5 thế hệ máy tính và đặc điểm của chúng
Mỗi trong số năm thế hệ của máy tính được đặc trưng bởi một sự phát triển công nghệ quan trọng có sự thay đổi sáng tạo trong cách thức hoạt động của máy tính.
Máy tính đóng một vai trò quan trọng trong hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống con người, nhưng máy tính như chúng ta biết ngày nay rất khác so với các mô hình ban đầu.
Nhưng máy tính là gì? Một máy tính có thể được định nghĩa là một thiết bị điện tử thực hiện các phép toán số học và logic.
Một định nghĩa phổ biến khác có thể nói rằng máy tính là một thiết bị hoặc máy có thể xử lý một số tài liệu nhất định để chuyển đổi nó thành thông tin.
Để hiểu chức năng cơ bản của máy tính, cần xác định dữ liệu, xử lý và thông tin.
Dữ liệu là tập hợp các yếu tố cơ bản tồn tại nếu không có chuỗi; Tự chúng không có ý nghĩa.
Xử lý là quá trình mà thông tin có thể được trích xuất từ dữ liệu. Và cuối cùng, thông tin là yếu tố cuối cùng của bất kỳ công việc xử lý nào.
Máy tính điện tử đầu tiên được phát minh vào năm 1833; Nó là thiết bị đầu tiên có động cơ phân tích.
Thời gian trôi qua, thiết bị này đã được chuyển đổi thành một cỗ máy đáng tin cậy có thể thực hiện công việc nhanh hơn. Đây là cách thế hệ máy tính đầu tiên có máy ENIAC ra đời.
Thế hệ thứ nhất (1945-1956)
Các ống chân không được liên kết như là công nghệ chính của thế hệ máy tính đầu tiên; chúng là những ống thủy tinh chứa điện cực.
Những ống này được sử dụng cho các mạch của các máy tính đầu tiên. Ngoài ra, các máy này sử dụng trống từ trong bộ nhớ của chúng.
Ống chân không được phát minh vào năm 1906 bởi một kỹ sư điện. Trong nửa đầu thế kỷ 20, đây là công nghệ chính được sử dụng để chế tạo radio, tivi, radar, máy X-quang và các thiết bị điện tử khác.
Các máy thế hệ đầu tiên thường được điều khiển bằng bảng điều khiển với hệ thống dây hoặc một loạt địa chỉ được mã hóa trên băng giấy.
Chúng rất đắt tiền, chúng tiêu thụ điện lớn, chúng tạo ra rất nhiều nhiệt và chúng rất lớn (chúng thường chiếm các phòng hoàn chỉnh).
Máy tính điện tử hoạt động đầu tiên được gọi là ENIAC và sử dụng 18.000 ống chân không. Nó được xây dựng ở Hoa Kỳ, tại Đại học Pennsylvania và dài khoảng 30, 5 mét.
Nó được sử dụng để tính toán tạm thời; Nó chủ yếu được sử dụng trong các tính toán liên quan đến chiến tranh, chẳng hạn như các hoạt động liên quan đến việc chế tạo bom nguyên tử.
Mặt khác, cỗ máy Colossus cũng được chế tạo trong những năm này để giúp người Anh trong Thế chiến thứ hai. Nó được sử dụng để giải mã các tin nhắn bí mật từ kẻ thù và sử dụng 1.500 ống chân không.
Mặc dù các máy thế hệ đầu tiên này có thể lập trình được, các chương trình của chúng không được lưu trữ bên trong. Điều này sẽ thay đổi khi máy tính từ các chương trình được lưu trữ được phát triển.
Máy tính thế hệ thứ nhất phụ thuộc vào ngôn ngữ máy, ngôn ngữ lập trình thấp nhất được máy tính hiểu để thực hiện các thao tác (1GL).
Họ chỉ có thể giải quyết một vấn đề tại một thời điểm và các nhà khai thác có thể mất vài tuần để lên lịch cho một vấn đề mới.
Thế hệ thứ hai (1956-1963)
Thế hệ thứ hai của máy tính thay thế ống chân không bằng bóng bán dẫn. Các bóng bán dẫn cho phép máy tính nhỏ hơn, nhanh hơn, rẻ hơn và hiệu quả hơn ở mức năng lượng tiêu thụ. Đĩa và băng từ thường được sử dụng để lưu trữ dữ liệu.
Mặc dù các bóng bán dẫn tạo ra đủ nhiệt để gây ra một số thiệt hại cho máy tính, chúng là một cải tiến trên công nghệ trước đó.
Các máy tính thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ làm mát, sử dụng thương mại rộng hơn và chỉ được sử dụng cho các mục đích kinh doanh và khoa học cụ thể.
Các máy tính thế hệ thứ hai này đã bỏ lại ngôn ngữ máy mật mã nhị phân để sử dụng ngôn ngữ lắp ráp (2GL). Thay đổi này cho phép lập trình viên có thể chỉ định hướng dẫn bằng từ.
Trong thời gian này, các ngôn ngữ lập trình cấp cao cũng đang được phát triển. Máy tính thế hệ thứ hai cũng là máy đầu tiên lưu trữ các hướng dẫn trong bộ nhớ của chúng.
Vào thời điểm đó, yếu tố này đã phát triển từ trống từ thành công nghệ có lõi từ tính.
Thế hệ thứ ba (1964-1971)
Đặc trưng của thế hệ máy tính thứ ba là công nghệ mạch tích hợp. Một mạch tích hợp là một thiết bị đơn giản chứa nhiều bóng bán dẫn.
Các bóng bán dẫn trở nên nhỏ hơn và được đặt trên chip silicon, được gọi là chất bán dẫn. Nhờ sự thay đổi này, máy tính đã nhanh hơn và hiệu quả hơn so với thế hệ thứ hai.
Trong thời gian này, máy tính đã sử dụng ngôn ngữ thế hệ thứ ba (3GL) hoặc ngôn ngữ cấp cao. Một số ví dụ về các ngôn ngữ này bao gồm Java và JavaScript.
Các máy móc mới của thời kỳ này bắt nguồn một cách tiếp cận mới để thiết kế máy tính. Có thể nói rằng ông đã đưa ra khái niệm về một máy tính duy nhất trên một loạt các thiết bị khác; Một chương trình được thiết kế để sử dụng trong máy gia đình có thể được sử dụng trong các máy khác.
Một thay đổi khác của thời kỳ này là bây giờ việc tương tác với máy tính được thực hiện thông qua bàn phím, chuột và màn hình với giao diện và hệ điều hành.
Nhờ vậy, thiết bị có thể thực thi các ứng dụng khác nhau cùng một lúc với một hệ thống trung tâm chịu trách nhiệm về bộ nhớ.
Công ty IBM là người tạo ra máy tính quan trọng nhất trong thời kỳ này: Hệ thống IBM / 360. Một mô hình khác của công ty này nhanh hơn 263 lần so với ENIAC, cho thấy sự đột phá trong lĩnh vực máy tính cho đến lúc đó.
Vì các máy này nhỏ hơn và rẻ hơn so với người tiền nhiệm của chúng, lần đầu tiên các máy tính có thể truy cập được đối với khán giả nói chung.
Trong thời gian này, máy tính phục vụ một mục đích chung. Điều này rất quan trọng vì trước đây các máy móc được sử dụng cho các mục đích cụ thể trong các lĩnh vực chuyên ngành.
Thế hệ thứ tư (1971-nay)
Thế hệ thứ tư của máy tính được xác định bởi bộ vi xử lý. Công nghệ này cho phép hàng ngàn mạch tích hợp được xây dựng trên một chip silicon.
Sự tiến bộ này cho phép những gì từng chiếm toàn bộ căn phòng, giờ đây có thể nằm gọn trong lòng bàn tay.
Năm 1.971, chip Intel 4004 được phát triển đặt tất cả các thành phần của máy tính, từ đơn vị xử lý trung tâm và bộ nhớ đến các điều khiển ra vào, trong một chip đơn. Điều này đánh dấu sự khởi đầu của thế hệ máy tính tiếp tục cho đến ngày nay.
Năm 1981, IBM đã tạo ra một máy tính mới có khả năng chạy 240.000 khoản tiền mỗi giây. Năm 1996, Intel đã đi xa hơn và tạo ra một cỗ máy có khả năng chạy 400.000.000 tổng mỗi giây. Năm 1984, Apple giới thiệu Macintosh với một hệ điều hành khác ngoài Windows.
Máy tính thế hệ thứ tư trở nên mạnh mẽ hơn, nhỏ gọn hơn, đáng tin cậy hơn và dễ tiếp cận hơn. Kết quả là cuộc cách mạng của máy tính cá nhân (PC) đã ra đời.
Trong thế hệ này, các kênh thời gian thực, hệ điều hành phân tán và bảng thời gian được sử dụng. Trong thời kỳ này internet đã ra đời.
Công nghệ vi xử lý được tìm thấy trong tất cả các máy tính hiện đại. Điều này là do các chip có thể được sản xuất với số lượng lớn mà không tốn nhiều tiền.
Chip xử lý được sử dụng làm bộ xử lý trung tâm và chip bộ nhớ được sử dụng cho bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM). Cả hai chip sử dụng hàng triệu bóng bán dẫn được đặt trên bề mặt silicon của chúng.
Các máy tính này sử dụng ngôn ngữ thế hệ thứ tư (4GL). Những ngôn ngữ này bao gồm các câu tương tự như những ngôn ngữ được tạo ra bằng ngôn ngữ của con người.
Thế hệ thứ năm (hiện tại-tương lai)
Các thiết bị thế hệ thứ năm dựa trên trí tuệ nhân tạo. Hầu hết các máy này vẫn đang được phát triển, nhưng có một số ứng dụng sử dụng công cụ trí tuệ nhân tạo. Một ví dụ về điều này là nhận dạng giọng nói.
Việc sử dụng xử lý song song và chất siêu dẫn làm cho trí tuệ nhân tạo trở thành hiện thực.
Ở thế hệ thứ năm, công nghệ dẫn đến việc sản xuất chip vi xử lý có 10 triệu linh kiện điện tử.
Thế hệ này dựa trên phần mềm xử lý song song phần cứng và trí tuệ nhân tạo. Trí tuệ nhân tạo là một lĩnh vực mới nổi trong khoa học máy tính, nó diễn giải các phương pháp cần thiết để khiến máy tính nghĩ giống con người
Người ta ước tính rằng điện toán lượng tử và công nghệ nano sẽ thay đổi hoàn toàn bộ mặt của máy tính trong tương lai.
Mục tiêu của điện toán thế hệ thứ năm là phát triển các thiết bị có thể đáp ứng đầu vào ngôn ngữ tự nhiên và có khả năng tự học và tự tổ chức.
Ý tưởng là các máy tính thế hệ thứ năm trong tương lai có thể hiểu lời nói và chúng có thể bắt chước lý luận của con người. Lý tưởng nhất là các máy này sẽ có thể đáp ứng với môi trường của chúng bằng các loại cảm biến khác nhau.
Các nhà khoa học đang làm việc để biến điều này thành hiện thực; Họ cố gắng tạo ra một máy tính có IQ thực tế với sự trợ giúp của các chương trình và công nghệ tiên tiến. Sự tiến bộ này trong các công nghệ hiện đại sẽ cách mạng hóa các máy tính của tương lai.
