серії IBM 360 використовували однаковий набір інструкцій.

Honeywell 6000

Різні типи моделей у цій серії включали вдосконалену функцію набору інструкцій, що додало десяткової арифметики операціям.

Процесор у цих комп’ютерах працював з 32-бітними словами. Модуль пам'яті містив 128 к слів. Система може підтримувати один або два модулі пам'яті максимум 256 клів. Вони використовували різні операційні системи, такі як GCOS, Multics та CP-6.

ПДП-8

Він був розроблений в 1965 році DEC. Це був комерційно успішний мінікомп'ютер. У той час ці комп’ютери були найбільш продаваними комп’ютерами в історії. Вони були доступні в настільних моделях і в кріпленнях на шасі.

Він мав менший набір інструкцій. Для розміру слова було використано 12 біт.

Вони мали кілька характеристик, таких як низька вартість, простота та розширюваність. Конструкція цих комп'ютерів полегшила програмування програмістам.

Переваги і недоліки

Перевага

- Основною перевагою інтегральних мікросхем був не тільки їх невеликий розмір, але їх продуктивність та надійність, що перевершували попередні схеми. Споживання електроенергії було значно нижчим.

- У цього покоління комп'ютерів була більша швидкість обчислення. Завдяки швидкості їх обчислення вони були дуже продуктивними. Вони могли обчислити дані в наносекундах

- Комп'ютери були меншими за розмірами порівняно з попередніми поколіннями. Тому їх було легко перевозити з одного місця в інше завдяки їх меншим розмірам. Їх можна було встановити дуже легко і вимагати менше місця для їх встановлення.

- Вони виробляли менше тепла порівняно з попередніми двома поколіннями комп'ютерів. Для уникнення пошкоджень для теплового розряду почали використовувати внутрішній вентилятор.

- Вони були набагато надійнішими і тому вимагали менш частої програми технічного обслуговування. Тому вартість обслуговування була низькою.

- Дешевше. Комерційне виробництво значно зросло.

- Вони мали велику ємність для зберігання.

- Його використання було для загальних цілей.

- Миша та клавіатура почали використовуватися для введення команд та даних.

- Може використовуватися з мовами високого рівня.

Недоліки

- Потрібно було ще мати кондиціонер.

- Технологія, необхідна для виготовлення мікросхем інтегральної мікросхеми, була надзвичайно складною.

- мікросхеми з інтегральною схемою було непросто у обслуговуванні.

Список літератури

1. Бенджамін Мусунгу (2018). Покоління комп'ютерів з 1940 року по теперішній час. Кеніяплекс. Взято з: kenyaplex.com.
2. Енциклопедія (2019. Покоління, комп’ютери. Взято з: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Історія розвитку комп'ютерів та покоління комп'ютерів. Взято з: wikieducator.org.
4. Прерана Джайн (2018). Покоління комп'ютерів. Включіть довідку. Взято з: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Покоління комп’ютера та їх особливості. Взято з: kullabs.com.
6. Байт-примітки (2019). П’ять поколінь комп'ютерів. Взято з: byte-notes.com.
7. Альфред Амуно (2019). Історія комп'ютерів: Класифікація поколінь комп'ютерів. Турбо майбутнє. Взято з: turbofuture.com.
8. Стівен Ной (2019). 5 Покоління комп’ютера. Коледж Стелли Маріс. Взято з: stellamariscollege.org.
9. Навчальний посібник та приклад (2019). Комп'ютер третього покоління. Взято з: tutorialandexample.com.