Számítógépes Számítógépes generációkgenerációk

Jelfogós gépekJelfogós gépek

Konrad Zuse (1910-1995)Konrad Zuse (1910-1995)– 1935-38, 1935-38, Z1Z1, még mechanikus , még mechanikus

kapcsolókat tartalmazott,kapcsolókat tartalmazott,– a készüléket szülei ebédlőjében a készüléket szülei ebédlőjében

állította össze,állította össze, – 1939-41, 1939-41, Z3Z3, ,

elektromechanikus gép, elektromechanikus gép, telefonközpontban használt telefonközpontban használt relékből építette,relékből építette,

– kettes számrendszert kettes számrendszert alkalmazott.alkalmazott.

Elektronikus számítógépekElektronikus számítógépek 1912-1954, Alan Turing, 1912-1954, Alan Turing,

angol matematikus angol matematikus – Univerzális Gép elmélete, (nem egy Univerzális Gép elmélete, (nem egy

valóságos gép)valóságos gép) az olyan gép, amely az olyan gép, amely el tud végezni néhány alapvető el tud végezni néhány alapvető műveletet, akkor az elvileg műveletet, akkor az elvileg bármilyen számítás elvégzésére is bármilyen számítás elvégzésére is alkalmas. (alkalmas. (1937)1937)

Colossus, (ENIGMA)Colossus, (ENIGMA)– németek rejtjelezett üzeneteinek németek rejtjelezett üzeneteinek

megfejtésére (megfejtésére (1940)1940)

A Brit Bomba

Elektromechanikus digitális Elektromechanikus digitális számítógépek számítógépek

1937, 1937, Howard H. AikenHoward H. Aiken a Harvard Egyetem a Harvard Egyetem fizikus professzora és fizikus professzora és George R. StibitzGeorge R. Stibitz a Bell a Bell Telephone Laboratories munkatársa kezdi a Telephone Laboratories munkatársa kezdi a fejlesztéstfejlesztést

1944, 1944, Mark IMark I, a világ első programellenőrzött , a világ első programellenőrzött számítógépeszámítógépe

•sok tekintetben Babbage19. századi terveit valósította meg

ElektroncsőElektroncső

1883,Thomas Alva Edison:1883,Thomas Alva Edison: izzó fémszál izzó fémszál elektronokat bocsát ki magábólelektronokat bocsát ki magából

1904, 1904, John Ambrose Flemming:John Ambrose Flemming: Edison Edison felfedezése alapján elkészíti az első felfedezése alapján elkészíti az első diódátdiódát

Lénárd FülöpLénárd Fülöp alkalmaz először rácsot alkalmaz először rácsot elektronáram vezérléséreelektronáram vezérlésére

1905, 1905, Lee de Forest:Lee de Forest: az első trióda, az első trióda, lemez anód alkalmazásávallemez anód alkalmazásával

1905, 1905, R. Leiben, Strauss és J.P.Ross:R. Leiben, Strauss és J.P.Ross: gáztöltésű triódát alkalmaz távírójelek gáztöltésű triódát alkalmaz távírójelek erősítésére, erősítésére,

de Forest szikratávíró (Marconi) de Forest szikratávíró (Marconi) vételéhez alkalmaz triódátvételéhez alkalmaz triódát

A második világháború alatti A második világháború alatti számításigényes feladatok:számításigényes feladatok:

kódtáblázatkódtáblázat készítése: készítése:

– titkos üzenetek titkos üzenetek megfejtésemegfejtése

lőtáblázatoklőtáblázatok készítése:készítése:

– lövedékek pontos lövedékek pontos célbajuttatásacélbajuttatása

ellátásiellátási feladatok: feladatok:

– fegyver, lőszer, élelemfegyver, lőszer, élelem

Elektronikus számítógépekElektronikus számítógépek

az első működő az első működő elektronikus elektronikus számítógépszámítógép, az , az ENIACENIAC. . – Philadelphiában építették Philadelphiában építették

meg 1943-1946 közöttmeg 1943-1946 között– az elektronikus működésű az elektronikus működésű

számítógépek megjelenésével számítógépek megjelenésével kezdték el generációkba kezdték el generációkba sorolni a számítógépeketsorolni a számítógépeket

John Mauchly és J. Presper Eckert

Pennsylvania Egyetem

ENIACENIAC (Electronic Numerical Integrator and (Electronic Numerical Integrator and

Calculator)Calculator) Mintegy 30 méter hosszú volt és 30 tonnát nyomott, Mintegy 30 méter hosszú volt és 30 tonnát nyomott,

18 000 elektroncsővel működött,18 000 elektroncsővel működött, s memóriájában s memóriájában egyszerre csupán húsz számot tudott megőrizni, egyszerre csupán húsz számot tudott megőrizni, darabonként 10 számjegy pontossággal.darabonként 10 számjegy pontossággal.

Programokat nem, csupán adatokat tudott tárolni. Programokat nem, csupán adatokat tudott tárolni.

Az ENIAC programozása

EDVACEDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic (Electronic Discrete Variable Automatic

Computer)Computer) 1952-ben 1952-ben Neumann JánosNeumann János sikeresen sikeresen

befejezte az ENIAC saját verziójának befejezte az ENIAC saját verziójának fejlesztését a Pincetoni Egyetemen. fejlesztését a Pincetoni Egyetemen.

• az első elektronikus digitális komputer, amit belső programtárolási koncepciónak megfelelően építettek meg

Neumann elvekNeumann elvek

1.1. A számítógép legyen soros működésű:A számítógép legyen soros működésű:aa gép az egyes utasításokat egymás után, egyenként gép az egyes utasításokat egymás után, egyenként hajtja végre. (Ellentéte a párhuzamos utasítás hajtja végre. (Ellentéte a párhuzamos utasítás végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg is végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg is végrehajtható.) végrehajtható.)

2.2. A számítógép a kettes számrendszert A számítógép a kettes számrendszert használja, és legyen teljesen elektronikus:használja, és legyen teljesen elektronikus:a kettes számrendszert és a rajta értelmezett aritmetikai a kettes számrendszert és a rajta értelmezett aritmetikai ill. logikai műveletet könnyű megvalósítani kétállapotú ill. logikai műveletet könnyű megvalósítani kétállapotú áramkörökkel (1- be, 0 - ki).áramkörökkel (1- be, 0 - ki).

3.3. A számítógépnek legyen belső memóriája:A számítógépnek legyen belső memóriája:a belső memóriában tárolhatók az adatok és az egyes a belső memóriában tárolhatók az adatok és az egyes számítások részeredményei, így a gép bizonyos számítások részeredményei, így a gép bizonyos műveleteket automatikusan el tud végezni.műveleteket automatikusan el tud végezni.

Neumann elvekNeumann elvek

4.4. A tárolt program elve:A tárolt program elve:A programot alkotó utasítások kifejezhetők számokkal, A programot alkotó utasítások kifejezhetők számokkal, azaz adatként kezelhető. Ezek a belső memóriában azaz adatként kezelhető. Ezek a belső memóriában tárolhatók, mint bármelyik más adat. Ezáltal a tárolhatók, mint bármelyik más adat. Ezáltal a számítógép önállóan képes működni, hiszen az adatokat számítógép önállóan képes működni, hiszen az adatokat

és az utasításokat egyaránt a memóriából veszi elő.és az utasításokat egyaránt a memóriából veszi elő.

5.5. A számítógép legyen univerzális:A számítógép legyen univerzális:A számítógép különféle feladatainak elvégzéséhez nem A számítógép különféle feladatainak elvégzéséhez nem kell speciális berendezéseket készíteni. (a számítógép kell speciális berendezéseket készíteni. (a számítógép univerzális univerzális Turing-gépkéntTuring-gépként működik) működik)

TranzisztorTranzisztor

félvezetők:félvezetők: germánium, germánium, szilícium, szelénszilícium, szelén

dióda dióda trióda trióda (tranzisztor)(tranzisztor)

egy szilárdtest félvezető, egy szilárdtest félvezető, amelyet elektronikus amelyet elektronikus áramkörökben áramkörökben használnak erősítési és használnak erősítési és kapcsolási célokrakapcsolási célokra

• az első tranzisztor „deszkamodellje”1947-48

A tranzisztor működéseA tranzisztor működése

A tranzisztor három, egymást felváltva követő A tranzisztor három, egymást felváltva követő különböző vezetési típusú tartományú, különböző vezetési típusú tartományú, egymáson elhelyezkedő rétegből áll. A két egymáson elhelyezkedő rétegből áll. A két szélső réteget kollektornak (C), és emitternek szélső réteget kollektornak (C), és emitternek (E) nevezik, a középső réteget bázisnak (B) (E) nevezik, a középső réteget bázisnak (B) hívják. hívják.

Tranzisztoros számítógépTranzisztoros számítógép

1958-ban építették be a tranzisztort 1958-ban építették be a tranzisztort kapcsolóelemként a számítógépbe a kapcsolóelemként a számítógépbe a rövid élettartamú elektroncső helyett.rövid élettartamú elektroncső helyett.

A háttértár szerepét a mágnesszalag, A háttértár szerepét a mágnesszalag, majd a merev hordozójú mágneslemez majd a merev hordozójú mágneslemez veszi át.veszi át.

Minszk-22

Integrált áramkör: ICIntegrált áramkör: IC 1958-ban építette meg az 1958-ban építette meg az

első kapcsolást Jack Kilbyelső kapcsolást Jack Kilby minden alkatrésze minden alkatrésze

egyetlen félvezetőből egyetlen félvezetőből készültkészült

csak félvezetőre van csak félvezetőre van szükség, az ellenállások szükség, az ellenállások és a kondenzátorok is és a kondenzátorok is megépíthetők megépíthetők ugyanabból az anyagból, ugyanabból az anyagból, amiből a tranzisztorokamiből a tranzisztorok

Integrált áramkörös számítógépIntegrált áramkörös számítógép

1965-ben elsőként a 16, 1965-ben elsőként a 16, majd a 64 bit tárolására majd a 64 bit tárolására képes memória jelent képes memória jelent meg, ezekben néhány meg, ezekben néhány ezer tranzisztornak ezer tranzisztornak megfelelő áramköri megfelelő áramköri elem került kialakításra.elem került kialakításra.

• Ezek a gépek elérték az

1 millió művelet másodpercenkénti (1 MIPS) sebességet. (IBM 360, IBM 370)

MikroprocesszorMikroprocesszor

1971-ben 1971-ben kezdődött, amikor kezdődött, amikor egy pici ismeretlen egy pici ismeretlen cég, az Intel a cég, az Intel a világon először világon először több tranzisztort több tranzisztort épített egybe, hogy épített egybe, hogy központi vezérlő központi vezérlő egységet alkosson. egységet alkosson.

Intel4004

Pentium

MikrogépekMikrogépek 1973, első mikroszámítógép1973, első mikroszámítógép

– R2E nevű francia cég MICRAL gépeR2E nevű francia cég MICRAL gépe– 8008-as chippel működött8008-as chippel működött– 1 750 $-ba került1 750 $-ba került

1975,1975, Apple IApple I a világcég első a világcég első terméke”terméke”– egy egyszerű alaplapegy egyszerű alaplap– 6502-es processzorral6502-es processzorral– 750 $-ért volt kapható750 $-ért volt kapható

1977, Commodore PET 20011977, Commodore PET 2001– első olyan kompakt készülék, első olyan kompakt készülék,

amely a kazettás egységet és a amely a kazettás egységet és a képernyőt is tartalmaztaképernyőt is tartalmazta

Apple II

MikrogépekMikrogépek

1981, IBM PC1981, IBM PC– alaplapon 64 kB-ot biztosítottalaplapon 64 kB-ot biztosított– a merevlemez működtetéséhez a merevlemez működtetéséhez

külön egység kellettkülön egység kellett

1982, IBM PC XT1982, IBM PC XT– megjelent a javított XT alaplapmegjelent a javított XT alaplap

• 1983, APPLE LISA– először használt egeret és a

grafikus kiszolgálófelületet

A számítógépes generációkA számítógépes generációk

nulladiknulladik generáció: -1946 generáció: -1946– relés, elektromechanikus relés, elektromechanikus

számítógépekszámítógépek elsőelső generáció : (1946-) 1951- generáció : (1946-) 1951-

– elektroncsöves számítógépekelektroncsöves számítógépek másodikmásodik generáció: 1957- generáció: 1957-

– tranzisztoros számítógépektranzisztoros számítógépek harmadikharmadik generáció: 1965- generáció: 1965-

– IC-vel épült gépekIC-vel épült gépek negyediknegyedik generáció: 1972- generáció: 1972-

– mikroprocesszoros gépekmikroprocesszoros gépek ötödik ötödik generáció: a jövőgeneráció: a jövő

– mesterséges intelligenciamesterséges intelligencia– jelenleg is fejlesztgetikjelenleg is fejlesztgetik

Z1, Z3, Mark1

ENIAC, EDVAC

UNIVAC, Minszk-22

IBM 360, IBM 370

IBM PC, APPLE

robotok

Ötödik generációÖtödik generáció

tanítható, öntanuló tanítható, öntanuló számítógépszámítógép

mesterséges mesterséges intelligenciaintelligencia

szilícium helyett szén szilícium helyett szén nanocsöveknanocsövek

neuron (agysejt) típusú neuron (agysejt) típusú számítógépszámítógép

elektromos jel helyett elektromos jel helyett biokémiai jelbiokémiai jel