Generații de Calculatoare

Scurt istoric

Din cele mai vechi timpuri oamenii au căutat să construiască dispozitive capabile să simplifice anumite activităţi, cum ar fi executarea unor calcule, a căror funcţionare să poată fi dirijată conform unor reguli flexibile (numite programe) sunt foarte vechi. Astfel a luat naştere în orientul apropiat cu aproximativ 5000 de ani în urmă o formă primitivă de abac, care poate fi considerat prima maşină de calculat, menită să automatizeze procesul de numărare şi calcul.

În anul 1620 este inventată în Anglia rigla de calcul.

În anul 1642, la vârsta de 19 ani, matematicianul francez Blaise Pascal (1623-1662), proiectează şi realizează prima maşină mecanică de calculat deplin operaţională, care înlocuia munca a 6 contabili. Această maşină lucra în sistemul zecimal folosind roţi dinţate cu câte 10 dinţi fiecare, angrenate în diferite moduri, comanda maşinii era asigurată manual. Maşina denumită „Pascalina” realiza operaţiile de adunare, de scădere, de înmulţire şi împărţire; interesant este faptul că înafară de adunare celelante operaţii se realizau utilizându-se tehnici complementare, (transformarea scaderilor în adunări, operaţiile de înmulţire şi împărţire erau implementate prin serii de adunări, respectiv scăderi repetate) foarte asemănătoare cu cele existente în calculatoarele din anii 80 - 90. Maşina a fost utilizată până la mijlocul secolului al XIX-lea.

Leibniz fiind nemulţumit de mecanica fină din vremea sa, a preferat să caute un sistem de numeraţie mult simplificat (şi nu cel zecimal), care să înlăture handicapul tehnicii. Astfel în anul 1694 Leibniz înbunătăţeşte această maşină de calcul, prin înlocuirea sistemului zecimal de numeraţie cu sistemul binar, care este şi astăzi baza prelucrării electronice a datelor.

În anul 1823 matematicianul englez Charles Babbage (1791-1871) a elaborat proiectul unei maşini analitice de calcul. Această maşină realizată cu mijloace mecanice constă dintr-o magazie pentru depozitarea datelor (memorie), o “moară” pentru efectuarea calculelor (unitate de prelucrare), dispozitive de intrare a datelor (unitate de intrare) şi respectiv dispozitive pentru extragerea rezultatelor (dispozitive de ieşire). Această maşină poate fi considerată ca fiind primul computer în sensul modern al cuvântului, adică o maşină a cărei funcţionare este controlată de instrucţiuni introduse de către utilizator.

În anul 1854 matematicianul George Boole, publică rezultatele cercetărilor sale asupra logicii simbolice (inventânt Algebra booleană, Algebra Boole, introducânt noţiunile de TRUE şi FALSE), care stau la baza ştiinţei calculatoarelor.

În 1890 este realizată prima maşină de perforat cartele, pe baza cărora se realizează în SUA maşini electromecanice de calcul cu cartele perforate, care pot efectua calcule asupra datelor conţinute pe cartele, pe baza unui program dinainte specificat (program cablat). Această maşină a fost folosită pentru prelucrarea datelor unui recensământ din SUA, reducând timpul de calcul de la 10 ani la 2,5 ani. (cel ce a construit aceste maşini a pus bazele companiei IBM)

În anul 1944 este pus în funcţiune primul calculator modern, numit MARK-1, realizat cu relee electromagnetice, datorită fiabilităţii reduse aproape nu a fost utilizat.

În anul 1947 sunt enunţate de către John Von Neumann principiile folosite şi astăzi în construcţia calculatoarelor, şi anume utilizarea sistemului binar pentru reprezentarea informaţiilor şi utilizarea programelor memorate în locul celor cablate. Primele calculatoare construite conform acestor principii au fost EDVAC şi UNIVAC-1 în SUA.

Un calculator modern reprezintă un sistem complex care înglobează în construcţia sa tehnologii diverse cum ar fi:

- Electronice;

- Magnetice;

- Electromecanice;

- Electrooptice

- Mecanice.

Evoluţia calculatoarelor este strâns legată de progresele înregistrate în aceste tehnologii. Putem împărţi evoluţia calculatoarelor în cinci etape, denumite generaţii de calculatoare. Fiecare generaţie de calculatoare este caracterizată de o dezvoltare tehnologică majoră ce a schimbat fundamental modul în care calculatoarele au fost construite, având ca rezultat dimensiuni mai mici, mai puternice, mai ieftine, mai eficiente şi mai fiabile. Fiecare generaţie se întinde pe o perioadă de aproximativ zece ani, în prezent aflându-ne în generaţia a patra, iar după unii în a cincea de calculatoare.

Criteriile care au stat la baza acestei clasificări sunt în general:

- Arhitectura sistemelor;

- Tehnologia de construcţie a componentelor;

- Modalităţile de procesare a datelor;

- Caracteristicile sistemelor de operare;

- Limbajele de programare folosite.

De fapt evoluţia constructivă a calculatoarelor este strâns legată de dezvoltarea tehnologiei electronice.

Prima generaţie cuprinde calculatoarele construite între anii 1944 şi 1956, şi este caracterizată de utilizarea tuburilor electronice ca element constructiv principal, care înlocuiesc relee electromagnetice. În această perioadă se construiesc în SUA calculatoarele Mark 1 şi ENIAC.