FØRSTE GENERATION AF COMPUTERE: HISTORIE, EGENSKABER, SOFTWARE, HARDWARE - HISTORIE - 2025

Den første generation af computere var den indledende fase, hvor disse elektroniske maskiner blev brugt, i perioden 1940 til 1956. Computere brugte vakuumrørteknologi til både beregnings- og opbevarings- og kontrolformål.

I den tidlige første generation af computere blev begrebet vakuumrør anvendt. Disse var lavet af glas og indeholdt et glødetråd inde. Udviklingen af ​​computeren startede fra det 16. århundrede til den måde, den kan ses på i dag. Dagens computer har dog også gennemgået hurtige ændringer i løbet af de sidste halvtreds år.

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

Denne periode, i hvilken udviklingen af ​​computeren fandt sted, kan opdeles i flere forskellige faser, afhængigt af typen af ​​switching kredsløb, kendt som generationer af computere.

Derfor er computergenerationer de forskellige stadier i udviklingen af ​​elektroniske kredsløb, hardware, software, programmeringssprog og anden teknologisk udvikling.

Indledende situation

De første elektroniske computere blev lavet i løbet af 1940'erne. Siden da har der været en række radikale fremskridt inden for elektronik.

Disse computere var så enorme, at de optog hele værelser. For at udføre operationer var de afhængige af brug af maskinsprog, som var det programmeringssprog på laveste niveau, som computere forstod, og de kunne kun løse et problem ad gangen.

Vakuumrøret var en elektronisk komponent, der havde en langt lavere effektivitet. Derfor kunne det ikke fungere ordentligt uden et stort kølesystem, så det ikke ville blive beskadiget.

Inputmediet til første generation af computere var baseret på stempelkort, og output blev vist i udskrifter. Det tog operatører dage og endda uger at arrangere ledningerne til at løse et nyt problem.

Den første generations oprindelse og historie

Atanasoff-Berry-computer

Matematikeren og fysikeren John Atanasoff, der ledte efter måder at løse ligninger automatisk på, begyndte at klarlægge sine tanker i 1937 og skrev de grundlæggende egenskaber ved en elektronisk computermaskine.

Denne maskine løste ligninger, skønt den ikke kunne programmeres. Det blev produceret med støtte fra Clifford Berry.

Computing går elektronisk

Anden verdenskrig fungerede som jordemoder til fødslen af ​​den moderne elektroniske computer. Militære krav til beregninger og også høje krigsbudgetter stimulerede innovation.

De første elektroniske computere var maskiner bygget til specifikke opgaver. At indstille dem var besværligt og tidskrævende.

Den første elektroniske computer, kaldet ENIAC, blev afklassificeret i slutningen af ​​2. verdenskrig, hvilket medførte forespørgsler fra ingeniører over hele verden om, hvordan de kunne opbygge en lige eller bedre en.

Holdet, der arbejdede hos ENIAC, var det første til at erkende vigtigheden af ​​konceptet med at have programmet gemt inde i computeren.

Disse tidlige maskiner blev generelt kontrolleret af ledninger, der var forbundet til bundkortet eller af en række adresser kodet på papirbånd.

Selvom disse maskiner var klart programmerbare, blev deres programmer således ikke opbevaret internt i computeren.

John von Neumann

Denne matematiker skrev en rapport, der fastlagde den konceptuelle ramme for lagrede programcomputere.

Han opfordrede IAS (Institute for Advanced Study) til ikke kun at lave teoretiske studier, men at det kunne bruges ved at lave en rigtig computer.

Moore skole

Denne skole reagerede i 1946 med en række foredrag. Deltagere lærte om ENIAC, generelle teknikker til bygning af computere og også den nye idé om at gemme programmer i hukommelsen, som ingen havde gjort endnu.

En af assistenterne, Maurice Wilkes, ledede det britiske hold, der byggede EDSAC i Cambridge i 1949.

På den anden side ledede Richard Snyder det amerikanske hold, der afsluttede EDVAC på Moore School.

Den lagrede programcomputer, der blev udviklet af von Neumann, blev operationel i 1951. IAS stillede sit design frit til rådighed. Dette spredte lignende maskiner rundt om i verden.

Egenskaber ved den første generation af computere

Løs kun et problem ad gangen

Første generation af computere blev defineret af det faktum, at betjeningsvejledningen blev lavet specifikt til at udføre den opgave, som computeren skulle bruges til.

Teknologi brugt

Disse computere brugte vakuumrør til CPU-kredsløb og magnetiske trommer til datalagring samt elektriske skifteanordninger.

En magnetisk kernehukommelse blev brugt som hovedhukommelse. Indgangsenhederne var papirbånd eller stansede kort.

Behandlingshastighed

CPU-hastigheder var ekstremt lave. De havde langsom, ineffektiv og upålidelig behandling på grund af lav præcision. Kun enkle og direkte numeriske beregninger kunne udføres.

koste

Computere var meget dyre at køre. Computere af denne generation var meget store i størrelse og tog et rum på størrelse med et rum.

Derudover brugte de en stor mængde elektricitet og genererede meget varme, hvilket ofte fik dem til at gå i stykker.

Programmeringssprog

Første generation af computere modtog instruktioner på maskinsprog (0 og 1) eller gennem elektriske tænd / sluk-signaler. Der var ingen programmeringssprog.

Senere blev monteringssprog udviklet til brug i første generation af computere.

Når verden så, at et computerprogram var internt, var fordelene tydelige. Hvert universitet, forskningsinstitut og laboratorium ville have sit eget.

Der var dog ingen kommercielle elektroniske computerproducenter med lagrede programmer. Hvis du ville have en, skulle du bygge den.

Mange af disse tidlige maskiner var baseret på offentliggjorte designs. Andre udviklede sig uafhængigt.

software

For at programmere de første elektroniske computere blev der givet instruktioner på et sprog, som de let kunne forstå. Det var maskine eller binært sprog.

Enhver instruktion på dette sprog gives i form af sekvenser på 1 og 0. Symbolet 1 repræsenterer tilstedeværelsen af ​​en elektrisk puls, og 0 repræsenterer fraværet af en elektrisk puls.

En streng på 1'ere og 0'ere, såsom 11101101, har en bestemt betydning for computeren, selvom den ligner et binært tal.

At skrive programmer på maskinsprog var meget besværligt, så det blev kun udført af eksperter. Alle instruktioner og data blev sendt til computeren i binær numerisk form.

Lav programmering

Disse maskiner var beregnet til operationer på lavt niveau. Systemerne kunne kun løse et problem ad gangen. Der var intet monteringssprog og ingen operativsystem-software.

Derfor var grænsefladen til første generation af computere via patchpaneler og maskinsprog. Teknikere kablede elektriske kredsløb ved at forbinde adskillige ledninger til stikkontakter.

Derefter blev de sat i specifikke stempelkort, og der blev ventet en slags beregning i timevis, mens de også havde tillid til, at hvert af de tusinder af vakuumrør ikke ville blive beskadiget under denne proces, så de ikke skulle skulle gennemgå denne procedure igen.

Computerarbejde blev udført i batches, så i 1950'erne blev operativsystemet kaldt batchbehandlingssystemet.

Internt gemt program

De første computere kombinerede beregninger med stor hastighed, men først efter en omhyggelig proces med at konfigurere programmerne.

Ingen ved, hvem der kom med den innovative løsning ved at gemme instruktioner, der fortæller dig, hvad du skal gøre i din computers hukommelse. Det var fødslen af ​​software, der siden da blev brugt af alle computere.

Manchester eksperimentelle maskine var den første computer, der kørte et program fra hukommelsen.

To og halvtreds minutter var den tid, denne computer brugte til at udføre et 17-instruktionsprogram. I 1948 blev den lagrede programcomputer således født.

Hardware

Ud over at have tusinder af modstande og kondensatorer brugte førstegenerationscomputere op til mere end 18.000 vakuumrør, hvilket betød, at databehandlingsfaciliteter dækkede hele rum.

Tomme rør

Det vigtigste stykke teknologi til første generation af computere var vakuumrør. Fra 1940 til 1956 blev vakuumrør i vid udstrækning brugt i computere, hvilket resulterede i den første generation af computere.

Disse computere brugte vakuumrør til signalforstærkning og skifteformål. Rørene var lavet af glasbeholdere, der var forseglet, på størrelse med lyspærer.

Det forseglede glas lod strøm strømme trådløst fra filamenterne til metalpladerne.

Vakuumrøret blev opfundet i 1906 af Lee De Forest. Denne teknologi var vigtig i første halvdel af det 20. århundrede, da den blev brugt til at fremstille fjernsyn, radarer, røntgenmaskiner og en lang række andre elektroniske enheder.

Vakuumrør startede og sluttede kredsløb ved at tænde og slukke, når de er tilsluttet eller frakoblet.

Midler til ind- og udrejse

Ind- og udrejse blev udført ved hjælp af punch-kort, magnetiske trommer, skrivemaskiner og punch-kortlæsere. Til at begynde med stansede teknikere manuelt kortene med huller. Dette blev gjort senere ved hjælp af computere.

Elektroniske skrivemaskiner, programmeret til at skrive på et papirbånd eller en stanset kortlæser, blev brugt til at udskrive rapporterne.

Fremhævede computere af denne generation

ENIAC

Den første almindelige elektroniske computer, kaldet ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), blev bygget mellem 1943 og 1945. Den brugte 18.000 vakuumrør og 70.000 modstande.

Det var den første store computer, der arbejdede elektronisk uden at være bremset af nogen mekanisk komponent.

Dens vægt var 30 ton. Den var ca. 30 meter lang og krævede en stor plads til at installere den. Han kunne beregne til en hastighed på 1.900 summer pr. Sekund. Det blev programmeret med en ledning, der blev tilsluttet bundkortet.

Det var 1.000 gange hurtigere end tidligere elektromekaniske computere, selvom det var lidt langsomt, da man prøvede at omprogrammere det.

Det blev designet og bygget på Moore School of Engineering på University of Pennsylvania af ingeniørerne John Mauchly og Presper Eckert.

ENIAC blev brugt til at udføre krigsrelaterede beregninger, såsom beregninger til hjælp i konstruktionen af ​​atombomben. Også til vejrforudsigelser.

EDSAC

Denne computer blev udviklet i Storbritannien. Det blev den første ikke-eksperimentelle lagrede programcomputer i 1949.

Den brugte en hukommelse af kviksølvforsinkelseslinjer, som leverede hukommelse til mange første generations computere.

ACE-pilotmodel

Denne maskine blev færdiggjort af Alan Turing i Storbritannien i 1950. Selvom den var bygget som en testcomputer, var den i normal drift i fem år.

UNIVAC

UNIVAC var den første computer til kommerciel brug. Billedkilde: Wikimedia.org

UNIVAC (Universal Automatic Computer) var den første computer designet til kommerciel, ikke-militær brug. Udstedt i 1951 til en kommerciel kunde, det amerikanske folketællingsbureau, for at tælle den generelle befolkning.

Det kan udføre ti gange flere beløb pr. Sekund end ENIAC. I aktuelle dollars blev UNIVAC pris til $ 4.996.000.

Det blev senere brugt til at administrere lønningslister, poster og endda til at forudsige resultaterne af præsidentvalget i 1952.

I modsætning til de 18.000 vakuumrør hos ENIAC, brugte UNIVAC I kun lidt over 5.000 vakuumrør. Det var også halvt så stort som sin forgænger og solgte næsten 50 enheder.

Fordele og ulemper

Fordel

- Fordelen ved vakuumrørteknologi er, at det muliggjorde fremstilling af digitale elektroniske computere. Vakuumrør var de eneste tilgængelige elektroniske enheder i disse dage, hvilket gjorde computing mulig.

- Disse computere var de hurtigste computerenheder i deres tid. De havde evnen til at beregne data i millisekunder.

- De kunne udføre komplekse matematiske problemer effektivt.

Ulemper

- Computere var meget store i størrelse. Dens vægt var ca. 30 ton. Derfor var de slet ikke bærbare.

- De var baseret på vakuumrør, som hurtigt blev beskadiget. Computeren blev overophedet meget hurtigt på grund af de tusinder af vakuumrør. Derfor var der behov for et stort kølesystem. Elektronemitterende metal brændes let i vakuumrør.

- De kunne gemme en lille mængde information. Magnetiske trommer blev brugt, hvilket gav meget lidt datalagring.

-De havde begrænset kommerciel brug, fordi deres kommercielle produktion var meget dyr.

- Arbejdseffektiviteten var lav. Beregningerne blev udført med meget lav hastighed.

- Stansede kort blev brugt til indrejse.

- De havde meget begrænsede programmeringsfunktioner. Kun maskinsprog kunne bruges.

- De krævede en stor mængde strømforbrug.

- De var ikke meget pålidelige. Konstant vedligeholdelse var påkrævet, og de fungerede meget dårligt.

Referencer

1. Benjamin Musungu (2018). Generationer af computere siden 1940 til nutiden. Kenyaplex. Taget fra: kenyaplex.com.
2. Encyclopedia (2019). Generationer, computere. Taget fra: encyclopedia.com.
3. Computerhistorie (2019). Den første generation. Taget fra: computerhistory.org.
4. Wikieducator (2019). Historie om computerudvikling og generering af computer. Taget fra: wikieducator.org.
5. Prerana Jain (2018). Generationer af computere. Inkluder hjælp. Taget fra: includehelp.com.
6. Kullabs (2019). Generering af computer og deres funktioner. Taget fra: kullabs.com.
7. Byte-Notes (2019). Fem generationer af computere. Taget fra: byte-notes.com.
8. Alfred Amuno (2019). Computerhistorie: Klassificering af generationer af computere. Turbo Future. Taget fra: turbofuture.com.