Elektronski računalniki

Elektronski računalniki

Avtor: Karmen Perko

Obdobja v razvoju računalništvo

  1. MEHANSKA RAČUNALA - KALKULATORJI

    • delovanje na principu zobatih koles
    • izvajanje štirih aritmetičnih operacij
    • nezanesljivo delovanje

  2. ELEKTROMEHANSKI STROJI

    • za pogon mehanskih delov uporabljali elektromotorje
    • 1943 prvi delujoči programsko vodeni računalnik za splošne namene
    • ukazi shranjeni na luknjanem traku
    • tipkovnica za vnos podatkov
    • rezultat prikazan v numerični obliki z žarnicami na posebnem zaslonu
    • slaba zanesljivos zaradi velikega števila mehanskih delov

  3. ELEKTROMOTORJI ALI ELEKTRONSKI RAČUNALNIKI

    • zgrajeni iz elektronskih elementov

      • elektronk (Kaj je to? Glej desno.)
      • relejev (Kaj je to? Glej desno.)
      • stikal
(elektronka.gif)
Elektronka

  • von Neumannov model računalnika, ki ga sestavljajo:

    • centralna procesna enota
    • glavni pomnilnik
    • vhodno-izhodni sistem
(vonNeumannovModel.gif)
Von Neumannov model računalnika (model tudi za današnje računalnike)

Naprej

Elektronka je podobna ozki žarnici. Delovanje oz. odpiranje in zapiranje električnega toka dosežemo s spreminjanjem napetosti med anodo in katodo.

Rele je elektromagnetno stikalo, ki ga vklopi in izklopi določena krmilna napetost.

OBDOBJE ELEKTRONSKIH RAČUNALNIKOV

Obdobje elektronskih računalnikov je razdeljeno na več generacij:

1. generacija (1946 - 1959)

2. generacija (1959 - 1965)

3. generacija (1965 - 1975)

4. generacija (1975 do danes)

5. generacija (1981 do danes)

6. generacija (1984 - neskončnost)

Na prejšnjo stran Naprej

1. GENERACIJA (od 1946 do 1959)

V prvi generaciji so razvili naslednje računalnike:

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)

  • začnejo ga delati 1943 leta, uradno pa začnejo na njem delati 1946. leta
  • gradili so ga elektronke (bilo jih je 18000), releji (bilo jih je 1500) in stikala (bilo jih je 6000)
  • namenjen je bil ročnemu programiraju in vnosu podatkov
  • njegove fizične mere so: 3m v višino, 30m v dolžino in 1m v globino; teža 30 ton; za delovanje je potreboval 140 kilovatov električne energije
  • uporabljali so ga v vojaške namene (računanje in tiskanje balističnih tabel za topove in bombne merilnike v letalih ameriške vojske)
  • program se ni shranil (razen zapis na papirju)
  • prvič se pojavi izraz programiranje (potekalo je ročno s premikanjem stikal in povezovanjem kablov)
  • rezultati so se izpisovali na tiskalnik ali na lukljalnik kartic
(eniac.gif)
ENIAC

EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer)

  • programe in podatke je imel shranjene v skupnem pomnilniku (zato je imel večji pomnilnik od vseh njegovih predhodnikov, imel je tudi pomožni pomnilnik)
  • bil je binarni stroj
  • ta računalnik je zgrajen po von Neumannovem modelu
(edvac.gif)
EDVAC

EDSAC

  • zgrajen leta 1949
  • prvi delujoči račenalnik s shranjenim programom
  • zgrajen po predlogu za EDVAC in je bil dokončan pred njim

IAS (Institut for Advance Study)

  • računalnik s shranjenim programom
  • izdelal ga je von Neumann s sodelavci
  • njegov velik pomen je posledica prostega dostopa do vseh informacij v zvezo z njim
  • služil je kot šola za vse, ki so jih računalniki zanimali (prav zato, ker je bil odkrit vsem, kar sicer ni bila navada, saj je bila večina projektov tajna)
  • bil je binarni stroj
  • glavni pomnilnik je imel narejen na osnovi elektrostatične cevi
  • velika prednost je bila paralelna obdelava podatkov, zato je bil desetkrat hitrejši od ENIACA
  • za realizacijo vrstnega reda so prvič uporabili posebni register - programski števec (ob koncu izvrševanja vsakega ukaza je v programskem števcu vedno pomnilniški naslov ukaza, ki se bo izvršil naslednji)

UNIVAC I

  • prvi komercialni računalnik v Ameriki za poslovne in upravne namene
  • opravil je 1905 operacij na sekundo
  • zasedel je 35,5m2

701 EDPM

  • zgrajen v podjetju IBM
  • uporablja elektrostatičen spomin, ki je sestavljen iz 72 Williamovih statičnih cevi (imajo kapaciteto 1024 bitov na eno cev)
  • pomnilnik si razširil z dodajanjem novega niza Williamovih cevi

HEATKIT ED-1

  • iz leta 1959
  • prvi računalnik, namenjen za osebno uporabo, s katerim je bilo v resnici moč kaj početi
  • bil je analogen
  • namenjen je bil izobraževanju

SLABOSTI PRVE GENERACIJE

  1. majhna zmogljivost
  2. nezanesljivost
  3. ogromna poraba energije
  4. ogromne fizične dimenzije
  5. visoka cena

Nazaj na seznam generacij Na prejšnjo stran Naprej

2. GENERACIJA (od 1959 do 1965)

  • pričetek uporabe tranzistorjev (Kaj je to? Glej desno.), ki so bili osnova za digitalno tehniko
  • pojavili so se visokonivojski programski jeziki: Algol, Fortran, Cobol
  • njihova sistemska oprema je omogočala čedalje enostavnejše delo z vhodno/izhodnimi napravami
  • še vedno so bili zelo dragi
(tranzistor.gif)
Tranzistorji

PREDNOSTI DRUGE GENERACIJE

  1. povečana zmogljivost
  2. povečana zanesljivost
  3. zmanjšana poraba energije

Nazaj na seznam generacij Na prejšnjo stran Naprej

Tranzistor je polprevodniški elektronski element s tremi priključki, ki ga uporabljamo za ojačevanje, preklapljanje in uravnavanje napetosti. Zaradi svoje velikosti, zanesljivosti in ekonomišnosti je nadomestil elektronke.

3. GENERACIJA (od 1965 do 1975)

  • pojavijo se elektronski računalniki iz integriranega vezja (čip) (Kaj je to? Glej desno.)
  • pojavile so se mikroprogramirane centralne procesne enote in integrirana polprevodniška pomnilniška vezja

PREDNOSTI TRETJE GENERACIJE

  1. večja hitrost računanja (nanosekunde)
  2. povečana zmogljivost in zanesljivost
  3. novi koncepti obdelave podatkov
  4. manjše fizične dimenzije
  5. zmanjšana poraba energije
  6. padec cen
  7. pojav operacijskega sistema
  8. izvajanje več programov hkrati s pomočjo razdeljevanja procesorskega časa med programe

Nazaj na seznam generacij Na prejšnjo stran Naprej

Integrirano vezje (čip) je mikrovezje, sestavljeno iz množice elektronskih elementov, ki so na skupnem substratu iz polprevodniškega materiala med seboj povezani v električno vezje.

4. GENERACIJA (od 1975 do danes)

  • leta 1971 izumijo (Ted Hoff) mikroprocesor Intel 4004 (to so centralno procesne enote, ki so realizirane na enem samem čipu)
  • nekje med letoma 1971 in 1975 je rojstvo osebnih računalnikov (mikroračunalnik ALTAIR)
  • prvič v zgodovini je bilo mogoče sestaviti računalnik iz procesorja, ki so mu dodali nekaj elektronike
  • računalnik Apple II (Steve Jobs in Steve Wozni leta 1977) pomeni vzpon rasti osebnih računalnikov (ima vgrajeno tipkovnico, zaslon in programski jezik Basic v ROM-u)
  • Commodore Amiga (1985) je prvi "multimedijski" osebni računalnik za domačo uporabo

PREDNOSTI ČETRTE GENERACIJE

  1. izredna povečana zmogljivost
  2. zanesljivost
  3. majhnost
  4. nizka poraba energije

Nazaj na seznam generacij Na prejšnjo stran Naprej

5. GENERACIJA (od 1981 do danes)

  • računalnik zna z uporabnikom komunicirati v naravnem govornem jeziku
  • računalnik ima shranjene ogromne podatkovne baze, po katerih zna tudi hitro iskati
  • računalnik zna inteligentno sklepati
  • računalnik zna obdelovati slike in "videti" predmete tako, kot jh vidimo ljudje

ZNAČILNOSTI PETE GENERACIJE

  1. več procesorjev
  2. paralelno (vzporedno) obdelovanje podatkov
  3. optične tehnologije
  4. sposobnost samostojnega odločanja in sklepanja
  5. programiranje z učenjem (Turingov stroj - Glej desno.)

Nazaj na seznam generacij Na prejšnjo stran Naprej

Turingov stroj je algoritemski sistem, miselni stroj (abstrakten model), ki stvarno ne obstaja. Zamislil si ga je angleški matematik Alan Mathison Turing leta 1936. Operacije so omejene na branje in zapisovanje znakov na trak ali premikanje vzdolž traku levo ali desno. Trak je označen z majhnimi kvadrati. V vsakem koraku operacije stroj zapiše ali prebere le en kvadrat, ki leži pod bralno in pisalno glavo.

6. GENERACIJA (od 1984 do neskončnosti)

  • uporaba nevtronskih mrež, ki se zgledujejo po lastnostih bioloških živčnih sistemov (človeški možgani)
  • upoštevajo razvoj računalniške tehnike z vsemi njenimi omejitvami

Nazaj na seznam generacij Na prejšnjo stran Naprej

(mozgani.jpg)
Računalnik?

PREVERI SVOJE ZNANJE

(racunalnik.jpg)

Sledi sedem nalog, ki preverijo, česa smo se naučili o razvoju računalnikov.

Na prejšnjo stran Naprej

Naloga 1

Čemu je služil luknjani trak pri elektromehanskih strojih?

Izpisovanju napak, izvedenih pri procesu.
Shranjevanju ukazov.
Preverjanju identitete uporabnika.


Nazaj Naprej

Odgovor je pravilen.

Naprej

Odgovor je napačen.

Poskusite ponovno.

Naloga 2

Katera so obdobja v razvoju računalništva:


Nazaj Preveri Naprej

Odgovor je pravilen.
Naprej

Odgovor je napačen.
Poskusite ponovno.

Naloga 3

Označi značilnosti prve generacije elektronskih računalnikov!


Nazaj Preveri Naprej

Odgovor je pravilen.
Naprej

Odgovor je delno pravilen.
Poskusite ponovno.

Odgovor je napačen.
Poskusite ponovno.

Naloga 4

Koliko generacij poznamo v obdobju elektronskih računalnikov?

Preveri

Nazaj Naprej

Pravilen odgovor.
Naprej

Odgovor ni pravile.
Poskusite ponovno.

Naloga 5

Vsak začetek stavka v levem stolpcu dopolnite z ustreznim nadaljevanjem na desni strani.

ENIAC je bil
EDVAC je bil
Pri EDVAC-u je bil
Pri ENIAC-u je bil
desetiški stoj.
binarni stroj.
program shranjen.
program neshranjen.


Nazaj Preverite Naprej

Pojmi so pravilno povezani.
Naprej

Pojmi so narobe povezani.
Poskusite ponovno.

Naloga 6

Poveži značilnosti s posamezno generacijo elektronskih računalnikov:

1. generacija:
2. generacija:
3. generacija:
4. generacija:
5. generacija:
6. generacija:
majhna zmogljivost, nezanesljivost
začetek uporabe tranzistorjev, zmanjša se poraba energije
pojav operacijskega sistema, izvajanje več programov hkrati
mikroprocesor Intel 4004, majhnost računalnikov
paralelno obdelovanje podatkov, optične tehnologije
računalniki posnemajo delovanje človeških možganov


Nazaj Preveri Naprej

Pojmi so pravilno povezani.
Naprej

Pojmi so narobe povezani.
Poskusite ponovno.

Naloga 7

Kdo je idejni oče računalniškega modela, ki je sestavljen iz centralne procesne enote, pomnilne enote in vhodno/izhodnega sistema? Zapiši njegov priimek. Piši z velikimi tiskanimi črkami.

Preveri

Nazaj Naprej

Odgovor je pravilen.
Naprej

Odgovor je napačen.
Poskusite ponovno.

VIRI PODATKOV IN SLIK

  • http://freeweb.siol.net/jan91/elektronski_racunalniki.html
  • http://www.sc-nm.com/e-gradivo/KIT/razvoj_informacijske_tehnologije.html
  • http://sl.wikipedia.org/wiki

Na začetek gradiv

0%
0%